海底天然气管道单孔泄漏冲击波的数值模拟研究

海底天然气管道泄漏瞬间产生巨大的冲击波,可能会造成水下冲击爆炸。基于VOF多相流模型和组分传输模型,建立了海底天然气管道单孔泄漏扩散的数值模型,对海底天然气管道单孔泄漏气体扩散规律及其冲击波的形成过程进行数值模拟计算与分析,并在此基础上,通过正交试验,选取泄漏速率、泄漏孔径和海水流速3个影响因素,对监测点处气体泄漏冲击波的动态压力进行多因素耦合分析。结果表明:气体泄漏冲击波的形成过程可分为起始阶段、冲击阶段和衰减阶段三个阶段;泄漏孔径、泄漏速率和海水流速对单孔气体冲击波动态压力的影响程度依次减弱。     

高含硫气田管线泄漏H2S影响区域研究

通过对普光气田大湾区块集输管网系统天然气管道发生泄漏事故后H2S扩散可能的影响区域进行数值模拟分析,确定典型气象条件下典型位置发生泄漏时不同H2S浓度限值的可能影响范围,以及井喷失控时H2S的影响范围预测,为气田开发的安全决策提供科学依据.     

液体推进剂贮罐泄漏数值模拟

液体推进剂属于危险化学品,一旦发生泄漏,可能会引起火灾、爆炸、人员中毒、环境污染等后果。因此,有效控制推进剂泄漏,对事故处理和降低危害非常重要。运用FUNENT软件对推进剂贮罐泄漏进行数值模拟,研究泄漏孔位于液面下方时,液体推进剂泄漏到不同液位时的速度分布情况,分析了内压、孔径、孔高以及液体推进剂种类等因素对泄漏后泄漏口速度分布的影响,并将模拟结果与经验公式进行对比分析,验证了模拟结果的准确性。     

液化天然气装卸泄漏扩散模拟研究

针对目前国内LNG槽车装卸采用万向旋转接卸臂+法兰盘接头进行LNG装卸作业,可能出现泄漏的位置为法兰盘接头和万向旋转接头情况,利用有限元仿真软件对LNG装卸时万向旋转接头密封完全失效进行模拟,计算得到泄漏量为1.507 t/h;并针对某接收站采用PHAST软件模拟计算法兰接头全脱、局部破裂及万向旋转接头密封意外失效工况下,LNG泄漏扩散情况,分析得到泄漏孔径、泄漏时间、天气条件对于形成可燃气云尺寸及扩散范围的影响情况,法兰接头完全脱开时泄漏形成气云的最大距离和最大面积为万向旋转接头密封失效泄漏时的12倍和1 000倍。LNG槽车装卸采用法兰盘接头,LNG泄漏可燃气云覆盖面积大,存在巨大爆炸风险,应开展LNG低温干式接头研究,避免LNG装卸接头泄漏爆炸事故发生。     

氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散过程影响的数值模拟研究

针对液体推进剂偏二甲肼与空气中氧气的反应对其泄漏扩散过程的影响进行数值模拟研究。以偏二甲肼长贮库房为研究区域,分别对不考虑氧化反应和考虑氧化反应的库房内偏二甲肼气体泄漏扩散过程进行了数值模拟,研究库房内偏二甲肼浓度的分布规律,并分析自发氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散的浓度分布和温度分布的影响。结果表明:偏二甲肼与氧气自发发生的氧化反应对库房内的流场有显著影响,在库房内偏二甲肼泄漏扩散600s后,氧化反应导致泄漏源上方0~1.2m区域温度上升12K,偏二甲肼浓度为未考虑氧化反应条件下的8倍左右。     

基于Fluent数值模拟的液氨储罐泄漏扩散危险性研究

以中铝洛阳铜业有限公司内的液氨储罐为研究对象,对液氨储罐泄漏后的扩散危险性进行Fluent数值模拟研究,对比分析不同条件下液氨储罐泄漏后的扩散情况、浓度随时间的变化关系及对周围居民区的危害,得出相关模拟及研究结果为企业制定科学合理的应急预案和制定重大危险源安全管理制度提供可靠数据基础。     

低温干式接头密封失效泄漏扩散数值模拟

针对低温干式接头密封失效造成甲烷泄漏的情况,采用CFD软件FLACS对LNG气化后的泄漏扩散过程进行数值模拟,对甲烷扩散过程的浓度分布及云团扩散速度进行研究,并分析了泄漏过程中可燃气体云团量的变化情况。结果表明:LNG泄漏后迅速气化扩散,40 s后各监测浓度维持稳定;最远扩散距离约40 m,气体扩散总范围最长直径约70 m,扩散最高处大约1.5 m; 120 s内LNG泄漏量为30 kg,气化后天然气体积为42.3 m~3,可燃气体云团量为140 m~3;LNG泄漏吸收空气中的热量,在地面形成流动层,贴近地面浓度高,远离地面浓度低,随着高度上升气体的可燃爆炸危险区域逐步缩小。     

液化石油气球罐泄漏扩散的数值模拟

利用流体力学Fluent软件,对液化石油气球罐区泄漏扩散进行了数值模拟,主要研究不同风速和不同形状障碍物存在条件下扩散流场的变化规律。结果表明:风速影响扩散方向、距离、浓度以及扩散平衡时间;障碍物的存在改变了常规扩散轨迹、空腔区浓度积聚,且不同曲率的障碍物在介质扩散过程中所承受的外压不同。该研究结果对球罐区安全事故救援具有指导意义。     

天然气净化厂大型硫冷凝器腐蚀泄漏案例分析

通过分析几起高含硫天然气净化厂硫黄回收单元大型硫冷凝器腐蚀泄漏案例,明确高含硫天然气净化过程中硫冷凝器实际存在的腐蚀机理,提出相应措施和建议.     

突发污染事件条件下湘江水质数值模拟分析

分析了湘江下游河段不同断面污染物浓度分布情况,根据不同流量不同水位情况下,污染物扩撒的运动图,经计算得到断面污染物浓度的变化趋势,经过相互比较,找出流量和水位对污染物扩散的影响关系.     

基于ALOHA的城市燃气管道泄漏火灾爆炸影响区域的数值模拟

针对城市燃气管道泄漏事故,分析了燃气管道泄漏后可能会导致喷射火、气云燃烧和气云爆炸等事故后果类型,利用ALOHA模拟软件中的喷射火模型、闪火模型和气云爆炸模型对上述三种事故后果类型分别进行数值模拟,得到每种事故可能的影响区域,并根据事故后果的严重程度,将危险区域划分为不同的等级。最后以北京市某次高压燃气管道发生泄漏导致火灾爆炸事故为例,利用上述方法模拟可能导致的不同事故后果,得到事故的不同分区,并将图表中的模拟结果定位在地图中,实现了事故影响区域的直观表现,有助于为事故后的应急救援和人员紧急疏散提供地理位置信息。     

含硫化氢天然气管道泄漏扩散控制新技术

从泄漏扩散控制系统结构原理、预警方法、关断触发、泄漏量计算、泄漏后的处置、泄漏点定位等介绍了CPP管道泄漏控制新技术,并通过虚拟空间均匀扩散模型,计算了失误情况下扩散范围,推荐了管道环空封隔长度、触发压力阈值和搬迁距离。通过建设实验管道证实了CPP管道泄漏安全连锁控制比普通管道具有显著的优越性。     

基于高斯模型的新场气田输气管道泄漏模拟研究

基于高斯烟团模型建立了适合新场气田的输气管道泄漏模型,考虑了管道压力、泄漏衰减、环境因素的影响,模拟分析了管道压力、泄漏时间与大气稳定度对泄漏天然气燃爆区域的影响,并计算获得了新场气田某干线天然气泄漏下风向燃爆极限距离图版,对指导管道安全政策、方案制定具有重要意义。     

典型LNG加气站泄漏扩散模拟分析

采用CFD技术对LNG加气站加液区、卸车区及储罐区等3处典型部位开展了LNG泄漏扩散模拟,结果表明:从泄漏后果来看,LNG加气站中卸车区泄漏后果最严重,从泄漏风险的角度来看,储罐区的风险最大;最后针对3处泄漏场景给出了建议.     

巷道拐弯对瓦斯爆炸影响的数值模拟研究

基于一些基本假设,运用流体动力学软件FLUENT对均匀充满9.5%瓦斯气体浓度的不同拐角二维方形巷道进行了数值模拟研究,并对不同拐弯巷道内瓦斯爆炸过程中的火焰传播速度、压力和温度进行了对比分析。结果表明:拐弯巷道内冲击波的速度、压力和温度等参数在传播过程中会逐渐增加;在巷道拐弯处会产生复杂的流场,并在局部区域内对冲击波有激励作用。该研究结果揭示了瓦斯在拐弯巷道内爆炸传播的本质,从而可为制定防爆抑爆措施提供理论依据。     

南京市重点工业源对城市空气质量影响的数值模拟

运用南京大学空气质量数值预报系统,对2005年1月6─7日南京典型天气条件形成的污染过程进行数值模拟,计算分析了重污染发生时的城市污染气象环境和影响因子,同时针对该城市重点工业源区对城市主要空气污染物浓度分布的贡献做了分析.结果表明:重污染状况发生在长时间逆温条件下,尤以6日23:00—7日04:00时逆温最强(强度可达1.25　℃/hm,逆温层厚200　m),此时风速较小,同时在市区出现较强的气流辐合,在这种气象条件下, NO₂,SO₂和PM₁₀的质量浓度最高.南京市相对封闭的宁镇丘陵地形以及受东郊紫金山的影响,也是造成主城区重污染的重要影响因子之一.南京市城北工业区与主城区毗邻而且污染物排放量较大,在冬季主导风向为东北风时对主城区污染物的浓度具有显著贡献.