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...     

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。     

天然气管道泄漏扩散规律CFD研究现状分析

研究天然气管道泄漏扩散规律可以为天然气管道泄漏事故的预防和补救提供有效的解决办法。在泄漏扩散规律的研究中,借助于计算机的CFD(Computional Fluid Dynamics)仿真技术不需要花费太大人力物力,且操作实施灵活方便,但由于CFD软件种类繁多,选取高效、准确的仿真软件显得尤为重要。为选取CFD仿真软件,对不同软件进行了对比分析,优选出了Fluent和CFX仿真软件,并给出了仿真案例。     

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。     

大庆油田天然气埋地管道泄漏的防护

管道泄漏原因主要包括管道腐蚀、管道缺陷和人类活动的影响。为了防止管道腐蚀,可以采用防腐技术,管道防腐分为管道外防腐和内防腐。为了保证天然气管道的使用寿命,应提高管材质量,尽量杜绝管材残损,在经济合理、条件允许的情况下,优选耐腐蚀材料,提高管材韧性;通过增加壁厚提高管道耐腐蚀强度。为了保障天然气埋地管道的生产安全,还应加强施工质量,做好日常巡护工作,从而有效防止管道泄漏事故发生。     

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。     

海底埋地原油管道泄漏扩散数值模拟

现有文献对原油在海水中的泄漏扩散规律研究相对较少。为此,采用计算流体力学方法,建立VOF模型和多孔介质模型,研究了海水流速和油品泄漏速度对海底埋地原油管道泄漏扩散的影响。计算结果表明:随着海水流速增加,原油扩散至海面的横向扩散距离增加,扩散时间延长,海水流速大于1. 5 m/s时对原油在海水中的扩散影响显著,海水流速为0. 35 m/s时原油到达海面的横向扩散距离为12. 688 m;随泄漏速度增大,原油扩散至海面的时间缩短,与泄漏速度为2 m/s时相比,泄漏速度为8 m/s所用时间缩短约;原油在海泥中的扩散范围随着泄漏速度增加而增大,同一泄漏速度下随着泄漏时间延长,原油在海泥横向和纵向的扩散距离在增长到最大值后趋于稳定,原油在海泥中所受的横向阻力小于纵向阻力。研究结果可为准确预测海底埋地原油管道泄漏范围及制定应急抢险方案提供理论支撑。     

天然气管道气体泄漏扩散过程研究

天然气管道发生气体泄漏将造成一定的危险范围。通过对泄漏气体扩散边界的研究，可确定泄漏气体扩散形成的危险域。研究得到，提高风速或气体泄放速度均会加大气体扩散速度，而使沿下风向的扩散浓度减小。将风速和气体泄放速度分别提高20%，风速对气体扩散速度的影响较大，而泄放速度对气体扩散浓度的影响较大。风速加大，泄漏危险域减小；风速减小，气体受浮力作用较明显，泄漏危险域变大。该研究成果可对泄漏气体扩散的危险域进行有效预测，有助于预防泄漏重大事故的发生。     

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。      

风力对天然气管道泄漏后扩散过程的影响研究

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，而风力是影响泄漏后天然气扩散过程的一个极为重要的因素，建立有风条件下天然气泄漏扩散的位移量计算模型是正确评估输气管道事故损失后果的关键技术之一。通过风速与风压关系的研究，确定了风速分布关系式；并结合管道泄漏扩散过程的特殊性,在考虑管道孔口泄漏过程的射流作用和膨胀效应,以及重力作用影响效果的基础上, 重点考虑了水平风速的影响，给出了在风力作用下泄漏后天然气团偏移量的计算公式，建立了三维空间内的位移量计算模型，并进行了实例计算。结果表明，风力的存在将加剧天然气的扩散，使泄漏的天然气团顺风向偏移，其偏移尺寸远大于其他两个方向，大大增加了天然气泄漏后的危害面积。     

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。     

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。     

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。     

埋地输气管道穿孔泄漏扩散浓度的数值模拟

基于有限容积法,建立输气管道泄漏扩散模型。以天然气管道为例分析了管道穿孔泄漏的原因,并进行数值模拟,得出了不同时刻模拟区域内天然气云团的扩散特性,给出了不同时刻爆炸浓度范围。结果表明：埋地天然气管道泄漏后,随着扩散时间的增加,近地面附近区域受气体危险浓度作用时间较长,影响程度较大。该成果为管道安全抢修提供理论指导,也说明应用数值方法模拟埋地燃气管道泄漏扩散规律是可行的。     

石油天然气管道泄漏的快速封堵

油气集输管道经常发生原油泄漏事故,严重影响了油田安全生产.为方便在油田生产中及时处理管道腐蚀穿孔、盗油打孔问题,对各种带压堵漏措施进行了研究,找到了几种快速有效的封堵技术,这些技术全部来自于油田实际生产,在生产过程中多次快速有效地处理突发性管道泄漏事故,最大限度地减少了油田的财产损失及环境污染.     

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管道内壁受冲刷和腐蚀而减薄,常常发生泄漏事故,不仅造成经济上的巨大损失,而且造成人身伤害,污染环境,根据我国石油天然气管道安全规程的规定,管道应进行定期全面检测,检测周期为5年,文章介绍了天然气管道的内部漏磁检测原理和技术性能,指出管内漏磁检测是替代管道静压试验的一种有效方法,它对于管道安全运行评定具有十分重要的意义,使用天然气管道的内部漏磁检测方法,管道检测前的准备工作至关重要,应确保管内无阻塞,管内有效直径达到内径的95%以上,并应精心设计管道捕获器,以确保管内漏磁检测的顺利进行,最后,还介绍了国外管内漏磁检测的发展趋势。     

某油田天然气输送管线泄漏原因分析

某油田天然气输送管线在半年内连续4次发生泄漏,给管线的正常运行带来极大的安全隐患。为了找到管道发生泄漏的原因,截取了部分泄漏管段,对其进行了宏观形貌、理化性能、扫描电镜、能谱分析及X射线衍射等分析研究。结果表明:该输送管道的材质满足GB/T 9711.2—1999对L245MB焊接钢管的要求;管道内壁的腐蚀机理为CO2和H2S腐蚀;发生泄漏的主要原因是管道内外的温度差导致管内水蒸气凝结于管底形成液态水,与管道内腐蚀性气体CO2和H2S共同作用,导致管壁腐蚀减薄直至发生刺漏。     

海底输气管道泄漏扩散模拟及正交试验分析

为研究海底输气管道泄漏扩散的规律,对泄漏事故后果预测提供参考,采用正交试验法对影响海底泄漏天然气扩散规律的气体泄漏速度、洋流速度和泄漏孔径尺寸3个主要因素进行分析。选取L₉(3⁴)正交表设计试验方案,利用计算流体力学(CFD)软件对泄漏天然气在海水中的扩散进行模拟试验,使用综合比较法与方差分析法确定了影响气体扩散范围和到达海面时间的影响因素的主次关系与显著情况。结果表明,上述因素对气团形态、气体与海水混合程度,气体到达海面时间及扩散范围等均有影响。泄漏速度与泄漏孔径尺寸为影响泄漏气体到达海面时间的显著因素; 洋流速度与泄漏孔径尺寸影响泄漏气体扩散范围,但二者都为非显著因素。综合考察泄漏扩散的试验指标,泄漏孔径尺寸与洋流速度为影响结果的显著因素,泄漏速度为非显著因素。     

天然气输送管道环焊缝泄漏失效分析

通过断口形貌、金相分析以及力学性能检测等方法对某X80天然气输送管道环焊缝泄漏产生的原因进行了失效分析。分析结果表明,环焊缝焊接接头的拉伸性能符合Q/SY GJX 0110—2007《西气东输二线管道工程线路焊接技术规范》要求,但焊缝和热影响区的冲击性能均未达到焊接技术规范的要求,管道环焊缝泄漏裂纹位于环焊缝6点位置根焊区域,此位置根焊进行过内补焊作业,补焊焊缝焊趾处存在的焊接缺陷是环焊缝开裂泄漏的主要原因。     

天然气管道设备静密封与无泄漏管理

介绍了静密封技术的基本知识,对泄漏量进行了计算与分析,总结了提高管道、阀门、设备密封水平的不少经验,提出了一些合理化建议,编制了管道设备静密封无泄漏管理文件,分析了典型密封案例,静密封与无泄漏管理技术与经验值得天然气企业借鉴与推广.