超临界二氧化碳泄漏减压模型构建及泄漏量分析

为了解决超临界二氧化碳管道泄漏风险评估问题，基于工业规模超临界二氧化碳小孔泄漏试验结果，提出分别构建超临界泄漏阶段、气液两相泄漏阶段、气相泄漏阶段的理论模型，并通过确定各阶段的传递参数，实现二氧化碳减压过程的理论建模。采用MATLAB软件编制了模型求解程序。通过试验数据验证了理论模型的可靠性。基于理论模型计算结果定量探讨了初始压力、初始温度和泄漏口径对泄漏减压过程压力及质量流量的影响。结果表明：初始压力在8～9.5 MPa变化时，对减压过程压力及泄漏质量流量影响较小；初始温度在33～39℃变化时，压力降至临界值的时间逐渐增加；泄漏口径减小，压降时间显著变长；在泄漏减压初期，泄漏质量流量均出现波动，随后随压力降低而逐渐降低。构建的理论模型能够实现超临界二氧化碳泄漏质量流量预测。