不同土壤对输气管道泄漏扩散影响模拟分析

针对埋地输气管道泄漏气体在土壤中的迁移过程,以FLUENT软件为平台,研究了泄漏气体在土壤中的对流扩散规律,得到泄漏后的气体会在管道泄漏口形成椭球形的高浓度区,以浓度差为主要推动力的横向扩散小于以压力差为主要推动力的纵向对流,该结论与全尺度试验结论吻合。以甲烷爆炸下限扩散半径与地面甲烷质量分数的变化为尺度,研究了土壤性质包括土壤孔隙率、土壤含水率、土壤密度对气体对流扩散行为的影响,得出土壤孔隙率才是影响气体对流扩散行为的重要因素。模拟所得结论为埋地管道泄漏风险评估、事故应急疏散、管道设计与施工等提供了参考。     

成品油在水中扩散的数值模拟分析

由于管道焊接缺陷(气孔、夹渣、裂纹等)、腐蚀穿孔、第三方破坏等因素引起的成品油输送管道泄漏事故在国内外时有发生,这对成品油输送管道危害极大。成品油输送管道漏油事故的发生,促使各国对成品油输送管道泄漏扩散事故影响及后果模拟评价等进行研究。主要通过建立成品油输送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水下溢油事故形成的浮射流,分析了三种不同泄漏口孔径、泄口成品油喷出速度和水流速度对成品油扩散的影响规律,并利用SPSS软件对泄漏孔径和最大扩散高度的关系进行了回归分析,对于预测成品油扩散范围,制定应急抢险预案,减少事故损失具有重要的意义。     

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。     

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。     

基于CFD的海底埋地管道原油泄漏扩散规律

海底输油管道的泄漏会造成严重的经济损失和环境污染.为分析泄漏发生后原油的扩散规律,建立了二维海底埋地管道泄漏物理模型,应用CFD方法,结合VOF多相流模型和多孔介质模型,针对海底埋地原油管道发生泄漏后原油在海泥和海水中扩散规律进行了研究,分析了原油密度和海泥孔隙率对油品扩散规律的影响.研究结果表明:原油密度越小,泄漏原...     

砂性土壤柴油饱和度特征曲线测量实验研究

为确定埋地成品油管道小孔泄漏事故在土壤中产生的油品污染范围,需确定泄漏油品与土壤间的特征关系,即土壤孔隙压力与污染物饱和度间的特征函数关系曲线。选取北京市昌平地区三种不同粒径的地表层土壤作为实验待测土壤,使用离心机法对土壤水分特征曲线和土壤0~#柴油特征曲线进行实验测量,将实验结果导入RETC软件,拟合多种土壤水分特征曲线数学模型,均得到较好的拟合结果 (R~20.97),并量化模型中各参数随土壤粒径变化关系。由实验及软件计算结果分析得出:与水分相比,土壤对0~#柴油的持有能力更高,且0~#柴油对土壤进气压力值和粒径的变化更为敏感,相同土壤条件下0~#柴油比水分排空压力更低、排空速度更快,入渗扩散范围也更大;当土壤粒径减小时,土壤的相对表面积值增加,基质势能变大,因此对0~#柴油和水的持有力均呈增加趋势,所以粒径较小的土壤(如粉土和黏土)可以在相同的外界环境下更为有效地持有0~#柴油等成品油污染物,降低由于管道小孔泄漏等事故泄漏流出的成品油的扩散范围。     

土壤甲苯泄漏扩散及影响因素的三维数值模拟

为了分析石油类污染物在土壤中的自然渗流规律,提高事故的应急控制能力,利用CFD软件对甲苯在土壤中的泄漏过程进行模拟分析,得出了发生泄漏后污染物在土壤中速度场的时空分布规律及土壤孔隙度和含水率对污染物扩散的影响。模拟结果表明,甲苯在土壤中的迁移距离随泄漏时间和泄漏量的增大而增加;速度场分布规律为"轴向为主、径向为辅→径向为主、轴向为辅→轴向扩散";甲苯主要集中在土壤模型0~20 cm内,土壤孔隙度和含水率越高,污染物在土壤中轴向的迁移距离越大,扩散越快。因此,在污染物泄漏时应及时进行治理,避免随时间和泄漏量的增加使土壤中污染物含量增加而导致扩散范围增大,建议石油企业在未来油罐区的选址上应尽量选择含水率和孔隙度较低的区域,防止污染扩大化。     

泄漏油品在雨水作用下渗透范围模拟计算

对埋地管道下部泄漏油品在雨前、雨中和雨后的不同水分分布土壤中油品渗透扩散进行模拟分析,借助CFD软件建立土壤多孔介质中油水两相流动的三维流动传质耦合模型。模拟计算结果表明:油品在地下渗透扩散范围受水分分布影响明显,泄漏油品在下雨前的土壤中地下扩散区域以不倒翁状向四周渗透;雨中泄漏油品受雨水冲带后在地下四处流窜并以极不规则形状区域向四周扩散;雨后泄漏油品以烧瓶状区域向四周扩散。在雨前、雨中和雨后三种工况下,扩散速率稳定后,雨后的泄漏范围及地表扩散面积均是最小;雨中油品泄漏范围最大且增长速率比雨前高约3%;雨前油品地表扩散范围最大且增长速率比雨中高约2%。     

中国西部管道应急抢修工艺技术

西部原油和成品油管道落差大、起伏多,在发生泄漏事故停输时存在高静压区管段抢修作业难的问题.对西部原油和成品油管道高静压区管段泄漏事故应急抢修技术进行了研究,对上坡段管道和下坡段管道分别进行了分析.为了在发生事故时及时、有效地控制事故危害,最大限度地减少油品损失和环境污染,提出了增加站内回流工艺的技术措施.     

有障碍物空间可燃气体扩散规律的数值模拟

有限空间内可燃气体泄漏扩散容易引发危险事故,而对于有限空间障碍物存在时气体泄漏扩散规律的研究较少。为此,针对有限空间障碍物对可燃气体泄漏扩散的影响,采用雷诺平均的N-S方程,湍流模型以及无反应多组分输运方程,对障碍物影响下可燃气体泄漏扩散进行了数值模拟,并进一步分析了泄漏位置和障碍物高度对可燃气体泄漏扩散的影响。结果表明:障碍物对可燃气体扩散过程有阻碍作用;障碍物影响下不同位置泄漏扩散形成的浓度场不同,泄漏口与出口异侧,距离障碍物越近,房间内形成的爆炸区域越大;障碍物高度越高,有限空间内形成的爆炸区域越大,增大了危险事故发生的可能性。该模拟结果有助于室内燃气管道安全设计,可为制订室内可燃气体爆炸事故的预防措施提供参考。     

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。     

隧道内埋地燃气管道泄漏扩散规律研究

目的 隧道内埋地燃气管道发生泄漏后燃气易积聚达到最低爆炸极限浓度,产生爆炸危险,需要对管道泄漏后在土壤和空气环境中连续扩散的问题进行研究。方法 采用理论分析和数值模拟的方法,对土壤和空气区域中的燃气浓度进行同时连续的监测。结果 (1)小孔泄漏发生后10 min、20 min、30 min、40 min时刻甲烷体积分数值为0.05的等值线在土壤内的最大扩散半径分别为0.90 m、1.15 m、1.25 m和1.30 m,甲烷在土壤内的最大扩散半径在10～15 m之间;(2)泄漏发生约5 min后土壤内各点处甲烷浓度趋于稳定;(3)空气区域中甲烷体积分数随时间的变化分为快速增长、缓慢增长和稳定3个阶段,泄漏发生60 min后隧道顶部6 m长的区域处于爆炸极限浓度范围内。结论 隧道内埋地燃气管道发生泄漏后,燃气在土壤内扩散半径不超过15 m,相对封闭的隧道环境使得隧道顶部6 m区域处于爆炸极限浓度范围内,需加以防控。     

基于开裂面积的管输LPG泄漏扩散模拟

为了确定管道泄漏参数对泄漏过程的影响规律,基于管道开裂面积,结合管道和输送介质的基本性质,以编制的计算模拟软件为基础,进行管输LPG泄漏扩散模拟研究。采用控制变量法,将开裂孔口形状简化为圆形,改变孔径从而改变开裂面积,研究不同开裂面积下LPG泄漏规律。研究结果表明,开裂面积越大,泄漏持续时间越短,泄漏过程中初始泄漏速率就越大,且达到平缓泄漏所用的时间越短。     

��Ȼ���ܵ�й©��ɢģ���о�

天然气管道发生泄漏扩散是输气管道事故危害的根本原因，因此建立输气管道泄漏扩散的合理模型是正确评估输气管道事故损失后果的关键技术之一。通过分析高斯（Gaussian）模型、Sutton模型和重气模型等常见气体扩散数学模型在模拟天然气管道泄漏扩散过程中的局限性，结合天然气管道泄漏扩散过程的特殊性，在同时考虑输气管道孔口泄漏过程的射流作用和膨胀效应，以及重力作用和水平风速对天然气扩散的影响效果的基础上，建立起了适合天然气管道泄漏特点的扩散模型。该模型从考虑因素的合理性和气体泄漏边界条件的选取上都更加符合天然气管道泄漏扩散过程的实际情况。此外还对新建模型的科学合理性和使用可靠性进行了算例模拟分析检验。     

元托帽沟输油管道泄漏事故后果分析

兰成渝成品油管道、兰郑长成品油管道和兰成原油管道分别由兰州首站油库和西部管道原油库接出,一旦发生泄漏事故,会对沟道附近的居民小区和中、小学造成极大危害,乃至影响黄河中下游水质。元托帽沟管道泄漏事故后果分析主要是针对管输汽油、柴油和原油进行风险识别,计算小孔、中孔、大孔及断裂状况下的油品泄漏量,分析多种洪水重现期下油品漂移至黄河、兰州主城区的时间,并确定出池火灾、蒸气云爆炸两种次生灾害下的最大影响距离分别为258、1 185 m。针对元托帽沟输油管道的实际状况,建议定期检测、更换管道,加强沟道附近居民及中、小学生安全防范意识教育。     

浅水海底管道气体泄漏运动特性

为了进行海底管道输气工程的安全仿真研究,对管道的气体泄漏点进行定位和预报。以渤海浅水工况下的输气管道泄漏为背景,建立浅水气体泄漏的数学模型和有限元数值模型。通过两种模型对比、验证,得到泄漏气体水面上扩散半径和沿流方向偏移距离的关键数据,研究水下气体泄漏的运动规律。研究表明:数学模型与有限元数值模型计算结果较为吻合。海洋的潮流流向、泄漏口径(即泄漏率)大小影响泄漏气体的运动,泄漏气体到达水面的扩散半径随着泄漏率的增大而增大,流方向偏移距离随着泄漏率的增大而减小。     

埋地天然气管道泄漏振动信号传播特性研究

埋地天然气管道泄漏引起的气流会推动周边土壤产生振动。通过测量加速度可对振动信号在土壤中的衰减进行测量,从而判断有无泄漏。通过模拟埋地管道气体泄漏,使用加速度传感器测量泄漏孔径2、4、6 mm,泄漏压力1.5、2.5、3.5 MPa工况下的加速度信号,分析了不同泄漏压力条件下的加速度信号在不同土壤介质的传播特性。结合ABAQUS软件对不同土壤介质的加速度衰减规律进行了仿真。研究结果表明,峰值加速度信号在土壤中呈指数衰减特性,试验结果与仿真结果符合较好。研究结果可指导埋地天然气管道泄漏监测传感器的选型敷设和天然气管道的施工,防止事故的发生。     

成品油管道泄漏的检查与修复

对引起石油库成品油管道泄漏的原因进行了分析，着重介绍了成品油管道泄漏的几种实用的检漏方法和修复方法。指出必须加强成品油管道 的日常检查和维护，建立和完善管道维修检测档案，以防止和减少管道泄漏事故的发生。     

埋地原油管道稳态泄漏数值模拟

埋地管道泄漏常发生在地面以下,因此准确预测管道泄漏的污染范围和泄漏量可以为后期制定应急抢险方案提供理论支撑,也是建立科学高效的应急管理平台的关键。目前针对输送压力对原油泄漏扩散范围的相关研究报道还不多见。鉴于此,以埋地原油管道泄漏事故为研究对象,采用计算流体力学方法,建立了埋地原油管道稳态泄漏三维物理模型和数学模型。利用FLUENT软件模拟了输送压力为4、8和12 MPa下原油在土壤中的泄漏扩散分布范围和速度场。模拟结果表明:三种压力条件下,原油在土壤中的运移趋势相同,泄漏初期为苹果状,逐步发展为灯泡状,最后呈现花瓶状;扩散范围随着输送压力的增大而增大,管道输送压力从4 MPa提升至8 MPa和12 MPa,扩散距离平均提升22%和38%,但泄漏扩散范围的增速逐渐放缓;原油在非饱和区的纵向扩散能力强于横向扩散能力,平均纵向扩散深度是横向扩散宽度的144%。研究结果可为埋地原油管道制定应急抢险方案提供理论支撑。     

水下原油管道泄漏扩散规律数值模拟研究

水下原油管道泄漏难以被发现和预测,这对原油泄漏事故处理提出了很大挑战。文章基于FLUENT软件,分析当（河底/海底）水下原油输送管道发生泄漏时,原油在上浮过程中在水体内部的扩散过程,并研究了在无风或有风条件下,泄漏原油到达水面时的扩散形状和扩散规律。结果表明：在本文的研究条件下,当泄漏油品到达水体表面时,在无风条件下,原油在水体表面呈圆形,随着时间发展逐渐向周围扩散,由圆形变为椭圆形,最终在不同方向呈现的破碎、分离形状发生更大范围的扩散;在有风条件下,原油扩散主要表现为随着风的方向发生漂移,原油形状基本保持不变。