天然气管道入综合管廊的风险评价

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1、硕士学位论文天然气管道入综合管廊的风险评价作者姓名李昭阳学科专业能源化学工程指导教师解东来教授所在学院化学与化工学院论文提交日期2018年4月RiskAssessmentonNaturalGasPipelinesinanUrbanUtilityTunnelADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhaoyangLiSupervisor：ProfessorDonglaiXieSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TE88学校代

2、号：10561学号：201520118705华南理工大学硕士学位论文天然气管道入综合管廊的风险评价作者姓名：李昭阳指导教师姓名、职称：解东来教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：能源化学工程研究方向：天然气输配论文提交日期：2018年4月24日论文答辩日期：2018年6月6日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：常杰教授委员：李国庆教授、李亚军副教授、解东来教授摘要随着全球对清洁能源的需求持续上升，天然气产业得到了迅猛的发展，天然气管道安全管理成为一个重要课题。目前国内大力推广燃气管道入地下综合管廊。将燃气管道敷设在综

3、合管廊空间内，能得到更加全面规范的管理，提高城市的安全性。但目前国内外却缺少对天然气管道入综合管廊的风险分析。基于此背景，本文从风险和后果两方面对天然气管道在综合管廊内可能发生的事故、泄漏扩散、爆炸等情况进行研究。一、使用事故树分析法对天然气管道在地下综合管廊内发生泄漏这一顶事件进行了全面的风险辨识，并与埋地管道进行对比。使用下行法得到管道泄漏的多种失效组合，定性分析得到了管廊内天然气管道失效的主要影响因素：自然灾害、系统维护不当、第三方破坏、管材缺陷等。通过将入综合管廊与埋地管道的事故进行对比分析，得到相较埋地管道而言，将天然气管线敷设到综合管廊内

4、，可以降低各类事故发生概率，有效减少第三方破坏事故及自然灾害事故的发生。二、使用FLUENT模拟计算得到了典型案例条件下的泄漏天然气扩散规律，以及不同泄漏孔径、不同引风量对泄漏扩散的影响。结果表明：（1）在泄漏孔直径10mm、通风量为6次/h等一定条件下，随着时间增加，天然气扩散导致的危险范围越大，5min之后空间内天然气分布趋于稳定，但泄露源0.2m半径外不会产生爆炸区域。（2）在典型案例条件下，泄漏孔径越大，天然气扩散导致的危险范围越广。泄漏孔径在5mm以下的小孔发生泄漏危险范围仅1m。（3）管廊换风量增大，有利于廊内天然气排出，6次/h最佳。三

5、、针对廊内天然气爆炸事故的研究，使用TNT当量法分析计算了在最不理想的情况下，某典型案例条件下的爆炸后果以及不同泄漏孔径、不同引风量对爆炸事故后果的影响，结果表明：（1）随着泄露时间的增长，廊内泄漏天然气累积量及危险半径增长，约5min后趋于稳定。（2）当引风量大于6次/h，单纯加大引风量降低天然气浓度的效果减弱。（3）泄漏孔径越大，泄漏爆炸的后果越严重。关键词：天然气；泄漏扩散；综合管廊；数值模拟；爆炸IABSTRACTWiththeincreasingdemandoncleanenergyintheworld,thenaturalgasindus

6、tryhasbeendevelopingrapidly.Naturalgaspipelinesafetymanagementhasbecomeanimportantissue.Recentlythegovernmentispromotingthatnaturalgaspipelinesbeinginstalledinsideutilitytunnels,whichexpectedtobeamorecomprehensiveandstandardizedmeasuretoimprovethesafetyofthecities.However,atpre

7、sent,thereisstillalackofriskassessmentonthegaspipelinesenteringtheutilitytunnels.Thecurrentsudycarriedinvestigationsontheriskandconsequenceofpotentialaccidentsthatcouldhappentothepipelinesinsideatunnel,includingleakageandexplosion.FaultTreeAnalysisisemployedtomakecomprehensiver

8、iskidentificationfortheleakageofnaturalgaspipelineinth