高压CO2管道放空及安全泄放的数值模拟

【目的】碳捕集、利用与封存是实现碳中和不可缺少的关键技术，CO₂管道输送是碳捕集、利用与封存技术的重要一环。超临界CO₂管道输送过程中，当管道发生泄漏或进行放空作业时，因CO₂强节流效应，主管及放空管内可能出现局部低温，生成干冰堵塞管道，并使钢管变脆。【方法】利用OLGA软件建立高压CO₂管道泄放模型，并将模拟结果与国外实验数据进行对比，发现OLGA软件在计算压降方面较准确，在计算温降方面相对保守，可用于CO₂管道设计计算。在此基础上，建立了长距离高压CO₂管道放空模型，模拟分析了不同的阀门开度、初始温度及初始压力对CO₂管道放空过程中管内低温、相态变化及放空时间的影响。【结果】减小放空阀阀门开度可以防止放空过程中管内温度过低，在选定的放空模拟条件下，不生成干冰的阀门开度应在13.5%，管内温度不低于-30℃时的阀门开度应在4.5%以下；高压CO₂管道放空过程中，距离泄放口较远处，对流换热强度小、温降幅度较大；初...