坡面天然气管道泄漏扩散数值模拟

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1、第42卷第3期当代化工V0]．42．NO．32013年3月ContemporaryChemicalIndustryMarch。20i3坡面天然气管道泄漏扩散数值模拟李一庆(中国石化广东石油分公司，广东广州510620)摘要：利用CFD仿真软件对坡面天然气泄漏扩散过程进行了数值模拟，分析了泄漏扩散过程，风速及泄漏倾角对泄漏扩散的影响。研究结果表明，泄漏1s内，甲烷主要集中在坡面附近；泄漏5S时，甲烷已经扩散到整个区域，且浓度爆炸下限最高达到7．81m，在地表及坡面形成了涡流；随着泄漏倾角的增加，危险区域逐渐增大；泄漏倾角为15。时，风速影响较小，泄漏倾角为1O。时，风速影

2、响较大，泄漏气体主要沿地表扩散；为天然气安全输送及紧急预案的制定提供一定的理论依据。关键词：天然气管道；泄漏；扩散；数值模拟中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：167l一0460(2013)03—0339～04NumericalSimulationofLeakageandDispersionofNaturalGasPipelineontheslopeL1M—qing(SinopecGuangdongOilProductsCompany，GuangdongGuangzhou510620，China)Abstract：Thegasleakageofnaturalg

3、aspipelinebecauseofcorrosionandexternaldamageiseasytocausefires，poisoningandexplosions，SOthestudyonnaturalgasleakageanddiffusionhasagreatsignificanceforthesafetyofpipelinetransportationandthesafetyofpersonalandproperty．Inthispaper,naturalgasleakanddiffusionprocessontheslopewassimulatedby

4、theCFDSimulationsoftware．Efrectofwindspeedandleakageinclinationontheleakageanddiffusionprocesswasanalyzed．TheresultshowsthatmethaneiSmainlyconcentratedneartheslopein1s．Inabout5S，methanehasspreadtotheentireregion，andtheLELiSupto7．81m：theeddyiSformedonthesurfaceandtheslope．ThehazardOUSarea

5、graduallyincreaseswithincreasingofleakinclination．Windspeedhaslessaffectundertheconditionofleakageinclination15。．buthasmoreafectundertheconditionofleakageinclination10。．andlcakinggasmainlydiflusesalongthesurface．Thissimulationprovidesatheoreticalbasisforthesafetytransportationofnaturalga

6、sandtheformulationofemergencyplans．Keywords：Naturalgaspipeline：Leak；DiffusiomNumericalsimulation天然气管道由于管材缺陷、腐蚀老化、第三方李朝阳则对架空高含硫天然气管道泄露进行了数值破坏及施工缺陷等原因，经常发生泄漏，极易引起分析，确人员中毒、爆炸、火灾及环境污染等事故，严重威定了硫化氢和天然气的扩散规律。基于以上，胁到人员安全和管道周围环境。为此国内外学者对本文以中西部某天然气管道为例，考虑山坡影响，城镇天然气泄漏扩散过程进行了大量研究，以期掌利用CFD软件，采用可实现模型，

7、对天然气管道握规律进而降低其危害。天然气等危险I生气体泄漏泄漏扩散过程进行了数值模拟，综合分析了不同风扩散过程的研究方法主要包括实验方法”。、数值模速、不同泄漏口位置对扩散过程的影响，以期总结拟方法。。其中数值模拟方法因其成本低、条件设天然气泄漏扩散规律，为建立安全输送体系、制定置简便、计算速度快等优点成为研究气云扩散规律应急方案提供切实的理论指导。的重要手段。近些年，随着计算机技术的发展，CFD1模型建立(ComputationalFluidDynamics)软件因其精确的环境参数、物性参数设置等，进而可以准确地模拟流1．1物理模型场。