埋地天然气管道持续泄漏数值模拟

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1、第44卷第8期当代化工Vo1．44．No．82015年8月ContemporaryChemicalIndustryAugust，2015埋地天然气管道持续泄漏数值模拟官学源(新疆油田公司工程技术研究院，新疆克拉玛依834000)摘要：针对埋地天然气管道泄漏扩散问题，采用有限体积法，建立埋地天然气管道泄漏扩散模型，在1～7级风场条件下，考虑土壤和大气稳定度对泄漏气体扩散的影响，从安全的角度出发，分析埋地天然气管道泄漏持续扩散情况，得出甲烷爆炸浓度云团在不同风场条件下的扩散规律。为埋地天然气管道的风险评估、安全运行和管理

2、，事故分析，工程设计以及泄漏后应急措施等提供了参考理论。关键词：数值模拟；泄漏；埋地管道；甲烷中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)08—1974—03NumericalSimulationonContinuousLeakageofBuriedNaturalGasPipelinesGUANXue-yuan(TechnologyResearchInstituteofXinjiangOilfieldCompany,XinjingKaramay8340001，China)Abstrac

3、t：Aimingattheproblemofnaturalgasleakageanddifusionofburiedpipelines，thefinitevolumemethodwasadoptedtoestablishthenumericalmode1ofnatura1gas1eakageanddiflusionofburiedpipelines．under1～7gradewindfield，consideringeffectofthesoilandatmosphericstabilityonthegasleaka

4、geanddifusion，fromtheviewpointofsafety,leakageanddiflusionconditionsofnaturalgasofburiedpipelineswereanalyzed．thediffusionruleoftheexplosiveconcentrationcloudofmethanewasobtained，whichcouldprovidetheoryreferenceforriskassessment，safeoperationandmanagementofburi

5、ednaturalgaspipelines．Keywords：Numericalsimulation；Leakage；Buriedpipeline；Methane随着我国天然气工业的高速发展，其需求量的1数学模型不断攀升带来了能源安全的新危机。像其他的工程1．1组分输运守恒方程设备一样，管道也可能发生事故。目前我国大多数在役管道已经处于老年化，这些陈旧管道有着相对—)+v()：v+R+(1)f较高的泄漏事故发生率。近年来，输气管道安全事式中：R一第i种组分在化学反应种的速率，kgmol／(ITI3-s)；故曾发生很多

6、起，尤其是埋地天然气管道。容易发S一扩散相加上用户定义的源项；—组分，的扩散通量，tool／(／112~s)；生泄漏，而且不容易被发现，这种特点的管道泄漏y一第i种物质的质量分数，％；会造成更大的意外风险，导致输气管道日常工作更U一流体流速，m／s；难以管理。P一密度，kg／m；t一时间。s。针对管道泄漏扩散问题，我国学者考虑各种条湍流中的质量扩散件的影响因素下对天然气的泄漏问题进行了大量的数值研究”。。一【+兰JV(2)本文通过FLUENT软件，基于有限容积法，建式中：Set一湍流施密特数；立埋地天然气管道持续泄漏

7、扩散模型，在1～7级风n．～混合物中第i种物质的扩散系数；场条件下，考虑土壤和大气稳定度对泄漏气体扩散一湍流粘度，Pa的影响，分析埋地天然气管道泄漏扩散的特点和规1．2标准k-s模型的运输方程律。为埋地天然气管道的风险评估、安全运行和管8kp理，事故分析，工程设计以及泄漏后应急措施等提+瓦Ok=专+鸶]考]++G一一+c3供了参考理论。p等+筹=毒+考]+c、G+G卜p譬+收稿日期：2015-02—06作者简介：官学源(1987一)，男，辽宁沈阳市人，助理工程师，硕士，2013年毕业于辽宁石油化工大学业，从事地面工程

8、工作。E-mai1：guanxueyuanD。@l26．c0m。1976当代化工2015年8月气体危险浓度的扩散，轻风风场危险程度高于软风表2大气稳定度的因素Table2Atmosphericstabilityfactor风场。6～7级风(即强风和疾风)时，大气稳定度为cD，泄漏气体主要贴近地面扩散，同时由于其风场作用力大，使大气对泄漏气体浓度