长输天然气管道干线截断阀异常关断事件分析及处理

干线截断阀在长输天然气管道中运用十分广泛,近年来由Shafer气液联动机构失效导致的干线截断阀异常关断事件时有发生,对长输天然气管道平稳运行造成重要影响。基于此,在介绍干线截断阀组成结构和动作原理的基础上,选取典型案例探讨干线截断阀关断事件原因及其处理要点,最后并提出相应的干线截断阀维检修建议。     

基于支持向量机的输气管道泄漏压降信号智能识别方法

输气管道干线气液联动阀根据检测管道压降速率、持续时间判断管道是否发生泄漏和自动关断阀门。该方法难以识别小孔泄漏等压降速率低于关断阈值的事故工况和压缩机抽吸等正常运行工况。以相国寺储气库集注干线为对象,通过仿真获得与管道泄漏、压缩机抽吸及截断阀紧急截断3种工况相关的压降速率信号,基于支持向量机建立了管道泄漏信号识别模型。提出混沌映射与自适应惯性权重的教与学优化算法,获得了模型中惩罚因子C和核函数参数g的最优值。利用相国寺储气库铜相线600组数据验证表明,优化后的模型：(1)对3种工况识别准确率为98.5%,较优化前提升了4.2%;(2)对于当量直径为50～125mm的小孔泄漏识别准确率为100%,提升了对小孔泄漏信号识别的准确性;(3)对压缩机抽吸和截断阀紧急截断工况识别的准确率分别为96.7%和100%;(4)当泄漏孔径小于50mm、压降速率小于0.01MPa/min时,阀室检测到的压降速率信号特征相近,此时建议使用气液联动阀与SCADA系统监测数据综合判断。     

新疆化—王成品油管道事故瞬态分析

以某成品油管道(化—王D273成品油管道)为例,应用SPS软件(Stoner Pipeline Simulator)建立了管道系统物理模型。动态分析了该管道末站进站ESD阀意外关断时的工况,并结合瞬变流动理论,优化水击保护控制程序,提出了不同事故工况下的水击控制方案。研究表明:对于末站进站ESD阀意外关断,提出了两种方案并进行安全性分析,最终采用对该管道实施末站泄压保护和水击超前保护双重措施这一方案,沿线最高瞬时压力不超过管道最大允许瞬时压力,稳定后的压力不超过管道设计压力,且管道全线瞬变过渡过程平稳快速,无负压点,满足管道安全运行要求。     

长输管道阀室内天然气聚集因素及应对措施

在高压长输天然气管道运行当中,阀室作为长输管道重要组成部分之一,阀室内的设备安全生产运行尤为重要。在日常生产运行过程中存在阀室内的设备设施存在天然气泄漏现象,泄漏的天然气易在阀室内聚集,给安全生产运行带来极大隐患,极易造成火灾爆炸。本文主要针对阀室内相应的阀门设备入手,分析天然气泄漏聚集原因,提出应对防范措施,提高安全生产运行状况。     

输气管道潜在影响区模型关键参数取值讨论

天然气管道的潜在影响区是指如果管道发生失效,其周边公众安全和财产可能受到明显响影的区域。泄漏速率衰减因子的取值对潜在影响区半径计算模型的准确性有着极大影响,ASME B31.8S基于对实验数据的研究,将泄漏速率衰减因子λ的取值为0.33。研究ASME B31.8S中泄漏速率衰减因子的取值方法,并根据该取值方法,对不同管道的泄漏速率衰减因子λ进行计算。计算结果表明:对于108~1 219 mm管径的管道,泄漏速率衰减因子在0.14到0.32之间,泄漏速率衰减因子不随管道压力变化,而随管径的减小而减小。由此得出结论:将λ取为0.33可以满足安全管理需求,但是对于城镇燃气管道这类较小口径管道而言,可能造成潜在影响半径计算结果过大,在安全管理中难以执行且提高安全管理成本。最后将不同管道λ分别取值,计算出潜在影响区半径与原潜在影响区半径公式的计算结果进行比较。     

SHAFER气液联动执行机构紧急自动关断功能失效分析与预防措施

SHAFER气液联动执行机构是国内天然气长输管道干线和输气站场配备的紧急自动关断设备。但在遇到爆管、火灾等紧急情况时,一旦无法自动关断,将会使天然气长输管道和输气站场灾情无法控制。因此SHAFER气液联动执行机构自动关断功能失效形成了安全隐患。从紧急自动关断功能原理入手,分析形成自动关断功能失效的原因,并提出预防措施。     

文96储气库ESD紧急关断系统

储气库是应急调峰的有效手段之一,受强注强采工况使储气库风险级别增加,本文详细绍了储气库ESD系统的设计原理、关断级别及系统配置,探讨故障时关断的因果逻辑,设备动作次序,对文96储气库ESD关断系统进行了总结。     

利用SPS软件分析输气管道的瞬态工况

准确了解天然气管道的瞬时工况变化情况,对于管道运营管理部门来说,有助于其调度管理和制定管网系统的运行方案,并提前制定相应的应急措施,以此保障天然气管道系统的安全平稳运行。为此,收集了某天然气管道的相关基础资料,利用SPS仿真模拟软件建立某管道的水动力仿真模型,进行相关分析,并得到以下相关结论:当压缩机站内的压缩机组事故停机时,通过该站的瞬时流量变为零,进站压力上升,出站压力下降;天然气管道发生泄漏时,泄漏点处的上游流量瞬间上升,下游流量瞬间下降;天然气管道发生截断阀紧急关断时,通过前后阀门的流量变为零,通过此管段的流量也变为零,同时上游管段流量下降,处于不断储气的状态,压力不断增大。该分析结果对天然气管道的输送安全起到指导作用。     

天然气管道泄漏速率的确定

天然气泄漏速率是模拟评价天然气管线泄漏事故过程中的重要因素之一,对其研究将有利于提高模拟评价结果的正确性。应用热力学和气体动力学理论,结合理想气体状态方程、绝热方程和能量守恒方程,研究分析了天然气管道的泄漏过程,分别给出了在临界泄漏阶段以及亚临界泄漏阶段的泄漏速率计算公式,为天然气管输安全工程的相关计算提供了可靠的理论依据。     

城市天然气管网泄漏事故发生规律研究

为了有效控制城市天然气管网泄漏事故的发生,保障天然气管网的安全运行,以某燃气公司2009~2014年的天然气管网泄漏事故数据为基础,采用Excel软件对不同条件下包括不同管道直径、管道材质、管道压力、泄漏起因、月份和时间段等事故进行数据分析,得到不同因素对天然气管网泄漏事故影响规律。数据分析结果表明,最容易发生燃气泄漏事故的条件是管径32 mm、镀锌管、低压、接口泄漏和白天,预防与控制天然气事故的发生重点需要从低压民用镀锌管道进行,特别加大白天管道接口的巡检力度。     

海洋平台泄漏硫化氢中毒事故后果动态评估

综合考虑受灾人员的应急疏散行为与泄漏气体积聚状态的时空变化,结合剂量响应模型提出海洋平台硫化氢泄漏中毒后果动态评估方法。应用所提出的方法对假想的海洋平台硫化氢泄漏事故后果进行评估,事故场景中考虑紧急关断系统（ESD）与放空系统对泄漏速率的影响,结合应急响应时序建立应急撤离时间模型。将基于动态评估方法得出的结果与基于静态评估方法、半动态评估方法得出的结果进行对比。基于静态评估方法、半动态评估方法与动态评估方法所得作业人员硫化氢吸入剂量分别为1.062×10⁵、7.230×10⁴和6.020×10⁴,对应的死亡率分别为5.396×10^-2、2.848×10^-3和4.571×10^-4。对比结果表明所提出的动态评估方法更细致地考虑了事故场景中的动态因素,能有效提高事故后果预测的准确度。。     

埋地天然气管道泄漏激光检测影响分析

激光技术是天然气管道泄漏检测的重要手段,而泄漏扩散过程对其检测过程存在一定影响。通过建立埋地天然气管道泄漏扩散模型,模拟得到了泄漏天然气扩散特性,计算了天然气扩散光谱检测值,分析了不同检测高度、不同泄漏口大小以及不同风速对天然气扩散光谱特性的影响。研究表明:泄漏口越大,测得的光谱检测曲线越低,降低幅度在距泄漏口40 m内最为明显;有风速影响时,光谱检测曲线最低点均向下风向偏移,在距泄漏口6 m左右时光谱检测值最小。研究结果可为合理有效地进行激光检测提供参考。     

埋地高含硫天然气管道泄漏扩散数值研究

针对输送高含硫天然气埋地管道在发生穿孔泄漏后的扩散过程进行系统分析,建立了埋地天然气管道泄漏扩散控制方程,根据输送高含硫天然气管道在不同工况下的泄漏过程数值模拟,得出天然气中主要成分甲烷及高浓度硫化氢的扩散规律,研究高含硫天然气管道埋地后穿孔泄漏扩散规律的差异,为埋地高含硫天然气管道泄漏后避免意外事故发生及进一步研究有毒气体扩散机理提供一定的理论基础。     

架空天然气管道泄漏数值模拟

以计算流体力学软件为基础,利用组分输运模型,建立了天然气泄漏扩散控制方程,对高含硫架空天然气管道泄漏数值模拟,研究稳态泄漏和非稳态泄漏两种情况。分析了风速、重力、泄漏量、工况、输送压力等因素对天然气泄漏后扩散过程的影响,得到了硫化氢在不同工况下的扩散规律及安全区域云图。结合模拟结果,分析了高含硫天然气的泄漏扩散规律,得到了不同风速条件对架空天然气管道泄漏的影响,且其模拟结果可以为石油天然气行业制定相关应急预案及制定安全规章提供指导意义。     

LNG垂直喷射源连续泄漏扩散的模拟

对液化天然气(LNG)扩散的物理过程进行了理论分析。针对垂直喷射源连续泄漏扩散特点,将液化天然气扩散过程分为重气扩散与被动扩散两个阶段。结合烟羽抬升计算,在两个阶段分别采用SLAB稳态烟羽模型与高斯烟羽模型,建立了液化天然气扩散过程数学模型。研究了垂直喷射源泄漏形式和不同环境条件下的扩散情形。对液化天然气泄漏后混合云团扩散形成的浓度场、温度场和其他特征参数进行了模拟。得到重气扩散阶段随下风向距离增大,扩散云团高度、宽度、温度、密度、云团中液化天然气蒸气含量、水含量的变化规律,被动扩散阶段云团中液化天然气质量分数的变化情况。可以为事故危害范围的测定、事故后人员的疏通和补救工作的指导提供帮助。     

埋地输气管道泄漏特性实验研究

为给埋地输气管道发生泄漏事故的后果分析提供边界条件，采用自行设计的环道装置，以空气作为实验介质，在不同土壤埋深（0~60 cm）、泄漏孔径（1~4 mm）和泄漏压力（10~50 kPa）条件下进行埋地管道气体泄漏实验，研究不同条件下气体泄漏量、动态压力、泄漏点前压力降的变化规律。对实验数据进行拟合，得到泄漏量与土壤埋深、泄漏孔径、泄漏压力的定量关系式，泄漏量与动态压力幅值的定量关系式，泄漏量与泄漏点前压力降的定量关系式。将计算结果与架空管道气体泄漏量计算的理论模型做对比，通过引入系数 \alpha ，得出适用于小孔泄漏（d ≤ 20 mm）、亚音速流动（P≤ 90 kPa）条件下埋地输气管道泄漏量预测的定量关系式。     

燃气管道泄漏模型的研究进展

泄漏速率是燃气管道扩散模拟和风险评价的重要因素,同时也是管道泄漏检测不可缺少的一环.通过对国内外泄漏速率计算模型的应用分析,探讨了燃气管线泄漏率计算的主要模型和分类方法,罗列了稳态模型下小孔模型、大孔模型和管道模型的计算式,并指出其适用范围.对于大孔模型,提出了高压和低压分开计算泄漏率的方式.对比一些非稳态泄漏模型指出...     

天然气管道泄漏过程的参数变化研究

城市天然气管道泄漏是个复杂的非稳态过程,整个泄漏过程中气体流动状态随时间发生变化,利用计算机计算泄漏质量流量、泄漏速度等参数的变化。把泄漏过程分成多个时间段进行计算,单个时间段的计算是稳态泄漏,再结合理想气体状态方程、绝热方程、伯努利方程和质量守恒定律进行计算,然后把计算数据进行拟合得出泄漏质量流量、管道内压力、泄漏气体质量以及泄漏速度随时间的变化规律,为提高泄漏扩散模拟评价结果的准确性提供保证。