城市高压燃气管道泄漏后果影响范围

城市高压燃气管道泄漏后果,影响范围取决于泄漏模式、气象条件、事故类型。以某城市高压燃气管道为例,针对不同泄漏模式(小孔泄漏,泄漏孔径为5 mm;中孔泄漏,泄漏孔径为25 mm;大孔泄漏,泄漏孔径为100 mm;管道破裂,泄漏孔径为300 mm),不同气象条件(风速分别为3.0 m/s、4.7 m/s、8.0 m/s、10.5 m/s),不同事故类型(可燃气体扩散、火灾、爆炸),采用PHAST RISK软件模拟计算直径为DN 800 mm、压力为4 MPa的高压燃气管道泄漏引发不同事故的影响范围。结果表明,在相同条件下,爆炸事故造成的影响范围最大,对于小孔泄漏、中孔泄漏、大孔泄漏和管道破裂,爆炸冲击波的最大轻伤半径分别是16.4 m、112.7 m、393.1 m、751.7 m,考虑一定的安全系数,建议的疏散半径分别为50 m、250 m、500 m、900 m。     

加油加气站地下储罐泄漏事故模拟及影响因素分析

利用多相混合数值模拟模型对加油加气站常用石油燃料(汽油、液化石油气)地下储罐不同位置发生泄漏事故在罐池中渗流扩散过程进行模拟,得到汽油、液化石油气(LPG)气相和液相饱和度、危险浓度区域、流速等空间分布规律以及流动趋势变化,并对影响汽油、LPG流动的主要因素进行分析,对比讨论其泄漏渗流扩散的特点。模拟结果表明:在泄漏口周围地下环境条件相同情况下,地下储罐泄漏时汽油渗流扩散比液化石油气渗流扩散缓慢;汽油地下储罐泄漏主要对地下环境造成污染,液化石油气对地下环境造成污染而且给外界环境带来火灾爆炸危险;汽油渗流速度低,整个流场只存在层流,渗流扩散方向主要受重力影响。LPG液相泄漏受重力影响尤为明显;LPG气体渗流扩散方向受出口位置、泄漏速度方向、重力、储罐罐壁形状影响;出口位置是控制气体渗流方向关键因素。     

柴油罐池火灾事故模拟与影响因素分析

为探究柴油罐池火灾事故后果危害区域的影响因素,采用ALOHA软件对柴油罐池火灾事故进行模拟,分析泄漏孔径、泄漏位置、温度、湿度和风速与事故后果之间的关系。分析结果表明:泄漏孔径增大和储存温度增高时,火灾危害范围、火焰高度和最大燃烧速度都会增大;随泄漏孔高度增加,火焰危害范围和最大燃烧速度会先下降后趋于平缓,而火焰高度变化不大;空气湿度增加时,火灾影响范围缓慢下降并趋于平缓;当风速增大时,影响区域先平缓再突升,到达高点后缓慢下降,存在一个最大危害风速范围;空气湿度和风速对火焰高度和最大燃烧速度没有影响。     

基于SD的天然气管道人员密集型高后果区小孔泄漏事故仿真

基于天然气管道泄漏事故特征、天然气管道小孔泄漏速率模型及事故伤害模型,针对特定高后果区实际工况及人员分布特征建立系统动力学模型,研究在应急响应时间变化干预下事故后果的动态变化。建立了人员死亡系数计算模型并运用Vensim_PLE 软件对特定高后果区进行仿真分析,得出不同泄漏孔径下的泄漏速率、泄漏量随时间的变化趋势;不同演化事故的人员死亡人数及综合死亡人数的变化规律。通过应急响应时间参数的调节最终得出该高后果区小孔泄漏事故零死亡的最短应急时间,为高后果区安全管理提供科学的决策支撑。     

事故通风状态管廊燃气管道泄漏扩散模拟研究

以海口市天翔路综合管廊燃气独立舱为研究对象,采用ANSYS ICEM CFD 15. 0软件在燃气管道上方建立二维物理模型,模型尺寸为200 m×2 m,泄漏孔为直径为5 mm的圆形小孔。燃气在独立舱室内的泄漏扩散满足三大守恒方程(质量守恒、动量守恒、能量守恒)、无化学反应的组分输运方程以及混合气体密度方程,采用Fluent 15. 0软件对燃气管道在事故通风状态下的泄漏扩散浓度分布规律及通风稀释效率的影响因素进行模拟研究。每种工况模拟开始时,将送风口风速设定为1. 87 m/s,即通风换气次数为6次/h,当位于下风向、距离泄漏孔15 m处的监测点报警后,暂停计算,重新设置边界条件,将送风口边界条件由正常通风换气次数调整为不同的事故通风换气次数,即改变送风口的风速,进行模拟研究。研究结果表明:当泄漏孔径不超过5 mm,管道压力不超过0. 4 MPa时,12次/h的最小事故通风可以满足综合管廊内燃气舱室的安全运行。当泄漏孔径为5 mm、管道压力为0. 8 MPa时,24次/h的换气次数基本满足燃气舱的通风换气需求。管道压力越大,泄漏量越大,燃气舱解除危险所需的通风换气量也越大,因此建议以管道压力及舱室燃气浓度为耦合函数,采用变频风机,实现事故状态下联动通风控制。燃气管道发生泄漏时,增加通风换气次数可以明显地稀释舱室内的燃气至报警浓度以下,但是通风口至防火墙之间的角落里容易积聚泄漏的天然气,因此,建议在燃气舱每个防火分区的排风口和舱室右侧防火墙之间的死角区域增加诱导风机。     

高后果区天然气管道泄漏扩散的数值模拟

高后果区具有人口密度大及建构筑物集中的特点,其内的天然气管道一旦发生泄漏,人员伤亡及财产损失相对于其他地区更为严重。应用Fluent软件对某高后果区天然气管道泄漏扩散进行二维稳态数值模拟,分析了天然气管道在不同风速、不同泄漏位置以及不同输气压力时的泄漏扩散情况。模拟结果表明,风速对甲烷的扩散有较大的影响,随风速增大,甲烷爆炸范围有先增大后减小的趋势,甲烷扩散的敏感风速为3～5 m/s。管道的泄漏位置对甲烷的扩散影响也较大,管道背风侧泄漏时,两建筑物均处于爆炸范围内,危险性较大;管顶泄漏时,建筑物周围甲烷体积分数较高,易使人窒息;管底泄漏时,大量甲烷聚积在泄漏口附近,爆炸范围较小。甲烷泄漏扩散时,爆炸下限高度随管道输气压力的增大而升高,甲烷扩散的敏感压力为5～6 MPa。     

液化石油气钢瓶爆炸事故后果及影响因素

基于某液化石油气(LPG)钢瓶爆炸事故,设置不同的剩余质量、泄漏高度、泄漏孔径,运用ALOHA软件对比分析瓶装LPG发生蒸气云爆炸(UVCE)、沸腾液体扩展为蒸气爆炸(BLEVE)的冲击波和热辐射影响范围及影响因素。模拟结果表明,两种爆炸产生的叠加影响与实际事故影响一致,同一条件下BLEVE比UVCE事故伤害范围大。BLEVE主要受液化石油气质量的影响,储存量越大,BLEVE伤害范围越大。UVCE受质量、泄漏孔高度、泄漏孔径等因素的影响,伤害范围随着储存量的增加而增大,随着泄漏孔高度的增加而减小,随泄漏孔径变大先增大后趋于稳定值。     

天然气场站泄漏事故后果模拟与风险评估

针对天然气场站泄漏燃爆伤亡危害范围问题,利用PHAST软件对某天然气场站发生不同程度泄漏后可能造成的蒸气云爆炸、喷射火等燃爆事故后果进行了模拟分析与风险评估,得出该场站各典型事故的安全距离及个人风险和社会风险曲线.结果表明:泄漏孔径越大,泄漏扩散影响范围也越大;喷射火的热辐射值会随着下风向的距离先逐渐递增,达到一定峰值...     

城市管道多孔泄漏模拟及规律分析

为了研究城市管道多孔泄漏规律,建立了管道多孔泄漏物理模型,并运用Fluent软件对管道多孔泄漏进行数值模拟,得到了不同压力、不同泄漏孔径、不同介质以及单双孔情况下管道泄漏孔处压力、流速等的变化规律。采用DN150钢管,在0.2、0.4 MPa下进行实验,对模拟结果进行验证。模拟和实验结果表明:无论管道压力大小,泄漏孔口处的压力随管道压力的增大而呈线性增长;泄漏孔外压力与流速随泄漏孔径的增大而增大,但当泄漏孔扩大到一定程度时,泄漏出口流速将减小;液体管道内的流速波动明显,而气体管道的流速沿中心轴对称均匀分布;双孔泄漏出口压力大于单孔泄漏,但流速小于单孔泄漏。     

油氢合建站氢气泄漏扩散模拟及影响因素分析

利用 FLACS 软件建立某油氢合建站三维物理模型,对高压储氢瓶及加注机泄漏事故进行模拟,并分析不同罩棚形状、环境风速、风向对氢气泄漏事故的影响规律。研究表明：加氢机处发生泄漏时,现有加油站罩棚会造成氢气大量聚集,带斜角顶棚能显著降低可燃氢气云团量,油氢合建站改造过程中需将罩棚一并改造。高压储氢瓶泄漏扩散后形成的气云区域随着环境风速 的增加在水平方向逐渐增大,垂直方向逐渐减小,气云偏向地面聚集,点燃风险增加;环境风对泄漏氢气具有吹散和稀释作用,但在不利风向条件下,氢气进入高阻塞度障碍区域,可燃气云量反而增大,需考虑当地主导风速风向,对加氢站进行合理布局。     

风扬沙环境下风沙流场风洞试验研究

通过风沙风洞试验模拟风吹床面沙环境,对不同风洞控制风速和不同沙尘粒径条件下风沙流场内沙浓度垂向分布特性比较得知:沙浓度的大小分布与沙粒径、控制风速以及高度均相关;同种粒径沙供沙床面情况下,风速越大,相同位置处的沙浓度越大,沙浓度随风速的增大而增大,随高度的增加呈指数递减;同一高度位置在相同风速下,粗沙、细沙、混合沙的沙浓度依次增大。获得床面供沙风速剖面只在高于沙床面约0.3m的范围内发生变化,相比于净风,有沙床面此高度范围内的风速小于净风速。在沙粒跃移层内,三种粒径沙对风速都有明显的削弱作用,对湍流强度却有明显的增强作用,且其显著程度与各自沙浓度的垂向分布特征有直接关系,都随着沙浓度的变化同时增大或减小。     

不同风速条件下井喷失控火灾的数值模拟

采用计算流体动力学方法对不同风速条件下的井喷失控喷射火进行数值模拟,研究风速变化对井喷失控喷射火温度场、热辐射场、火焰高度及伤害半径的影响。结果表明:喷射火高度在风力0~2级时基本不变,风力2~8级时呈双曲线规律降低;伤害范围在无风条件下呈近似圆形分布,在有风条件下呈近似椭圆形分布;随风速增大伤害半径存在一个峰值点,危险区伤害半径峰值在1~2级风之间,致死区、重伤区、轻伤区伤害半径峰值在2~4级风之间。     

基于蒙特卡罗的天然气长输管道泄漏范围预测

为定量研究天然气管道泄漏危险区域范围,采用蒙特卡罗方法分别从管道介质局部压力降、破裂处气体泄漏速率以及大气条件下气体扩散等3个阶段对泄漏过程进行模拟,得到了泄漏位置处管道气体压力、泄漏速率和顺(横)风向下危险区域范围的概率分布函数。结果表明,管道压力、破裂形式和风速等事故条件决定着泄漏危险范围分布的特征,通过模拟可以得到已知事故场景环境变量概率条件下泄漏范围的概率值。     

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。     

成品油在大气中扩散的数值模拟分析

埋地成品油管道泄漏后,成品油如果渗出地面或聚集到地面低洼处,在成品油强挥发性下会迅速产生大量的油蒸汽,油蒸汽又会在风速作用下快速向四周蔓延,无论发生燃烧还是爆炸都会给管道运营企业、沿线居民带来巨大的生命和财产损失。通过建立输油管道泄漏扩散过程的物理模型,利用COMSOL软件进行二维数值模拟,分析成品油在大气中泄漏不同时间内最大横向扩散宽度、最大纵向扩散深度的变化规律,有助于分析事故后果影响范围,提高事故的应急控制能力。     

基于风洞试验的风沙两相流耦合流场特性

风沙两相流结构的理论与研究方法已趋于成熟,主要集中在风沙物理运动本身和防风固沙工程方面,然而,将风沙运动现象及其对建筑结构物的作用效应相结合的研究还比较鲜见,继续开展风沙地区工程结构的抗风沙研究具有重要的现实与工程意义。通过风沙风洞试验,模拟了实际沙漠地貌下的风场特征,重点通过风洞顶部落沙研究了类似沙尘暴环境下的沙浓度、风沙流速度廓线以及湍流强度随高度的变化情况。通过控制相同风速、变化不同输沙率进行落沙,以此形成多种不同类型的风沙两相流耦合流场,并与净风工况相比较。试验结果表明:沙浓度梯度分布与落沙孔数量、控制风速以及高度均相关;风沙流场中沙颗粒的运动对风速剖面有一定的削弱作用,对湍流强度却有增强作用;风场中沙质量浓度沿高度方向的分布特征直接影响了各高度处风速和湍流强度的大小,沙浓度越大的高度处对风速的削弱程度越显著,且对湍流强度的增强程度越大。     

城市供水管道泄漏的COMSOL流体仿真分析

为了掌握城市供水管道的泄漏特点,运用COMSOL Multiphysics软件,对不同泄漏孔径(2 mm、4 mm、6 mm)的管道进行流体动力学模拟,用以分析泄漏管道及泄漏口处的压力和流量变化规律。采用k-ε两方程湍流模型建立稳态模型,所得仿真结果表明:随着泄漏孔径的增大,其泄漏速度也逐渐增大,且泄漏孔总体由内向外速度递增,在泄漏孔出口处的流体速度达到最大值;随着泄漏孔径的增大其泄漏入口处的压力逐渐减小,泄漏出口处压力增大,泄漏孔内压力沿着轴线方向逐渐减小;泄漏使管内在压力变化不显著,但是泄漏口附近压力梯度变化明显。通过以上分析可为管道泄漏检测研究提供理论依据。     

海底天然气管道疲劳破坏泄漏灾害研究

为研究海底天然气管道疲劳损伤引起的泄漏事故灾害,对水体中的燃气泄漏和扩散阶段进行建模,将热辐射模型与爆破冲击模型相结合对燃气造成的蒸气云爆炸后果进行定量研究,计算不同伤害等级对应的伤害半径。以某一海底天然气管道为例进行验证,结果表明:泄漏孔径越大,泄漏速率越快,气体到达水面的速度越大,危险半径越大;从爆炸冲击和热辐射两种灾害后果出发,通过对应模型计算不同等级灾害的伤害半径,为根据两种不同的事故类型在不同区域内采取预防、应急措施提供依据。     

流化床多晶硅生产车间火灾模拟研究

结合某工程实例,采用FLUENT软件对流化床车间生产单元氢气泄漏燃烧、硅烷泄漏燃烧时的火焰温度和热辐射进行模拟分析,确定影响火灾的相关因素,并使用TNT当量法分析可燃气体泄漏后车间的爆炸危险性。结果表明,泄漏孔径对火灾范围影响重大;环境风速能降低硅烷火焰温度;爆炸破坏半径随时间和泄漏孔径的增加呈现非线性增长。     

高压输气管道破裂泄漏事故影响分析

论述了城市高压输气管道安全控制的现状,造成城市高压输气管道破裂泄漏的主要潜在危险因素,高压输气管道破裂泄漏事故过程分析,泄漏量、喷射火焰高度、爆炸冲击波损害半径的计算,提出了天然气高压输气管道及设施的安全防范措施.