Individual risk analysis of high-pressure natural gas pipelines

Transmission pipelines carrying natural gas are not typically within secure industrial sites, but are routed across land out of the ownership of the pipeline company. If the natural gas is accidentally released and ignited, the hazard distance associated with these pipelines to people and property is known to range from under 20 m for a smaller pipeline at lower pressure to up to over 300 m for a larger pipeline at higher pressure. Therefore, pipeline operators and regulators must address the associated public safety issues.This paper focuses on a method to explicitly calculate the individual risk of a transmission pipeline carrying natural gas. The method is based on reasonable accident scenarios for route planning related to the pipeline's proximity to the surrounding buildings. The minimum proximity distances between the pipeline and buildings are based on the rupture of the pipeline, with the distances chosen to correspond to a radiation level of approximately 32 kW/m². In the design criteria for steel pipelines for high-pressure gas transmission (IGE/TD/1), the minimum building proximity distances for rural areas are located between individual risk values of 10⁻⁵ and 10⁻⁶. Therefore, the risk from a natural gas transmission pipeline is low compared with risk at the building separated minimum distance from chemical industries.     

城市燃气管道事故应急抢修方案的决策分析

通过对近年来的城市燃气管道事故抢险统计数据的分析与研究,管道事故抢险方案的选择存在着很大的主观性和片面性.为了克服应急抢修方案的种种局限,笔者应用模糊综合评判方法建立了城市燃气管道事故应急抢修方案评价选择模型;考虑可靠性、抢修时间、事故损失、抢险费用、社会影响及政治影响等6类影响因素来评判抢修方案的优劣,可以科学合理地选择最佳的管道事故应急抢修方案,达到经济合理、快速可靠的目的;实例验证,评判模型对城市燃气管道事故抢险具有重要的现实意义和参考价值.     

城市天然气管道风险特征与肯特法的改进

根据城市高压天然气管道特点,将适合于城市天然气管道风险分析的肯特评分法加以改进,包括调整评分项目和事故因素权重,使其成为适于城市天然气管道的风险分析法。将改进后的肯特评分法应用于常州21km高压天然气管道的风险评价,得出8个相对高风险管段,其分析结果可作为安全管理人员合理分配维护资源的理论依据。工程应用实例证明:改进后的肯特法具有较强的可行性,是城市高压天然气管道风险评估的有效工具。     

外力作用下管道内表面缺陷处裂纹扩展研究

为提高油气管道安全风险评估的准确性,以含内表面缺陷管道为研究对象,利用ABAQUS软件线弹性及弹塑性分析不同尺寸缺陷对裂纹萌生特征的影响;采用扩展有限元法,建立管道3点弯曲模型与全尺寸静载物理试验,并非线性拟合裂纹扩展尺寸,研究内表面缺陷处裂纹扩展情况.研究结果表明:内表面缺陷中心处极易萌生裂纹,随着缺陷尺寸的增大,裂...     

基于TVR的腐蚀油气管道失效概率及安全寿命研究

为避免因腐蚀导致油气管道失效,针对因管道特性和腐蚀尺寸的不确定性使得管道剩余强度成为概率模型的特点,建立了腐蚀管道强度损失随机模型;借助可靠性理论,通过分析管道腐蚀进程的时变性特点,将管道系统由损伤积累和抗力衰减导致的剩余强度随机化;提出基于穿越率的腐蚀油气管道失效评定及安全寿命预测方法。研究结果表明:腐蚀速率和运行压力对管道失效概率及安全寿命影响显著,管道尺寸影响适中,而相关系数和拉伸强度影响较小;若腐蚀速率Va=0.2 mm/a,VL=10 mm/a或局部腐蚀缺陷半径达到管道壁厚的0.5倍时,建议作为重点风险段监测并检修。所建方法是对腐蚀油气管道运营监控和风险评估的有益补充。     

水平管内不同煤质煤尘爆炸火焰传播特性实验研究

为研究水平管道空间不同煤质煤尘爆炸火焰传播特性,选取褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤4种煤尘,对爆炸火焰焰峰特性、火焰加速传播特性、火焰传播距离与持续时间展开研究。研究结果表明:褐煤在500 ms内焰峰的形状由尖锐向平滑再向钝化不断演变,长焰煤与不粘煤在375 ms时焰峰前端出现明显焰体分离现象,分析认为这与管体冷壁效应、空间尺度效应及空间氧气消耗直接相关;气煤在375 ms时焰峰出现大面积火焰碎纹,说明气煤爆炸火焰猛烈传播的持续时间相对较短,整体爆炸强度相对较弱;褐煤与长焰煤爆炸火焰存在2次间断性加速,分析认为这与管体空间受限、常温管壁散热、局部助燃氧气瞬间不足等因素有关;褐煤在爆炸后400～600 ms内火焰2次加速完全,火焰传播距离达740 mm,明显大于长焰煤、不粘煤与气煤,说明低变质褐煤爆炸火焰持续时间更长,火焰传播距离更远且传播更剧烈;虽然气煤火焰最远传播距离比长焰煤大30 mm,但由于气煤火焰在375 ms左右出现大片火焰碎纹,因此气煤整体的爆炸强度小于长焰煤。     

走滑断层作用下X80管道设计应变规律和神经网络预测

走滑断层是埋地管道常见的地质灾害威胁,断层作用下管道会发生较大的拉压应变而失效。为得到X80管道的设计应变,基于有限元方法建立了走滑断层作用下管道的应变响应数值计算模型,模型使用壳单元模拟管道,非线性弹簧单元模拟土壤约束,采用西二线实际工程的管道应变影响参数范围,计算了管道的设计应变;为预测管道的设计应变值,基于以上参数化分析得到的4 817组设计应变结果,采用人工神经网络建立了管道设计应变预测模型。结果表明:该神经网络模型预测结果的最大相对误差小于10%,预测准确性良好,且该方法具有较高的计算效率,可以为断层作用下埋地管道的应变设计与评估提供参考。     

村镇供水管网优化设计探讨

如何合理确定村镇供水管网敷设方案,关系到整个供水系统的安全性和可靠性。通过生成树变化法,将环状管网转化成树状管网,确定供水管网中最短供水路线,再计算最短供水路线下的最低综合费用、供水系统的经济管径,以确定最优管道敷设方案。根据该方法对四川省某镇供水系统进行了设计。     

基于FA-BAS-ELM的海洋油气管道外腐蚀速率预测

为提高海洋油气管道外腐蚀速率预测的精度和效率,建立基于因子分析(FA)和天牛须搜索算法(BAS)的极限学习机(ELM)腐蚀速率预测模型。利用FA对影响因素数据集进行降维处理,确定预测模型的输入变量;建立ELM预测模型,并采用BAS对ELM模型的参数进行优化,避免参数取值随机性对模型预测性能的影响;以实海挂片试验为例,通过建模仿真评价模型的预测性能,并与其他模型进行对比分析。结果表明：FA-BAS-ELM预测模型的平均绝对误差(MAPE)仅为1.92%,决定系数R²高达0.994 9,相比于其他模型,该模型具有更优的预测性能。     

中原输气信息系统的建立与应用

在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下,以Ｍａｐｌｎｆｏ（ＧＩＳ）软件为主要支持工具,结合ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ为中原输气公司开发的信息管理系统既可用于平时企业管理,也可用于抗震救灾,是企业管理极为有效的工具。