水面LNG液池扩展模型的分析与对比研究

为了评价在开阔水面上的液化天然气（LNG）火灾和蒸气云爆炸灾害后果,分析了LNG水面扩展动态过程;对比分析了Fay模型、FERC模型和计算流体力学软件FLACS的计算结果,探讨了LNG液池面积随时间的动态变化过程,分析了泄漏量、泄漏速率等参数对LNG液池扩展半径的影响;根据液池扩展模型的计算结果,确定了LNG液池的最大面积,并以此分析了LNG流淌火灾的辐射危害。研究结果表明:对于相同的泄漏条件,3种方法模拟的泄漏LNG水面扩展动态过程相似,一般情况下,FLACS模型,FERC模型和Fay模型所计算的最大液池半径依次增大;由于FERC模型与FLACS软件的模拟结果接近且偏于保守,故此在一般的工程应用时,采用FERC模型即可方便快捷地获得较为准确的结果。     

水平管分层流下微孔泄漏特性数值模拟和实验分析

在油气田开发过程中,通常采用气液相混输模式,管道受腐蚀等因素影响容易出现穿孔而发生两相流泄漏。为分析两相流泄漏特性,对管内常见流型分层流下的微孔泄漏特性进行数值和实验分析;采用VOF耦合Level set算法分析了不同影响因素下的气液两相泄漏特性,设计了1种管道泄漏收集装置,进行室内两相流泄漏实验,并验证了数值预测模型的准确性。研究结果表明:气液两相流经过管壁泄漏口时会发生相分离,泄漏特性受小孔方位、管路内外压差、气液相流速影响较大;泄漏口位于管路侧壁时的泄漏特性与其他角度下的泄漏特性有所不同,可用泄漏影响区内的气液分布进行解释;当泄漏口位于管路底部时,存在临界液相分流系数,当液相分流比小于此临界值时,泄漏流体为单相液体。VOF耦合Level set算法的数值方法可为管路泄漏量预测和相分离特性分析提供参考。     

长输油气管道泄漏监测预警技术分析及展望

长输油气管道一旦发生泄漏,可能引起灾难性事故,必须进行有效的监测与防护。研究了管道泄漏监测技术的分类方法,结合美国相关标准与国内泄漏监测技术应用现状,提出了管道泄漏监测系统的评价指标。综合分析了应用和研究较为广泛的负压波法和次声波法管道泄漏监测技术及分布式光纤预警技术的各种性能。     

填料塔-文丘里耦合洗消设备研发与H2S洗消效率分析*

为提高H2S泄漏应急处置效率,分析H2S洗消效率影响因素,采用ASPEN模拟与实验相结合的方法获取填料层-文丘里耦合设备关键设计参数,研究进气量、入口浓度、液气比等参数对H₂S洗消效率的影响规律,并搭建填料层-文丘里耦合H2S洗消设备。结果表明:填料层-文丘里耦合洗消设备最大洗消效率达91%,可以高效处置H₂S泄漏危机。     

深埋管道中泄漏孔对燃气泄漏影响的数值模拟*

为研究泄漏孔的各种因素对深埋土体中燃气管道泄漏的具体影响,采用1个包含燃气管道的三维模型,研究单个泄漏孔的大小、位置、形状对于埋地燃气管道泄漏的影响,并建立大小相等的双泄漏孔的燃气管道,确定双泄漏孔间距对于燃气泄漏扩散的影响。结果表明:泄漏孔越大,燃气在土壤中的扩散速度越快,且泄漏孔的大小对深埋燃气管道泄漏的影响最大;泄漏孔位置的影响次之,顶部与侧壁的泄漏孔扩散速度相差无几,底部泄漏孔的扩散速度远低于前2者;双泄漏孔间距的影响较小,双泄漏孔的距离越小,甲烷的扩散速度越快;泄漏孔形状对于深埋燃气管道泄漏扩散的影响非常小。     

基于稳态模型的井下抽采主管道泄漏检测方法研究*

为准确检测煤矿井下瓦斯抽采主管道泄漏位置,提出基于稳态模型的管道泄漏检测与定位方法,采用Comsol数值模拟及地面相似实验研究压力梯度法对煤矿井下抽采管道泄漏检测与定位的可行性及准确性。研究结果表明:管道未泄漏时,管内沿线压力呈均匀分布,当管道突发泄漏时,管内压力分布呈现明显弯折现象,弯折处即为管道漏点位置,并对管道阻力计算公式进行修正,提高了检测准确性;随着管道泄漏程度的加大,湍流效应显著增强,漏点处速度、压力产生明显突变,且当其他条件恒定时,随着管道泄漏孔径的扩大,管道的漏入量越大,定位的相对误差越小;在宏岩矿开展地面相似实验,实验结果绝对误差为4.5 m,相对误差为6%;在阳煤五矿井下8421抽采巷进行现场应用,绝对误差134 m,相对误差约7.95%。     

环境风险评价中化学品苯泄漏的大气环境影响研究

以苯泄漏的大气影响为研究对象,模拟一起典型的突发性环境风险事故.依据<建设项目环境风险评价技术导则>,采用导则推荐的伯努利方程、质量蒸发量公式计算物质泄漏的源强,利用多烟团模式模拟计算其对环境的影响,预测出不同时间不同距离处的影响程度.根据这一预测结果,针对性地提出风险防范及应急措施,为环境风险事故的应急处置提供依据.     

危险化学品泄漏事故泄漏源强反算方法比较研究

比较现有的主要大气源强反算方法,包括Safer实时响应系统中使用的反算方法、基于遗传算法的反算方法、基于最佳摄动量法的反算方法和利用逆向轨迹反演模式的反算方法;对4种反算方法的应用做比较研究,分析各种方法的特点、不足以及适用性,根据各自在实际事件中的应用效果判定算法在应急响应过程的可行性。笔者将牛顿-拉弗森法作为寻根法应用到Safer系统的反算法中,并结合企业生产实际对其应用效果进行验证;结果表明,基于寻根法的Safer反算法反算速度快,结果准确度高,更适用于应急响应过程。同时在各种方法比较的基础上对应急响应应用提出了建议。     

燃料车内氢气泄漏扩散数值模拟研究

基于FULUENT软件的物质传输与反应模块,建立了燃料车内氢气泄漏扩散的数值计算模型.应用模型对储气瓶不同位置的泄漏扩散进行了数值计算,得到了氢气在车内泄漏扩散后的危险区域分布情况.结果表明:氢气瓶上方挡板位置是氢气泄漏扩散后的高浓度区域,泄漏后的氢气在该处容易发生积聚.研究结论可以为车内预警用氢气监测传感器的放置以及氢燃料车的安全设计提供参考.     

基于超压值地铁上覆管道爆炸对隧道及人员安全影响研究

为分析地铁上覆管道爆炸对乘客安全影响,采用基于超压冲击波阀值数值模拟,通过将泄漏气体能量等效为TNT当量,分析不同泄漏模式爆炸冲击波对地铁隧道及人员安全影响.结果表明:爆炸产生的超压冲击波对隧道及人员影响小于限值,不会造成人员伤亡,研究结果可为地下工程下穿油气管线安全影响分析提供理论支撑.