架空天然气管道泄漏数值模拟

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1、第43卷第4期当代化工Vo]．43．N0．42014年4月ContemporaryChemicalIndustryApri]．2Ol4架空天然气管道泄漏数值模拟高永强(中石化石油J二程设计有限公司，山东东营257026)摘要：以计算流体力学软件为基础，利用组分输运模型，建立了天然气泄漏扩散控制方程，对高含硫架空天然气管道泄漏数值模拟，研究稳态泄漏和非稳态泄漏两种情况。分析了风速、重力、泄漏量、T况、输送压力等因素对天然气泄漏后扩散过程的影响，得到了硫化氢在不同工况下的扩散规律及安全区域云图。结合模拟结果，分

2、析了高含硫天然气的泄漏扩散规律，得到了不同风速条件对架空天然气管道泄漏的影响，且其模拟结果可以为石油天然气行业制定相关应急预案及制定安全规章提供指导意义。关键词：天然气；泄漏；稳态；非稳态；数值模拟中图分类号：TQ018文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)04—0655—04NumericalSimulationonLeakageofOverheadNaturalGasPipelineGAOYong—qiang(SinopecPetroleumEngineeringDesignCo．，Lt

3、d．，ShandongDongying257026，China)Abstract：BasedontheCFDsoftware，makinguseofcomponentstransportmodels，thecontrolequationofleakageanddiflusionofnaturalgaswasestablished．numericalsimulationforleakageofoverheadhighsulfurnaturalgaspipelinewascarriedout，twocondit

4、ionsincludingsteady—stateleakageandunsteady—stateleakagewerestudied．Efectofwindspeed，gravity,leakageamount，workingconditions，transportpressureandotherfactorsonthedifusionprocessofnaturalgasaftertheleakagewasanalyzed，difusionlawandsaferegionalcloudofhydroge

5、nsulfideindiferentworkingconditionswereobtained．Combinedwiththesimulationresults，thedifusionlawofhighsulfurnatura1gaswasanalyzed．andefectofdifferentwindspeedonthe1eakageofnaturalgaswasobtained．thesimulationresultscanprovideguidanceonformulatingrelatedemerg

6、encyplanandsafepracticeforoilandnaturalgasindustry．Keywords：Natura1gas；Leakage；Steadystate；Unsteadystate；Numericalsimulation天然气是重要的清洁能源，是世界一次能源的口附近一定范围之内的较长一段时期仍处于高危险l一大支柱之一，2007年天然气占世界一次能源消费区。泄漏口大小决定了天然气管道泄漏事故危害等总量的23．76％。近年来，在世界石油价格不断攀升级，在分析过去的事故实例中发现，fl

7、,~L径泄漏事的推动下，天然气勘探开发的速度明显加快，其产故比大孑L径泄漏事故发生的概率大得多。对于裂缝等不规则开孔的微小泄漏源可将其当量为孔口出流量年均增长率为3．1％～3．4％，是石油产量增长率的情况进行分析【4]。3倍⋯。目前，世界管道总长度已超过了铁路总里程，假设天然气以小孔出流方式泄漏，且泄漏过程达到230多万公里，其中输气管道占近60％。。对为绝热扩散过程，则伯努利方程和绝热方程可得到于长距离输送油气，管输是最经济最高效的方式。下列计算式：但考虑到油气的易爆、易燃和有毒等特点，发生事厂—————

8、厂————__互T故易引起爆炸，污染和中毒等严重后果，尤其发生V：＼／。Rrl1一LfP1l在人口稠密区，同时还会造成恶劣的社会和政治影ij实际上由于孔口摩阻损失的存在，泄漏速度往响。所以，含硫天然气管道泄漏扩散模拟具有现往小于理论值，需要对流速进行修正，故得到的泄实意义。漏速度如下：1天然气泄漏扩散理论及硫化氢气体厂————1——■——j危害：V／‘RTl1一fLP1liJ1．1天然气泄漏量考虑到泄漏孑L形态的