高压天然气管道孔口泄漏扩散浓度与范围仿真探讨

天然气管道的泄漏容易引起火灾、爆炸、中毒、环境污染等恶性事故。建立输气管道泄漏扩散的合理模型是正确评估输气管道事故损失后果的关键技术之一。文中重点研究天然气泄漏与扩散过程机理,并对其中的高斯烟羽、烟团模型进行了修正。以某长输送管段的参数为例计算天然气压力管道的泄漏速度、流量、扩散浓度并且估算确定天然气的泄漏覆盖区域,探讨其扩散的影响范围。     

液氯泄漏扩散数值模拟及应急区域分析

针对液氯泄漏扩散事故,对泄漏源有效高度进行了修正,然后采用修正的高斯烟羽模型分析液氯扩散后的浓度分布,通过Matlab对液氯泄漏浓度和扩散距离进行了数值模拟。根据紧急反应计划指南(ERPG)对液氯泄漏扩散的应急区域划分可分为热区、暖区和冷区。研究结果表明,用修正的高斯烟羽模型可以模拟液氯泄漏,模拟结果可以为液氯泄漏事故应急指挥决策提供参考。     

有毒化学品泄漏事故应急疏散决策优化模型研究

采用高斯烟团模型模拟有毒化学品泄漏后的扩散区域,确定应急疏散范围;采用线性规划方法,建立应急疏散优化模型,并利用Lingo优化软件求解该模型.以液氯泄漏事故为例,研究危险区域的人员疏散,确定最佳应急疏散方案.本研究为一线指挥人员的最优疏散方案决策提供了参考.     

丙烯管道连续泄漏扩散爆炸事故分析

针对南京丙烯管道受外力损坏后泄漏扩散爆炸事故,用TNT当量法模拟推测丙烯泄漏量,结合液体泄漏模型估算泄漏速度及时间,再用重气扩散平板模型和中性气扩散高斯烟羽模型,并运用MATLAB 7.0软件描绘可能发生丙烯气体燃爆的危险区域.结果表明,理论计算及分析的结果与现场报道吻合.     

海洋平台井喷含硫天然气扩散危险区域研究

针对海洋酸性气田开采过程中含硫天然气井喷失控扩散问题,采用CFD方法建立井喷含硫天然气扩散后果预测与评估模型。综合考虑天然气爆燃与硫化氢毒害风险因素,对不同场景条件下的含硫天然气扩散过程开展数值模拟,研究硫化氢浓度、风向、风速等因素对含硫天然气扩散行为的影响,预测和评估天然气扩散所形成的危险区域和硫化氢气体扩散所形成的毒害范围。研究表明:随着硫化氢浓度的增加,燃爆区域无明显变化,而毒害区域明显增加;船艉来风导致的事故后果最为严重,左、右舷来风有利于危险气体的扩散与消散;风速越大,燃爆区域和毒害区域范围越小,但是在船艏来风且风速较大的工况下,硫化氢气体竖直扩散距离降低且逐渐贴近生活区,容易造成作业人员中毒事故的发生。     

压缩天然气瓶组安全间距数值模拟研究

天然气气瓶组的安全间距是压缩天然气加气站内的主要安全参数之一.基于CFD软件的物质传输与反应模块建立了高压天然气的泄漏扩散数值模型.应用模型对天然气气瓶组的泄漏扩散进行了研究,并考察了不同泄漏孔径(0.01 m、0.02 m、0.05 m)对泄漏扩散所形成危险区域传输距离的影响.依据数值结果确定了天然气气瓶组的安全间距.研究结果表明: 该泄漏扩散模型能直观实时的显示不同时刻天然气泄漏扩散在模拟区域中的传输距离与浓度分布,因此可用于高压天然气泄漏扩散事故的分析和储存装置安全间距的确定.相关研究结论可以为高压天然气泄漏扩散事故的处理提供依据,为天然气加气站的设计以及高压天然气场合安全间距的确定提供参考.     

大气土壤耦合的埋地燃气管道泄漏扩散数值分析

为了研究埋地燃气管道泄漏燃气在非稳态泄漏条件下的扩散行为,基于燃气管道非稳态泄漏大孔模型,应用CFD分别求解土壤和大气扩散方程,通过丙烷地面扩散通量耦合了土壤和大气环境,进行了泄漏扩散的数值模拟,所得模拟计算结果与地上泄漏扩散数值模拟结果进行了对比分析。研究结果表明:耦合模拟条件下,风速仍是影响丙烷扩散距离和高度的主要因素;温度和相对湿度对丙烷扩散有相对较小的影响;与埋地泄漏相比,不同条件下地上泄漏的扩散距离和扩散高度均有误差,水平扩散距离误差普遍较大,扩散高度个别情况下误差较大;地上泄漏条件下的模拟结果数值偏大,对事故的预测和评估准确性会产生显著影响。     

氯化氢事故性泄漏扩散的后果模拟分析

通过对1起BOC(叔丁氧羰基)生产中误操作造成的氯化氢泄漏事故的后果模拟分析,说明扩散模型与后果伤害模型对预测事故伤亡后果和人员应急响应策略选择的作用.首先确定事故中氯化氢的泄漏量和泄漏方式,采用高斯烟团模型模拟扩散过程,利用室内外换气公式,得出室内外氯化氢气体质量浓度随时间变化的关系,然后结合概率函数法得出室内外暴露剂量以及概率变量随时间变化的关系.模拟结果表明,室内外的概率变量都小于-7,因此人员死亡概率为0,与事故实际造成的后果基本相符.因此,选择相应的扩散模型与后果伤害模型对毒气泄漏事故进行后果模拟分析,能定量确定泄漏事故对特定范围内造成的危险程度,预测事故伤亡后果.     

天然气输送管道泄漏事故危害定量分析

针对某天然气工程中高压输送管道可能发生的天然气泄漏的爆炸危险性进行分析.利用质量流速模型计算出泄漏流量.根据泄漏流量和天然气的燃烧下限浓度,通过高斯扩散模式定量计算在大气为中性,风速为5 m/s,且位于市区的条件下,天然气在大气中的轴向、径向和切向的扩散距离,从而计算该天然气-空气混合云团的体积.对该体积预混云团的爆炸危害进行评估,计算形成蒸气云爆炸的参数,并应用Mat lab软件计算出该管道泄漏引起蒸气云爆炸事故的个人风险曲线,其结果可为新管线的规划、建设及现有管线的调整提供决策依据.     

天然气管道非稳态泄漏扩散的数值模拟

针对长输天然气架空管道泄漏问题,综合考虑风速随海拔变化的边界条件、管道管形及泄漏方向等因素,建立非稳态泄漏模型,对不同管道泄漏压力和不同天然气浓度边界的天然气非稳态泄漏扩散进行了数值模拟。结果表明:在天然气向下泄漏的工况下,天然气气团主要在地面积聚,呈无规则的扩散;天然气管道泄漏压力与气体泄漏扩散速度成正比,与天然气浓度边界达到稳定所需时间成反比:不同泄漏压力下天然气扩散稳定后的扩散距离及泄漏影响面积大致相同;天然气浓度边界越小,达到稳定所需时间越长。     

非点源LNG泄漏扩散过程模拟及危险区域分析

为了研究LNG泄漏扩散过程及危害,建立了引入时间参数的高斯烟羽混合模型,利用MATLAB工具对LNG泄漏扩散过程进行动态模拟,解决了高斯烟羽模型不能模拟连续泄漏源泄漏初期浓度分布的问题。提出了非点源高斯烟羽混合模型,可预测液池、大孔等非点源的泄漏扩散过程,并利用Burro 9号LNG泄漏扩散试验进行模型验证。研究了风速、大气稳定度等对LNG泄漏扩散所形成的危险区域的影响,结果表明:风速对LNG泄漏扩散的影响显著,风速越大,扩散越快,扩散达稳定后所形成的危险区域面积越小;大气越稳定,扩散越慢,危险区域面积越大。     

LNG储罐泄漏危险性计算及影响因素分析

针对LNG储罐泄漏气体扩散模拟分析过程中存在计算和分析过程复杂的问题,选取适当的气体扩散模型,对危险气体的扩散进行模拟和分析,绘制蒸汽扩散UFL(爆炸上限)、LFL(爆炸下限)、1/2LFL浓度等值线图,实现蒸汽扩散伤害分区的准确划分,提高了计算速率和精确度。并利用程序模拟分析了风速、地表粗糙度、泄漏速率等因素对LNG泄漏气体扩散影响。研究结果表明,当风速方向和泄漏源泄漏方向相同时,蒸汽扩散距离和危害范围随风速增大呈减小趋势;蒸汽在下风向扩散距离随着地表粗糙度的增大而减小;扩散距离和危害范围随泄漏速率的增大而增大。     

城市天然气管道泄漏的危害分析

城市天然气系统的管道化很大程度上便利了人们的生活,但与此同时管道泄漏也造成灾难性后果.采用高斯烟团扩散模型,对天然气管道瞬间泄漏的扩散行为进行模拟,计算出天然气管道泄漏后的最大危害距离,其结果可以为应急救援提供决策支持.     

危险化学品泄漏的大气扩散数值模拟

对苯在大气中的扩散进行数值模拟,估测泄漏气体污染范围、各阶段苯的泄漏速率,以及发生池火灾时热辐射的危害范围等,量化了大气温度、地面风速、地面粗糙度(地形、建筑因素)等环境因素对不同危险性级别区域分布的影响,得到了苯扩散距离随大气温度、地面风速以及地面粗糙度(地形、建筑因素)的变化曲线,探讨了在不同环境因素作用下苯的大气扩散规律,并对研究结果进行分析。     

危险性物质泄漏事故扩散过程模拟分析

研究分析了描述气态危险物质泄漏扩散过程的多种现有模型的特点,选择以高斯烟羽模型和高斯烟团模型为基础,探讨进行模拟分析的有关参数的选取,设计开发了气态危险物质泄漏事故扩散过程模拟分析的软件系统。通过算例计算,模拟分析了泄漏物质的扩散过程及地面浓度分布,计算结果表明了计算机模拟分析的有效性,但高斯模型对重气体或轻气体的模拟存在失真现象,影响了过程模拟的准确度。     

危险性物质泄漏事故扩散过程模拟分析

研究分析了描述气态危险物质泄漏扩散过程的多种现有模型的特点,选择以高斯烟羽模型 高斯烟团模型为基础,探讨进行模拟分析的有关参数的选取,设计了开发了气态危险物质泄漏事故扩散过程模拟分析的软件系统,通过算例计算,模拟分析了泄漏物质的扩散过程及地面浓度分布,计算结果表明了计算机模拟分析的有效性,但高斯模型对重气体或轻气体的模拟丰在失真现象,影响了过程模拟的准确度。     

含硫输气管道泄漏扩散多气团叠加计算模型

为研究含硫气输送管道全管径断裂后的失效影响,提出管道泄漏后硫化氢扩散浓度的计算方法。将管道泄漏过程等效为多个瞬时泄漏气团等时间间隔的连续释放,考虑管道压力变化、风速对泄漏气团的质量、喷射高度的影响,基于高斯烟团模型,对泄漏气团扩散过程中变化的气体浓度进行叠加计算,建立任意时刻沿下风向硫化氢体积分数分布的计算方法。根据输气管道泄漏扩散规律,确定大气扩散参数、各气团质量和喷射高度等基本参数,并以含硫体积分数为10%的输气管进行实例计算。结果表明:地面空气中的硫化氢体积分数在管道泄漏后沿下风向先增大后减小,影响范围不断向下风向延伸;且管径、压力越大,硫化氢在地面的影响范围越广。     

燃气连续泄漏扩散的三维模拟研究

准确掌握和明晰燃气泄漏扩散规律,准确地表达出在实际地理空间中燃气泄漏扩散浓度场的分布情况,具有十分重要的意义.以气体热力学、动力学、湍流扩散的梯度理论和统计理论为基础,分析在静风条件下无限空间瞬时点源扩散模式,考虑烟气抬升高度等因素,采用移动烟团积分方法,建立了改进的静风条件下地面点源的天然气连续泄漏扩散模型.以Matlab对模型作计算处理和数值模拟,并以CFD软件进行了模拟验证.     

海底管道泄漏油气扩散规律数值仿真与对比分析

为研究海底原油与天然气单相泄漏扩散规律的差异性,合理制定应急响应策略,减小事故损失,针对海底管道失效所致的原油与天然气泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立海底油气管道泄漏事故后果预测与评估模型,对特定事故场景下的海底原油与天然气泄漏扩散过程进行模拟与分析,从泄漏扩散过程、工况因素影响、泄漏后果及应对策略4个方面对比原油与天然气的泄漏扩散特性。结果表明:相同工况下,海底原油与天然气在泄漏速率、扩散时间、扩散形态及水平最大扩散距离方面存在显著差别;与天然气相比,原油泄漏扩散行为对工况因素具有更高的敏感性;原油泄漏会引发严重的环境灾害,天然气泄漏则会影响海上结构物的稳定性及引发火灾爆炸事故,据此需合理制定具有针对性的应对策略。     

风速对LNG泄漏扩散过程影响的数值模拟

为研究环境风速对液化天然气(LNG)泄漏扩散过程的影响,采用Fluent建立LNG连续泄漏计算流体力学模型,开展不同风速下LNG泄漏扩散过程的数值模拟研究。结果表明,LNG泄漏扩散分为扩散初期、扩散中期、扩散后期3个阶段,扩散过程中LNG从低温重气逐渐转变成轻质气体。环境风速对气云的扩散主要体现在:低于5级风时,云团以两侧卷吸为主,气云表现为"叶状分叉"、中间低两端高,此时气云横风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而增大;而高于5级风时,云团以顶部卷吸为主,气云表现为云团坍塌、中间高两端低,此时气云垂直风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而减小。初步建立了LNG蒸气云爆炸风险范围与冻伤区域和泄漏时间、环境风速的函数关系,可为爆炸风险区域和低温冻伤区域的预测提供理论支撑。