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。     

天然气管道泄漏数值模拟研究

研究管道气体泄漏的后果,其目的是在于定量描述和评价一个可能发生的重大事故对公众和环境造成危害的严重程度。利用流体动力学的有关理论和有限元方法,建立天然气在大气中的扩散传播的数学模型和有限元模型,借助有限元软件ANSYS对天然气在大气中的扩散传播情况进行动态模拟,说明应用有限元方法来模拟输气管道泄漏问题是可行的。     

高压天然气管道泄漏瞬态数值模拟研究

为建立更接近实际情况的天然气管道泄漏模型,提出将泄漏口看作管道元件进行处理,并利用节点平衡方程对泄漏口速度做瞬态求解,建立了基于高压天然气管道泄漏瞬态计算的等效模型。针对关闭ESD阀(紧急切断阀)后的管道放空阶段,将所建立的非稳态泄漏模型计算结果与TGNET软件计算结果进行对比,气体泄漏率计算误差为4.13%,管道放空时间计算误差为0.4%,满足实际工程的精度要求,验证了本文建立模型的可行性,计算结果可为制定应急预案、事故处理提供理论指导作用。     

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。     

天然气管道泄漏声源特性及传播机理数值模拟

管道泄漏声源特性和传播机理决定了音波法在管道上的可检测性,管道泄漏引发的音波能量大小和其沿管道传播的衰减程度分别与泄漏口径大小、管道内压和管道长度等因素有关。以天然气管道泄漏时的气动噪声为研究对象,采用适用于高马赫数流场的MÖhring声类比对其进行模拟计算,建立了不同压力、不同泄漏孔径条件下的天然气管道泄漏噪声仿真模型,得到了天然气管道泄漏声源的相关特性,利用试验数据验证了计算模型的准确性。以该声源模型为基础,建立了音波在管道内的二维传播模型,通过模拟结果与现场试验的比较分析,表明天然气管道泄漏音波的超低频段（低于5 Hz）可在管道内传播较远距离并能被声波传感器所探测,从理论上验证了音波法在天然气管道泄漏检测领域的良好应用前景。     

高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险研究

为了提升高含硫天然气集输管道系统腐蚀与泄漏定量风险分析算法效能,在管道原有的远程实时抄表、压力计量系统的基础上增加激光惯性加速度计探头系统,最终联合应用超限学习机和卷积神经网络构成数据分析系统,赋予天然气集输管道机器人本体知觉,最终形成高精度定量风险评价机制。该系统相比较之前系统,泄漏故障评价平均偏差降低了86.0%,报错周期降低了62.7%,敏感度提升3.6个百分点。腐蚀故障评价平均偏差降低了87.4%,报错周期降低了77.2%,敏感度提升7.8个百分点。     

高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险研究

天然气作为一种清洁性能源,受到了社会各界的高度关注.然而高含硫天然气在运输过程中常用的运输方式为管道运输,由于高含硫天然气具有较强的腐蚀性质,会对集输管道的运行造成安全隐患.一旦天然气集输管道发生泄漏,将会造成严重的环境污染和人员生命财产安全的损失.因此需要对高含硫天然气集输管道的腐蚀和泄漏进行定量分析,对事故的频率进...     

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。      

YC天然气输气站泄漏后果数值模拟分析

输气站是为管道输送天然气或石油伴生气而建立的各种作业站,输气站中设备高效、安全运行是保证天然气输送的关键。输气站的泄漏后果模拟是为了模拟事故发生后可能造成的影响,进而提高对事故及隐患部位的预测能力,减少事故发生所造成的人员伤亡、经济损失和环境破坏。针对YC输气站泄漏事故,利用DNV PHAST软件进行后果模拟。分析结果表明:相同气候条件下,天然气泄漏扩散范围在泄漏孔径为6.4、25、102、152和813 mm时依次增大;泄漏孔径相同、环境风速一样时,大气稳定度为D较之大气稳定度为F朝下风向扩散距离远;泄漏孔径相同、大气稳定度一样时,风速为5 m/s较之风速为1.5 m/s在下风向气体泄漏浓度小。该数值模拟结果对降低输气站事故造成的经济损失,节约输气站设备维护、检测及运营成本,具有十分重大的意义。     

含硫天然气站场泄漏事故应急疏散路径规划研究

高含硫天然气站场处理的天然气中含有大量的剧毒性硫化氢气体,因此对于站场和周边居民而言,为了避免出现毒气泄漏事故伤害,必须制定合适的应急疏散策略.以某高含硫天然气站场为研究对象,利用数值模拟分析软件Flacs开展事故后果分析,在疏散范围划分的基础上,构建了疏散区域路网图,并以最小疏散距离为目标,利用经典Floyd算法对各...     

河嘉203H含硫水平气井测试工艺实践

河嘉203H井是川东北河坝构造嘉二高压含硫气藏部署的第一口水平井,具有埋藏深、储层压力高、腐蚀分压高、地层易漏失、水平井压井堵漏难度大的特点,通过开展工具优选、管柱结构优化设计、流程优选,并对替浆、放喷油嘴控制及压井等主要工序的施工工艺参数进行研究,形成了河坝嘉二含硫气藏水平井测试工艺技术体系,并在河嘉203H井获得成功应用。     

天然气管线放空过程的动态模拟与分析

针对某LNG接收站天然气外输管线系统,应用HYSYS Dynamic流程模拟软件,建立了天然气管线放空系统的动态模型,通过模型计算得出紧急泄压所需孔板的喉径面积,并基于此模型研究了放空过程中系统压力、温度、流量等参数随时间的动态响应过程。结果表明,建立的动态模型可仿真模拟天然气管线的实际放空过程,较为准确地离线计算出天然气管线放空过程介质的最低温度和最大流量等参数,指导工程设计中放空系统孔板喉径面积和管线材质的选取。     

油气长输管道裂纹漏磁检测的瞬态仿真分析

为了提高油气管道漏磁检测的准确度,应充分考虑检测器行进速度对漏磁信号的影响。根据三维有限元分析原理,建立了漏磁检测系统的瞬态数学模型,并对油气长输管道裂纹检测过程进行了仿真研究。由麦克斯韦方程组推导出管道裂纹静态漏磁场的分布模型,对由漏磁检测器运动产生感应的管壁环向涡流进行了定量分析,计算其形成的"逆磁场"及其对外加磁场的影响,推导出动态磁化条件下的裂纹漏磁场有限元仿真模型。由实际物理实验得到与仿真分析相一致的漏磁信号,这表明所建瞬态仿真模型的有效性。利用该模型,获得了不同裂纹所产生的漏磁信号检测结果。根据检测结果,分析了裂纹几何特征,如深度、宽度等与漏磁信号峰谷值之间的对应关系,并给出了关系曲面图。为实际利用漏磁信号检测油气长输管道裂纹提供了重要的依据。     

立管飞溅区泄漏火灾事故的数值模拟分析

为研究立管喷射火对海上平台人员及结构安全的影响,应用专业三维CFD火灾模拟软件KFX对某海上平台30 in(1 in=25.4 mm)立管在飞溅区发生的喷射火进行模拟。根据相关行业标准及破坏准则,分析了20 mm、50 mm孔径和断裂泄漏喷射火对平台救逃生路线、生活楼、救生艇、直升机甲板、结构及其他立管的影响。模拟结果表明,由于有限的泄漏速率和平台甲板及障碍物的阻挡,20 mm和50 mm孔径泄漏喷射火影响范围较为有限,不会对平台人员救逃生产生影响,需要关注可能导致的事故升级。断裂泄漏喷射火将对平台人员救逃生产生重大影响,对平台结构造成严重破坏。进行点火源隔离避免火灾的发生,或者尽量缩短火灾的持续时间是应对断裂泄漏的有效对策。     

压缩机厂房可燃气体泄漏扩散的数值模拟

为了对长输管道压缩机厂房内可燃气体泄漏进行定量分析,使用CFX软件,对长输管道压气站压缩机厂房内的可燃气体泄漏进行了数值模拟计算。计算中介质为中亚天然气和常温常压下的空气,采用标准的κ-ε双方程湍流模型,对压缩机厂房内潜在泄漏点发生泄漏时进行计算。研究结果表明,可燃气体在厂房顶部呈"倒7"型分布,除泄漏点周围外,可燃气体含量最大的区域贴近屋顶处,该研究为压缩机厂房内可燃气体探测器的布置提供了量化的参考。计算结果得到了厂房内可能存在的可燃气体聚集点,并针对性地增设了通风口,消除了可燃气体聚集情况。     

不同泄漏条件下输油管道泄漏事故后果研究

为了减轻输油管道泄漏燃烧时带来的破坏与损失,基于FERC模型与固体火焰模型对输油管道泄漏后流淌火及池火展开了研究.结果发现,点火时间的延长及泄漏孔径的增大会加剧油品泄漏区域的发展,从而增强火灾时辐射热流密度的输出强度,扩大危险区域范围.泄漏孔径会改变流淌火中点火时间对辐射热流密度的影响效果.当辐射热流密度为12.5 k...     

基于SPS天然气管道紧急放空的动态模拟

放空系统是天然气站场安全设施的重要组成部分,其完善与否关系到输气管道和处理装置的平稳运行。为反映淄博支线整个输气管道动态放空状态,并较好地重现放空系统瞬时放空状态,本文使用SPS模拟了淄博支线天然气站内放空管道稳态和动态工况,计算结果表明放空阀运行开度对系统压降有较大影响,但对瞬时放空量影响不大,将放空管瞬时流速与理论设计对比发现紧急放空开始时的瞬时速度很大,几乎为超音速,需要重新核算放空管的垂直反作用力,优化整个放空系统工艺参数的选型,为淄博支线安全生产运营打下坚实的基础。