【摘要】：截至2015年我國(guó)輸油管道總里程已達(dá)4.8萬(wàn)公里,其中成品油管道穿越大量河流、湖泊等水體環(huán)境敏感區(qū)。管道一旦在此區(qū)域發(fā)生泄漏,將會(huì)對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。通過(guò)預(yù)測(cè)管道泄漏后的油品在水環(huán)境中的溢油進(jìn)程可以評(píng)估泄漏的影響程度,指導(dǎo)管道泄漏應(yīng)急工作。本文通過(guò)分析油品的理化性質(zhì)和在水環(huán)境下的溢油進(jìn)程,對(duì)輸油管道在水環(huán)境中發(fā)生泄漏時(shí)所造成的影響進(jìn)行了定性分析�；诤恿骱吹乃w環(huán)境特征,采用理論研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,建立了兩種成品油管道水體溢油范圍定量計(jì)算方法。方法一通過(guò)對(duì)溢油行為與歸宿的相關(guān)計(jì)算模型進(jìn)行系統(tǒng)研究,建立成品油管道水體環(huán)境溢油影響計(jì)算模型,運(yùn)用伯努利方程估算油品泄漏量,采用Lehr擴(kuò)散修正模型、簡(jiǎn)化的Navy漂移模型、Fingas簡(jiǎn)化性蒸發(fā)方程及準(zhǔn)二級(jí)吸附速率方程模擬了溢油的擴(kuò)散、漂移等過(guò)程,基于該模型編制成品油管道泄漏水體污染影響評(píng)價(jià)軟件。方法二建立了河流穿越成品油管道泄漏擴(kuò)散數(shù)值模擬模型,應(yīng)用CFD軟件對(duì)水底管道和埋地管道兩種情況的溢油擴(kuò)散范圍進(jìn)行定量計(jì)算,并研究了泄漏孔徑、泄漏速度、水流速度和風(fēng)速變化對(duì)溢油擴(kuò)散的影響。以某管道穿越段泄漏事故為案例,應(yīng)用兩種模型定量計(jì)算泄漏事故溢油擴(kuò)散范圍,并對(duì)比分析了兩種方法的計(jì)算結(jié)果,給出了推薦的應(yīng)用場(chǎng)景。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TE88
【圖文】：

慣性力和粘滯力四種因素的約束[44]。起初，重力起主要作用，當(dāng)發(fā)生瞬間大量其擴(kuò)散速度要比連續(xù)緩慢溢油大得多。隨著時(shí)間的推移，重力對(duì)油的影響減小界面張力的力量繼續(xù)使油擴(kuò)散，溢油在水面形成中間部分比邊緣部分厚的薄膜量之間的轉(zhuǎn)換發(fā)生在泄漏發(fā)生后的最初幾個(gè)小時(shí)。此后油膜在粘度的阻力作用速度顯著降低。隨著溢油在水面上擴(kuò)散形成薄膜后，進(jìn)一步的擴(kuò)散主要是靠水作用。3.2 漂移過(guò)程除了其自然擴(kuò)散的趨勢(shì)外，水面上的浮油還會(huì)在風(fēng)場(chǎng)和流場(chǎng)的作用下沿著水面浮油靠近陸地且風(fēng)速低于 10 公里/小時(shí)，浮油通常以表面水流速的 100%和風(fēng)3%的矢量和運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，風(fēng)一般不起重要作用。然而，如果風(fēng)速大于 20 公里/小時(shí)，且浮油離陸地較遠(yuǎn)，則風(fēng)力對(duì)浮油的運(yùn)動(dòng)用。圖 1 給出了浮油在風(fēng)和水流的作用下引起的運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)非常小的影響因里奧利效應(yīng)現(xiàn)象，即地球的旋轉(zhuǎn)將一個(gè)在北半球移動(dòng)的物體稍微向右邊偏轉(zhuǎn)，球則向左邊偏轉(zhuǎn)。

圖 2-2 幾種典型油的油蒸發(fā)曲線(xiàn)程油進(jìn)入水體后，油組分以分子狀態(tài)均勻進(jìn)入水相中的過(guò)總量的 1%，相對(duì)于蒸發(fā)量，溶解量很小，因此在分析油的溶解量和溶解速率取決于溢油組分的物理性質(zhì)和周最大，其余組分在水中的溶解度都很低。溢油組分溶解過(guò) 8~12 個(gè)小時(shí)之后，溶解率呈指數(shù)關(guān)系下降。溶解于水當(dāng)溶解于水體中的油組分濃度達(dá)到 0.01-0.1mg/dm2時(shí)，程膜破碎形成微小油滴進(jìn)入水體的過(guò)程。分散過(guò)程通常分膜破碎成油滴的成粒階段；破碎波和浮力的凈作用使油油滴在油膜內(nèi)的再結(jié)合階段。溢油分散程度的大小受壞力等因素的制約，其中水體紊動(dòng)越強(qiáng)，油膜越薄，油膜

—2011 年美國(guó)重大管道事故原因比例，可以看最多(占 23.5%)，其他原因、腐蝕和材料/焊接18.5%和 18.4%。對(duì)于危險(xiǎn)液體管道和輸氣管道在 23%左右，挖掘破壞和其他原因也比例較高環(huán)境較為復(fù)雜，易出現(xiàn)材料/焊接/裝備和腐蝕件屢見(jiàn)不鮮。集氣管道長(zhǎng)度則相對(duì)較短，但由高的腐蝕性，所以腐蝕失效事故最多（占 50設(shè)施工活動(dòng)頻繁，挖掘破壞（占 37.8%）為配事故分為嚴(yán)重事故、重大事故和一般事故。嚴(yán)治療的管道事故。重大事故則比嚴(yán)重事故的涵財(cái)產(chǎn)損失和泄漏后果也考慮在內(nèi)，可定義為以 5 萬(wàn)美元；③高揮發(fā)性液體泄漏 5 桶以上或其意外火災(zāi)或爆炸。一般事故指除嚴(yán)重事故和重。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2779065