输油管道冻胀安全性温度场有限元分析

冻土区输油管道在投产运行过程中,由于管道沿线受到冻融影响引起的管线变形破坏现象比较普遍。已建的中俄原油管线由漠河进入中国,经过我国北方多年冻土区和季节冻土区直至大庆。输油管道在寒区运行过程中与周围土体发生了热交换,使原自然土层热交换体系改变,进而对运行的管线造成不利的影响如冻胀和融沉。本文对此进行研究为管道安全运行提供参考依据。     

基于Fluent的埋地原油管道泄漏事故后果分析

埋地输油管道一旦发生泄漏,一方面会造成土壤污染,另一方面当原油泄漏量过多时会上渗到地面形成油池,进而引发池火灾,对人员、环境、设备均会造成危害。为了研究埋地输油管道泄漏事故的后果,为事故救援及处理提供参考,提出了一种针对此类事故的土壤污染、池火灾后果定量分析方法。方法以Fluent软件为工具模拟原油被点燃前的泄漏扩散情况,分析原油在土壤及地面上的扩散规律及范围,并结合危害模型得到池火灾造成的热辐射危害范围。利用该方法对不同管道压力和泄漏孔径的6种工况下的事故进行了分析,结果表明,原油管道泄漏时的压力及泄漏孔径对原油扩散速度影响较大,进而影响避免事故的难易程度。     

基于贝叶斯网络的输油管道泄漏事故情景推演

为提高输油管道企业应急管理水平,采用情景分析和动态贝叶斯网络(BN)相结合的方法,研究输油管道泄漏事故情景演化过程。通过分析典型输油管道泄漏事故案例,选取事故情景状态、应急措施、驱动因素和应急目标为关键要素,结合动态BN构建输油管道泄漏事故情景推演模型,研究输油管道泄漏事故情景演化的特征与路径;将该模型运用到我国某油气管道公司发生的一起输油管道泄漏事故中,计算情景状态概率,从而推演情景发展趋势。结果表明:引起事故发生风险概率较高的情景状态依次为"第三方施工开挖导致管道破损,原油泄漏"、"地面出现明火"、"地面残火"、"路面残油燃烧"。     

输油管道弯头穿孔泄漏数值模拟

我国在役输油管道经过多年冲刷及腐蚀后,存在安全隐患,使得对输油管道泄漏事故的研究具有重要的现实意义。基于计算流体力学方法,采用有限容积法,建立管道泄漏控制方程,研究不同输送速度及泄漏孔径对泄漏后管内压强分布及泄漏量的影响。结果表明:泄漏孔径一定,输送速度分别与管内压强和泄漏量成正、负相关,泄漏口下游存在局部高压区;输送速度一定,泄漏孔径分别与管内压强和泄漏量成负、正相关,局部高压区的强度降低、范围减小。实际工作中可以采用一定方法增大管内输送速度或增大泄漏口径,从而减少实际的原油泄漏量。     

输油管道监控系统设计与开发

管道输送具有运输量大、运费低、能耗少、损耗率低、投资少等优点,已成为原油或油品销售及运输的重要方式之一.管道或输油库一旦发生泄漏或火灾等事故,会造成输送停止、油损失、污染周边环境等严重后果.通过分析输油管道的工艺特点及危险因素,设计了输油管道临控系统的整体结构及各监控终端的硬件结构,研究了输油管道泄漏的综合分析技术方法,详细讨论了系统的信息采集、自动化控制、动态监控、状态分析、信息融合、基于GIS的输油管道管理等功能的开发内容及方法.     

工程建设中的源头安全问题思考

2013年＂11·22＂中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故,造成62人死亡、136人受伤,直接经济损失7.5亿元。经调查认定,事故发生的直接原因是输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂、原油泄漏,流入排水暗渠及反冲到路面。原油泄漏后,现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎,产生撞击火花,引发暗渠内油气爆炸。     

埋地原油管道油品泄漏扩散三维数值模拟

为了评估埋地原油管道泄漏的危害范围,以原油管道泄漏事故为研究对象,采用计算流体力学等理论知识,建立了埋地输油管道三维泄漏扩散过程的物理模型和数学模型,确定了泄漏前稳态的初始条件和泄漏后非稳态的边界条件;利用FLUENT软件进行了数值模拟,计算出了不同时刻油品在土壤中的扩散范围。计算结果表明,管道泄漏后原油扩散范围与泄漏时间保持一定变化规律,在无法检测扩散深度的情况下可根据扩散宽度进行粗略估算,大体确定事故泄漏扩散范围,可以为事故处置提供参考,提高事故的应急控制能力。     

基于Bow-tie模型的城镇输油管道风险评价方法研究

根据近年来不断发生的城镇输油管道泄漏爆炸事故,提出将Bow-tie模型引入到风险评价中,将Bow-tie模型和改进的层次分析法相结合得出各影响因素的权重并排序,对管道进行风险评价,便于提出合理的安全管理方案,减少事故的发生。通过计算得到第三方因素在管道失效影响因素中占主导,而在事故后果分析中安全后果和环境后果因素影响较大,基本符合事故实际状况,说明该方法对于城镇输油管道风险分析有一定的指导意义和实用价值。     

基于Bow-tie模型的城镇输油管道风险评价方法研

根据近年来不断发生的城镇输油管道泄漏爆炸事故,提出将Bow-tie模型引入到风险评价中,将Bow-tie模型和改进的层次分析法相结合得出各影响因素的权重并排序,对管道进行风险评价,便于提出合理的安全管理方案,减少事故的发生。通过计算得到第三方因素在管道失效影响因素中占主导,而在事故后果分析中安全后果和环境后果因素影响较大,基本符合事故实际状况,说明该方法对于城镇输油管道风险分析有一定的指导意义和实用价值。     

泄漏原油在山体表面扩散规律数值模拟

以中缅原油管道沿线某典型高后果区为研究对象,通过提取管道所处实际山体地形特征,建立了大尺度山体真实地形三维模型。采用VOF方法模拟了当埋地管道破裂时泄漏油污染物在山体表面的动态运移扩散过程,分析了泄漏速度和地表植被对泄漏污染物扩散速率和扩散面积的影响规律。结果表明：原油泄漏扩散面积与泄漏初速度和地面粗糙度成反比,但当地表植被粗糙度高度超过原油平均冲击高度时,扩散面积对粗糙度高度不敏感。研究结果可为复杂山区油品管道发生严重泄漏事故后的救灾抢险工作提供理论指导。     

海底管道泄漏原油扩散漂移规律数值模拟

针对浅海输油管道泄漏原油扩散漂移问题,依据计算流体动力学理论,采用VOF模型和k－ε湍流模型来模拟多相流动,采用速度边界造波法和阻尼消波法来模拟波浪,建立洋流波浪环境下海底管道原油泄漏扩散漂移模型,对不同海洋环境、原油密度和泄漏量工况下的原油扩散漂移行为进行模拟,预测水下原油扩散上升路径、上浮到水面时间、溢油扩散范围以及水面溢油漂移速率等关键数据。研究结果表明:相对于静水、洋流和波浪等单一环境条件,在洋流波浪环境下泄漏原油的水下扩散范围更广、扩散上升速率更小、水面原油漂移速率更大;海洋环境对原油在水面的漂移速率影响较大,泄漏速率对原油的水下上升扩散速率影响较大;原油密度主要影响水下原油上升扩散过程,对水面原油漂移过程影响较小。     

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。     

海底埋地热油管道泄漏扩散的数值模拟

采用有限容积法建立海底饱和含水淤泥多孔介质的流固耦合传热模型。利用FLUENT软件数值模拟了海底埋地输油管道输送过程中海泥温度场变化及原油在海泥中的分布规律。分析了原油泄漏后在海水中的分布规律。对泄漏后海泥温度场的模拟表明:管道泄漏后,一定时间内管道周围海泥温度波动比较剧烈,由于受海底温度的影响,泄漏前锋原油温降较快,热影响区范围变化逐渐趋于平稳。且随泄漏位置的不同,海泥温度场变化及海泥原油分布差异较大。当原油从海底海泥介质中到达海水底层后,在海水浮力的作用下流向海面,流动过程受到海水流动速度海平面风速等因素的影响。为以温度传输为基础的海底埋地管道泄漏检测提供了一定的理论基础。     

油罐区泄漏及火灾危险危害评价

对某大型油罐区进行泄漏及火灾的危险危害评价.采用毒性物质泄漏扩散模型模拟油罐的泄漏事故,得出了泄漏介质在罐区附近的等质量浓度分布曲线;采用池火火焰与辐射强度模型,计算油罐、输油管道、汽车装油栈台等发生池火灾时的热辐射强度,并结合不同辐射强度值对人和设备的影响程度,给出了池火灾的影响范围.     

原油集输管道失效泄漏与风险防控

<正>"十二五"末,我国陆上原油管道长度已逾2.34万km,其中老油田大部分管道服役已接近或超过30年,受化学腐蚀等因素影响,逐步进入事故多发期,同时管道缺乏定期全面检测和完整性评价,一旦发生失效泄漏,极易引发火灾爆炸、环境污染等重大生产安全事故和环境事件。基于油田管道运行现状,探讨集输管道失效泄漏与风险防控技术措施,十分必要。     

成品油管道泄漏的环境风险评价

成品油管道一旦发生泄漏事故,将会对沿线河流、居民密集区以及并行管道等产生严重影响。以长庆石化成品油外输管道为例,采用溢油覆盖水面的面积和油膜厚度作为评价指标,对成品油管道泄漏事故对地表水的影响进行定量预测,结果表明:成品油管道大规模泄漏入河时,油膜厚度中度污染,油膜面积较大,将对河流造成较严重的污染。采用事件树法分析了成品油管道事故对与其并行的管道可能造成的影响,事故量化计算结果表明:成品油管道事故导致其并行管道出现泄漏事故的概率为1.1×10-5,出现火灾事故的概率为3.8×10-6。同时提出管道泄漏的风险防范和应急措施,对该类项目环境风险评价有一定的指导作用。     

城市油气管道泄漏爆炸重大案例应急管理对比研究

青岛东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故,引起公众对城市油气管道安全的普遍关注。近年来,城市油气管道事故频繁发生,反映出我国在城市地下管道安全管理方面存在较大问题。基于国内外管道相似事故调研,选取墨西哥瓜达拉哈拉管道泄漏爆炸事故和青岛东黄输油管道泄漏爆炸事故进行对比分析。基于事故致因理论,探究事故发展模式,建立事故链模型。结合应急管理思想,从预警预控、应急处置、评估恢复角度分析事故应急管理过程的共性失误。最后,针对应急管理各阶段共性失误提出防范措施,对提高类似事故的应急管理能力具有一定的参考意义     

城市燃气管道泄漏爆炸事故三维风险数值模拟

城市燃气管道在发生泄漏导致火灾爆炸事故时,在空间某点形成的风险,不仅与泄漏量、泄漏时间有关,还与空间有无障碍物、泄漏环境等因素有关。基于物理场经典的场理论,定义城市燃气管道泄漏爆炸事故的风险场,推导出多个危险源在空间某点形成的风险强度公式。利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件模拟有无障碍物时爆炸事故形成的风险在空间传播规律。结果表明,障碍物对空气超压峰值的影响具有距离效应。在障碍物近区,空气冲击波经反射叠加作用造成超压峰值急剧升高;在障碍物远区,空气冲击波经障碍物反射后由于随距离衰减过快,对超压峰值影响微弱,甚至没有影响。同时对有障碍物存在时进行爆炸破坏效应模拟,得到爆炸破坏效应的5个分区,界定了爆炸破坏对人身伤害程度范围。首次提出了城市燃气管道泄漏爆炸事故风险场的概念,并运用风险场理论研究了空间某点多个危险源同时存在时的风险传播问题。     

基于FLACS CFD的不同气油比油气混输管道泄漏火灾后果对比

不同气油比的油气混输管道泄漏后果危害形式和风险差异的准确判断对于管道泄漏应急处置至关重要。以中国西部某油田集输管道为研究对象,针对不同气油比管道泄漏的火灾危害进行了对比分析,构建了FLACS CFD模型,并研究了油气混输管道原油泄漏形成池火的火灾特征和影响范围,以及天然气泄漏形成喷射火的高温分布和影响规律。研究结果表明:应急处置应考虑不同气油比下池火与喷射火危害的差异。在油气混输管线泄漏10 min形成稳定火焰的场景中,气油比低于100 m3/t时,原油池火为火灾危险的主要影响因素;气油比高于200 m3/t时,天然气喷射火为主要影响因素;气油比超过250 m3/t,高温覆盖距离不再明显增加;40 m为此场景下混输油气泄漏喷射火致死距离上限,120 m为温度影响上限。     

海底输油管道环境风险评价研究

根据海底输油管道的工程特点,对其环境风险进行了识别。对海底输油管道失效原因进行了分析,并借鉴美国矿产管理局(Minerals Management Service,MMS)提出的管道溢油体积计算公式进行了计算。分析了输油管道事故的环境危害,并提出了海底输油管道的防控措施。为海底输油管道环境风险评价提供参考。