基于数值模拟的天然气管道泄漏事故风险分析

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1、中图分类号：X937单位代码：11414学号：2013214113题目基于数值模拟的天然气管道泄漏事故风险分析学科专业安全科学与工程研究方向油气生产事故预防与风险控制理论与技术硕士生姜璐指导教师梁伟教授入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月硕士学位论文独创性声明郑重声明：本硕士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研宄做出贡献的个人和集体

2、，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。作者签名：４＾曰期：导师签名：日期这ｄ：硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论，可以采用影印文的全部或部分内容、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学

3、位论文属于保密范围，保密期限年，解密后适用本授权书。＿Ｑ＿本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意一，且须以中国石油大学（北京）为第署名单位。作者签名：日期：导师签名：日期：￣１－摘要摘要长输天然气管道由于其输送距离长、穿越环境恶劣、不易监管等因素，很容易发生泄漏事故，往往会对人员与财产安全造成严重威胁。风险分析可以预测事故后果、判断事故的风险水平，对预防或及时处理事故十分有效。本文通过数值模拟与物理模型相结合的方法，提出了一套针对自身属性及环境参数有变化的长输天然气管道泄漏事故的风险分

4、析方法，并以一条长150km的管道为例进行说明。主要研究内容如下：(1)提出了管道失效概率计算模型，同时提出了管道分段方法，对本文研究的长输管道进行分段，并得到了各个管段的失效概率。(2)对各个天然气泄漏模型进行分析，并带入实例计算进行比较，选择了适宜的泄漏模型，计算了各个管段的天然气泄漏率。(3)通过分析管道事故的实际情况，建立了三个事故场景，使用FLUENT软件对天然气泄漏扩散情况进行数值模拟。分析了各场景的天然气扩散规律，得到了各管段泄漏天然气扩散的数据，供后果分析使用。(4)根据数值模拟得到的数据，结合火灾爆炸物理模型及伤害模型，对可能发生

5、的各种后果进行定量计算，得到了重伤、死亡半径及泄漏点周围各处的人员死亡概率。(5)提出了多后果的事故风险定量计算模型，计算了天然气管道泄漏的综合个人风险及社会风险，并与社会发布的可接受风险相比较，经过判断得到了事故的风险水平。关键词：长输天然气管道；数值模拟；风险分析-II-ABSTRACTRiskAnalysisofNaturalGasPipelineLeakageAccidentBasedonNumericalSimulationABSTRACTLong-distancenaturalgaspipelineispronetoleakbecaus

6、eofitslongdistancetransport,harshenvironmentitpassesthroughanddifficultyofsupervision.Naturalgasleakageaccidentsalwaysthreatenthesafetyoflivesandproperty.Riskanalysisisveryeffectiveinpreventinganddealingwithleakageaccidentsintime,becauseitcanpredicttheconsequencesandestimateth

7、erisklevelofaccidents.Ariskanalysismethodisproposedforpipelinewhosepropertyandenvironmentalparametersarechanging,bymeansofnumericalsimulationandphysicalmodels.Thispapertakesapipelinewhoselengthis150kmasanexampletoillustratethemethod.Themaincontentsofthispaperareasfollows:(1)Ca

8、lculationmodelofpipelinefailureprobabilityisproposed,andthepi