埋地输油管道泄漏影响区内大地温度场的数值模拟

基于分布式光纤温度传感技术在输油管道检测中的应用机理,采用有限容积法建立管道泄漏多孔介质流固耦合换热数学模型,利用Fluent软件数值模拟了埋地输油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化。通过对管道泄漏前后大地温度场的对比,结果表明：管道泄漏后,一定时间内管道周围土壤温度变化剧烈,随着泄漏时间的延长,热影响区范围继续扩大但逐渐趋于平稳。在管道周围一定范围内布置光纤传感器,应用分布式光纤温度传感技术检测管道泄漏是可行的。     

西北地区埋地输油管道泄漏三维数值模拟研究

以西北某热油管道为例,利用有限容积法建立三维流动传质数学模型,模拟油水在埋地管道周围土壤中的两相流;再利用CFD软件,分别模拟冬季不同位置的输油管道发生泄漏后周围土壤温度场的变化和泄漏油品在土壤中的扩散情况。模拟结果表明:在输油管道发生泄漏前,管道周围已经形成了比较稳定的温度场;管道泄漏初期,大地温度场变化迅速,并很快形成一个热影响区域;泄漏一段时间后,先锋油品移动速度减小,油品开始向管道上方和下方扩散;不同的泄漏位置,周围的大地温度场也在变化,泄漏油品在土壤中呈现形状各不相同的扩散分布。     

利用光纤温度传感系统检测天然气管道泄漏

为实现天然气管道泄漏在线实时检测及泄漏位置的准确定位,利用光纤光栅温度传感器和分布式光纤温度传感器的温度特性, 结合天然气管道泄漏处的温度场变化规律，进行了光纤光栅准分布式检测系统和分布式光纤泄漏检测系统研究。着重分析了光纤光栅准分布式传感系统的构成及其原理，分析了基于拉曼光反射的分布式光纤温度传感器系统的构成及其原理，介绍其具有其它传感系统无法比拟的优越性及应用领域，并初步建立了光纤检测系统实施方案。采用光纤光栅和分布式光纤温度传感检测技术,分别实现了管道的关键点和沿管道全线温度的连续检测，通过检测管道周围的温度场异常变化，及时发现泄漏，并进行漏点准确定位。     

埋地热油管道周围温度场数值模拟

埋地热油管道周围的温度场是热油管道运行的重要参数之一，本文建立了埋地热油管道周围土壤温度场的物理模型，并用ANSYS软件对管道周围的温度场进行数值模拟。通过和实验结果对比表明该方法能准确的计算管道周围温度场的分布，同时也能求解出管道周围中任意点在整个运行周期中的温度变化情况。     

基于ALOHA 的输气管道泄漏危害范围研究

为提高输气管道泄漏危害范围的预测精度,以便在管体泄漏发生时快速合理的设置警戒区域。通过控制变量法,利用ALOHA软件对输气管道泄漏事故进行动态模拟和后果趋势分析,并结合多元线性回归拟合影响因素与伤害距离的关系。结果表明,管道长度、管道压力的增大会使管道泄漏导致的危害范围增大,随着泄露孔径的增大,危害范围呈现先增大后减小的趋势,风速增大、地面粗糙度的增加,有利于减小泄漏导致的危害范围;多元线性回归的拟合精度较高,平均相对误差为2.15%;单因素分析表明,泄漏孔径、管道长度、管道压力、风速对泄漏导致的危害范围影响显著,而地面粗糙度对危害范围的影响不显著;通过在最不利条件下进行实地模拟,发现室内外的甲烷扩散体积分数超过了AEGL-1的极限值,说明居民区与管道的安全距离不够,应扩大安全距离或采取其他必要的防护措施。研究结果可为输气管道泄漏事故的有效预防和应急处理提供实际参考。     

环境变化对热油管道运行过程的影响分析

分析了受大气温度年变化的影响,土壤自然温度场和埋地热油管道运行温度随季节的变化呈现周期性变化规律。对于东北原油长输管网,还研究了寒流对埋地热油管道周围土壤温度场的影响,并分析了寒流持续时间超过滞后时间后寒流对热油管道运行温度产生的影响。     

液相管道流量与压力对小孔泄漏速率的影响

泄漏速率计算是计算泄漏量、评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相管道小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,研究管道流量、压力对管内液体压力及泄漏速率变化的影响规律,提出了小孔泄漏稳定压力计算方法,有效解决经典计算公式中压力求解问题;通过对泄漏模块仿真模拟,得到了泄漏孔口界面的速度分布情况,并研究了管道流量、压力对速度分布的影响。实验和数值模拟结果表明:泄漏发生后,管道压力下降明显,泄漏稳定压力与初始压力、管道流量呈对数关系,初始压力、管道流量越大,泄漏稳定压力越高,但相较于初始压力,泄漏稳定压力差值减小;管道流量越大,达到泄漏稳定的时间越短,泄漏达到平衡越快;泄漏孔处,面对来流方向壁面附近速度较高,背向来流方向壁面附近有负压、涡旋,且随着管道流量、初始压力的增加,最大泄漏速度增加,但负压范围、程度减小。     

天然气管道泄漏燃爆后果研究

天然气管道发生腐蚀泄漏后遇到明火易发生燃爆事故,研究天然气泄漏燃爆后果对制定应急方案具有重要意义。采用phast软件建立了天然气管道泄漏模型,研究了管道压力、泄漏孔径、风速等因素对天然气泄漏燃爆后果的影响。结果表明,随着泄漏孔径的增大,冲击波压力提前急剧升高,在最高点保持的距离变长,延后急剧下降,整体表现为冲击波压力破坏范围加大,燃爆冲击波影响的范围扩大,且范围扩大明显。随着分离器压力的增大,燃爆冲击波影响的范围扩大,影响范围的扩大量逐渐变小。环境风速对下风向冲击波压力几乎没有影响,对燃爆冲击波范围的影响很小。     

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由于管内天然气的不断冲刷,温度、压力、振动、季节变化,地质变化,人为等因素的影响,使天然气输送管道不可避免地会发生密封失效的问题,如不及时处理,密封失效的程度将会扩大,导致天然气大量泄漏,造成能源物料流失、污染环境,重则引起火灾、爆炸、中毒、伤亡等恶性事故,严重威胁着天然气输送管道正常运行。因此,泄漏的预防及在动态条件下及时有效地消除泄漏是天然气管道输送管理工作的重要内容。文章分析了天然气输送管道中生产泄漏的原因,介绍了在不影响正常操作的条件下,消除泄漏的动态密封技术,论述了天然气输送管道上法兰泄漏、直管泄漏、三通泄漏、弯头泄漏及填料泄漏的具体消除手段。     

海底输气管道气体泄漏扩散模拟及影响因素研究

为研究泄漏孔径、泄漏点水深以及外部风速对海底输气管道泄漏后果的影响,以某海底输气管道为研究对象,选取两种泄漏孔径,两种泄漏水深,9种风速进行泄漏扩散的模拟计算。计算包含泄漏模拟、气体水中扩散计算及气体在空气中扩散的CFD模拟。最终得到各泄漏工况条件下可燃气体云团体积及影响范围。通过对数据进行归纳分析,得到气云扩散及影响距离的变化规律。结果表明,泄漏速率和泄漏水深会影响海底管道泄漏后气体到达海面的气体释放面积和气体垂直流速,进而影响气云在海面的扩散后果,风速会影响气云扩散的范围和浓度分布。泄漏孔径、泄漏点水深以及外部风速是进行海底管道泄漏扩散分析的关键因素,需要在分析中进行系统性考虑以全面反映海底管道的风险水平。当前分析方法能够较全面地分析以上关键因素对后果的影响,为现场抢险、应急响应等提供判据和输入,有助于完善应急准备分析和制定更加有针对性的应急处置方案。      

冻土区埋地管道周围温度场数值模拟的研究现状

在冻土区管道建设中埋地管道周围温度场与水分场的预测十分重要,其中数值模拟计算可以很好的预测。文中总结了国内外学者在管道周围温度场及水分场耦合作用与土壤温度场的研究进展,分析提出在对埋地管道周围土壤温度场进行数值模拟方面的建议。     

埋地集油管道周围径向土壤温度场数值模拟

对埋地集油管线进行传热分析，并建立管线周围土壤的温度场模型，采用有限元法编制程序，对裸管和保温管线进行了模拟计算，并且绘制了土壤温度场的等温线和彩云图。模拟计算结果表明，接要求进行保温后，集油管道对土壤温度场影响很小。     

含硫天然气管道泄漏事故数值模拟与分析

高含硫天然气管道在运行过程中由于腐蚀等原因经常会发生孔口泄漏事故,对周围人身安全和环境造成危害。利用CFD软件Fluent对有风状态下高含硫天然气管道发生孔口泄漏后CH4和H2S的扩散情况进行了数值模拟。结果表明,CH4受浮力影响向高空扩散趋势明显,其爆炸范围集中在泄漏口附近;H2S由于初始动量较大,在泄漏孔口附近会向高空扩散,但随着动量的减少和扩散距离的增加,在重力的作用下会逐渐降落到地面附近;对比3m/s和1m/s风速情况下CH4和H2S的扩散情况,在1m/s风速下CH4的爆炸范围会略有增加,高浓度H2S会达到更高的范围,且靠近泄漏口附近的地面浓度会更低。     

天然气管道泄漏模型

为了得到能适用更广泄漏口径范围的数学模型，更切合实际地预测天然气管道泄漏所影响的范围，基于流体状态方程、质量守恒方程、能量方程和动量方程，结合实际中的限流情况和因紧急切断装置动作造成的不稳定状态，以及管道泄漏处天然气的流速（音速或是亚音速），建立了管道泄漏模型。进而求解出各种工况下泄漏口处的天然气状态参数。求解结果与实际基本吻合，将此管道泄漏模型和扩散模型结合，得出该泄漏所造成的影响范围，使抢修工作更加直观。     

基于CFD的城镇天然气管道泄漏扩散研究

针对城镇中埋地天然气管道的泄漏情况,研究了土壤、建筑物和风速对天然气管道泄漏和扩散的影响。利用CFD模拟计算软件对城镇中埋地天然气管道泄漏进行三维数值模拟,并得到了泄漏后三维空间不同截面位置处CH4的体积分数分布和爆炸范围及天然气泄漏时的人员疏散安全距离。研究结果为天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供了理论依据。     

地下热油管道泄漏对地表温度的影响因素分析

通过分析地下热油管道泄漏传热过程,建立地下热油管道泄漏模型,研究了环境温度、环境风速、管道埋深、液体泄漏量等因素对地下热油管道泄漏过程地表温度场的影响,总结了其影响规律.     

海底高压输油管道泄漏事故后果研究

为探究海底高压输油管道油品泄漏后在水体中的扩散规律,对水深为20 m的管道,建立二维泄漏扩散模型,采用流体体积法,模拟不同运行工况下的海底输油管道泄漏扩散过程。对比分析运行压力、水流速度以及泄漏孔位置对油品扩散范围的影响,结果表明：运行压力<3 MPa的输油管道正上方发生小孔泄漏时,溢油到达水体表面的时间随管道运行压力的上升而缩短;如果管道运行压力>3 MPa,随着管道运行压力的上升,油品到达水体表面所需的时间基本不再变化;不同管道运行压力下的输油管道侧方发生小孔泄漏时,泄漏油品到达水体表面所需时间相近,均为30～34 s,且泄漏后的相同时间内管道运行压力越大,油品向下游的迁移距离越远。本研究对海底高压管道泄漏的应急抢险具有一定指导意义。     

掺氢天然气长输管道泄漏扩散规律数值模拟

目的探究多因素耦合下掺氢导致的天然气长输管道泄漏扩散规律。 方法以西气东输二线工程为研究对象,采用Fluent软件建立管道二维平面泄漏扩散模型,通过单因素和多因素耦合分析掺氢比、泄漏孔径、风速和大气温度对掺氢天然气泄漏扩散的影响。 结果随着掺氢比增加,甲烷扩散区域的质量分数和宽度减小,而氢气则相反;随着泄漏孔径增大,掺氢天然气扩散的质量分数和范围增加;随着风速增加,掺氢天然气泄漏后扩散的质量分数增加,且分布逐渐向下风向偏移,而扩散高度减小;大气温度对掺氢天然气泄漏扩散的影响不显著。不同因素对掺氢天然气管道泄漏扩散范围的影响程度为:泄漏孔径＞风速＞掺氢比＞大气温度。 结论4种影响因素中,泄漏孔径对掺氢天然气管道泄漏扩散的影响程度最大,因此应重点防范掺氢天然气管道因腐蚀等因素引起的管道开裂、穿孔引起的泄漏。      

城市埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟

针对城市埋地天然气管道穿孔泄漏扩散问题,结合有限容积法,利用Gambit 2.4建立了天然气管道不同泄漏位置的CFD仿真模型,利用Fluent 6.3分别对天然气管道上部、下部及背风侧3种泄漏工况下,气体在土壤中和空气中的扩散规律进行了数值模拟。研究结果表明,下部泄漏在土壤和空气中的危险范围最大,关闭泄漏管段两端阀门以后,气体扩散危害范围逐渐变小。研究结果为城市埋地天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供了理论依据。     

在建埋地长输管道泄漏点定位方法

管道试压过程中,在建埋地长输管道可能因管道母材、焊口缺陷和局部应力等原因造成管道泄漏,如何对泄漏点快速定位已成为长输管道施工的难题。本文从管道系统发现泄漏到泄漏点最终定位的实际工程中探索出一种较快捷的查找泄漏点方法。