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。     

管道焊口泄漏氨气扩散特性分析

针对氨制冷车间管道焊口易发生氨气泄漏的问题,研究了制冷压缩机和冷凝器之间管道焊口位置不同裂口方向对氨气泄漏扩散特性的影响,考虑了管道转弯处焊口裂口方向分别为竖直向上﹑竖直向下﹑水平向左和水平向右时氨气的扩散规律。采用CFD数值模拟方法,分析了四种焊口裂口方向下氨气泄漏扩散的空间浓度分布规律以及速度流场的分布情况。结果表明,水平向左泄漏60 s后,易燃易爆区占正常活动范围的百分比远高于其它3种泄漏方式,对车间的安全威胁最大;竖直向下泄漏60 s后,易燃易爆区域占正常活动范围面积的47.3%,威胁最小。     

改进的音波泄漏检测系统在塔河油田的应用研究

为实现塔河油田管道泄漏的精准定位与可靠监测,借助于负压波法和音波法的原理,将次声波泄漏监测技术和负压波法泄漏监测技术进行优化组合。通过2种监测技术相互校准、耦合,建立了适用于现场的单音波管道泄漏监测仪加采集压力信号方式的管道泄漏监测系统工艺技术,从而减少误报率和提高了泄漏位置定位准确率。测试结果表明:改进的音波泄漏检测系统可实现对最小孔径3 mm泄漏点的可靠检测和定位,同时可应用于高黏度含溶解气稠油管道和天然气管道。     

LNG泄漏扩散与抑制技术研究

分析了液化天然气(LNG)泄漏的危害、扩散过程及影响因素,总结了国内外相关LNG标准中涉及的泄漏扩散抑制技术及针对LNG泄漏扩散开展的抑制实验研究,分析了强制水幕、防护堤设置和高倍数泡沫等抑制技术的优缺点,为有效控制LNG泄漏扩散提供参考和指导.     

液氯储罐泄漏事故后果的分析与探讨

针对一起液氯储罐泄漏事故后果进行了分析,通过计算泄漏部位的尺寸并确定泄漏速率,计算出泄漏量。对液氯扩散过程分为靠自身能量扩散和高斯扩散两个阶段进行分析。利用能量理论和高斯烟羽理论计算了每个阶段的扩散浓度、范围和时间。利用计算结果对事故的后果进行了分析。最后论述了液氯泄漏后应采取的紧急措施。     

基于可视化理论的重气泄漏扩散研究

可视化技术是一个新的技术领域,应用可视化技术结合模拟实验平台开展了重质气体泄漏扩散实验。对泄漏源不同间距和泄漏区障碍物工况下多泄漏源同时泄漏时的泄漏扩散过程进行了可视化研究,得到了罐区重气泄漏扩散过程的可视化影像。结果表明:可视化研究较好地展现了罐区重质气体泄漏扩散的全过程;多源泄漏的间距越大,扩散越快,范围越广;泄漏源靠的越近,其中间区域越容易形成重气高浓度区,危害越大;重质气体泄漏扩散至障碍物时,扩散行为会发生变化,在障碍物前后会形成高浓度区,并沿着障碍物壁面慢慢上升直至稀释成中性气体,危险性减小。     

化工园区压力管道泄漏封堵能力建设研究

化工装置泄漏是造成重大火灾、爆炸事故发生的主要原因之一,而80%以上的化工装置泄漏都发生在化学品输送管道,尤其是压力管道上。目前化工园区内多数中小化工企业尚未掌握压力管道泄漏的封堵技术,也未配备相应的设备和材料,针对这一现状,提出了将压力管道泄漏封堵工作纳入化工园区应急管理范畴的方案。首先由园区应急管理机构通过现有封堵资源调研、企业封堵资源需求分析,掌握园区压力管道泄漏封堵能力现状及缺口;其次园区应急管理机构通过加强封堵技术人员队伍建设、建立压力管道泄漏模型、配置封堵工器具、编制应急处置方案等手段整合并完善园区压力管道泄漏封堵能力;最后园区应急管理机构通过搭建泄漏封堵操作平台,以满足高效、机动的封堵要求,从而提高化工园区安全保障水平。     

液氯运输泄漏事故危险区域的确定

通过对液氯泄漏类型和氯气扩散规律的分析,提出了液氯连续泄漏的扩散模型以及危险区域;利用已有的瞬间泄漏扩散模型和笔者提出的液氯连续泄漏扩散模型进行数值模拟,得出液氯连续泄漏事故影响的范围比瞬间泄漏事故影响的范围更大、造成的后果更严重的结论,并针对该模型的不足,提出了需要改进的方向.     

含杂质CO2管道输送泄漏扩散的数值模拟

在全球变暖形势下,减轻温室气体排放所造成的气候变化是21世纪全人类面临的巨大挑战。碳捕获、利用与封存(CCUS)作为一项极具潜力和环境效益的应对全球气候变化的新兴技术,成为全球研究的焦点。管道中输送的含杂质CO_2流体不可预见的泄漏和扩散,会对人类和动物构成潜在的生理危害并造成巨大的经济损失。基于某油田含杂质CO_2特定管段泄漏点的扩散数值模拟研究,应用计算流体动力学(CFD)方法分析了高压CO_2流体泄漏后CO_2浓度的扩散规律和压力云图响应,在此基础上做出安全警示建议,以便定量分析与评价含杂质CO_2管道输送的安全性,为预防及解决CO_2流体泄漏问题提供理论依据。     

重气多源泄漏扩散试验研究

化工罐区在发生多源泄漏事故后容易引发连锁事故,造成事故的扩大化。为了掌握重气多源泄漏扩散与重气单源泄漏扩散的关系,开展了重气多源泄漏扩散试验,对卧式罐区的重气多源泄漏扩散规律进行了研究。结果表明:重气多源泄漏扩散时的空间浓度分布与总泄漏流量相等的重气单源泄漏扩散时的空间浓度分布规律一致;多源泄漏扩散条件下泄漏源周边区域的重气体积分数比单源泄漏扩散下该区域的重气体积分数仅高5%,而泄漏源相邻区域的重气多源泄漏扩散比重气单源泄漏扩散的重气体积分数高约15%;重气多源泄漏扩散时空间各点的重气浓度与各泄漏源单独泄漏扩散时对应位置的重气体积分数的加和基本一致,重气体积分数相差小于5%。该研究成果可指导化工罐区事故预防措施和应急方案的制定,从而提高化工企业安全生产水平。