基于cfd的城镇天然气管道泄漏扩散研究.pdf
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1、第 5 1 卷第 5期 2 0 1 5年 1 O月 石油化工自动化 AUTOMAT1 0N I N P ETRO- CHEMI CAL I NDUS TRY Vo 1 5 1 ,No 5 Oc t o b e r 。2 O 1 5 基于 C F D的城镇天然气管道泄漏扩散研究 杨奇睿 , 王岳 , 官学源 , 邵慧龙 , 牛冉 ( 1 辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院, 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 ; 2 新疆油田公司工程技术研究院, 新疆 克拉玛依 8 3 4 0 0 0 ) 摘要 : 针对城镇中埋地天然气管道的泄漏情况, 研究了土壤、 建筑物和风速对天然气管道泄漏和扩散的影响。
2、利用 C F D模拟 计算软件对城镇中埋 地天然气管道泄漏进行三维数值模拟 , 并得到 了泄漏后三维空间不同截面位置 处 C H 的体积 分数分布和 爆炸范围及天然气 泄漏时的人员疏散安全距离 。研究结果为天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供 了理论依据 。 关键词 : 埋地 中压天然气管道风速三维数值模拟 中图分类号 :T P 2 7 4 文献标志码 : B 文章 编号 : 1 0 0 7 7 3 2 4 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 5 2 0 5 St u dy o n Le a k a g e Di f f u s i o n o f CFD Ba s e d To
3、wn Na t u r a l Ga s Pi pe l i n e Ya n g Qi r u i ,Wa n g Yu e ,Gu a n Xu e y u a n 2 ,S h a o Hu i l o n g ,Ni u Ra n ( 1 Co l l e g e o f P e t r o l e u m a n d Na t u r a l Ga s En g i n e e r i n g 。Li a o n i n g Un i v e r s i t y o f P e t r o l e u m & Ch e mi c a l ,Fu s h u n, 1 l 3 0 0
4、1 ,Ch i n a ;2 Te c h n o l o g y Re s e a r c h I n s t i t u t e o f X i n j i a n g O i l F i e l d C o mp a n y , Ka r a ma y , 8 3 4 0 0 0 , C h i n a ) Ab s t r a c t s :Fo c u s i n g o n l e a k a g e o f b u r i e d n a t u r a l g a s p i p e l i n e ,e f f e c t s o f s o i l ,b u i l d i
5、 n g s a n d wi n d s p e e d o n n a t u r a l g a s p i p e l i n e l e a k a g e a n d d i f f u s i o n a r e s t u d i e d 3 D n u me r i c a l s i mu l a t i o n i s c o n d u c t e d f o r t o wn b u r i e d n a t u r a l g a s p i p e l i n e l e a k a g e u t i l i z i n g CF D s i mu l a t
6、 i o n c a l c u l a t i o n s o f t wa r e CH4 v o l u me f r a c t i o n d i s t r i b u t i o n a t d i f f e r e n t c r o s s s e c t i o n l o c a t i o n i n 3 D s p a c e a f t e r l e a k i n g,e x p l o s i o n r a n g e a n d s a f e d i s t a n c e f o r s t a f f e v a c u a t i n g d u
7、 r i n g l e a k i n g a r e o b t a i n e d Th e r e s e a r c h r e s u l t p r o v i d e s a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r p e r s o n n e l e v a c u a t i o n f o r n a t u r a l g a s p i p e l i n e l e a k a g e a c c i d e n t s c e n e a n d s a f e e me r g e n c y r e p a i r Ke
8、y wo r d s :b u r i e d;me d i u m p r e s s u r e n a t u r a l g a s p i p e l i n e n d s p e e d 3 D n u me r i c a l s i mu l a t i o n 城市燃气的使用对居民生活水平的提高、 工业 的发展、 生态环境的改善具有重要意义。但由于自 然损坏、 腐蚀穿孔 、 人为破坏、 安装质量不达标 , 接 口、 阀门密封材料老化 、 机械振动等造成燃气管道 系统产生裂纹、 穿孔甚 至断裂 , 或因为供气不正常 及使用行为不当等原 因, 易引发燃气的泄漏 。当泄 漏的天然
9、气与空气混合后 , 会产生易燃、 易爆 的气 体 , 极易引发燃气爆炸或火灾事故 。目前对于埋地 管道泄漏扩散问题的研究较少 , 鉴于研究危险可燃 性气体泄漏扩散实验 尚有较大难度 , 从安全角度考 ,通 过 数值 方 法 开展 相关 的研究 工 作是 可 m。根据天然气管道泄漏扩散数值模拟可迅 预测天然气泄漏后 的扩散范 围和危险范 围,为决 策者及时疏散居民、 采取救援措施提供科学指导 。 由于气体释放后将与空气、 蒸气、 液滴及凝结 所生成 的水滴等结合从而形成混合气云, 根据混合 气云与环境大气密度 的差异 , 可将其分为三类 :浮 性气云 , 即轻气 , 密度 比空气 小, 如天然气
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