【摘要】：天然氣在我國清潔能源中扮演著越來越重要的角色,其應(yīng)用范圍越來越廣泛。然而,天然氣具有一些潛在的危險特性,是一種典型的易燃易爆品。天然氣的運(yùn)輸途徑比較單一,管道運(yùn)輸是其主要運(yùn)輸方式,而且運(yùn)輸難度相對很大。天然氣的運(yùn)輸安全性要求極高,因?yàn)樘烊粴庥龌饡?極容易引起恐慌,造成人、財、物的重大損失,而且天然氣泄漏還會造成大氣污染、水污染等,影響人們的正常生活。為減少天然氣管道泄漏爆炸事故的發(fā)生,降低事故的危害后果,就必須采取有效手段進(jìn)行控制。因此,可以通過數(shù)值仿真模擬,研究天然氣管道泄漏后的擴(kuò)散規(guī)律,從而能為此類事故的搶險救援提供方案。本文以某市的天然氣支線壓力管道作為研究對象,以射流理論、氣體流動基本控制方程和管道泄漏模型為基礎(chǔ),應(yīng)用GAMBIT軟件構(gòu)建了天然管道泄漏擴(kuò)散的幾何模型,改變風(fēng)速和泄漏孔徑大小,改變障礙物的高度和障礙物到泄漏源中心點(diǎn)的距離等條件,利用FLUENT軟件得出了在不同條件下的天然氣管道泄漏擴(kuò)散規(guī)律。研究結(jié)果顯示:天然氣管道泄漏開始時,氣體從泄漏口處高速射流噴向大氣,并不斷向高空擴(kuò)散,泄漏口附近的濃度最高。隨著泄漏孔徑的增大,天然氣擴(kuò)散的區(qū)域會隨著孔徑的增大而增大,即天然氣擴(kuò)散的范圍越廣。風(fēng)速對泄漏天然氣流的擴(kuò)散起推動作用,使其沿順風(fēng)方向近地側(cè)擴(kuò)散,能改變天然氣泄漏擴(kuò)散的空間區(qū)域分布,風(fēng)速與天然氣的水平擴(kuò)散距離成正比,與擴(kuò)散高度呈反比。障礙物高度越高,天然氣在下風(fēng)向擴(kuò)散的橫向擴(kuò)散距離越小,但是抬升作用使得天然氣擴(kuò)散高度增加。障礙物迎風(fēng)面一側(cè),天然氣積聚濃度高,其分布范圍大小與障礙物到泄漏源中心點(diǎn)的距離成正比。由模擬結(jié)果可知,如果發(fā)生天然氣管道泄漏事故,應(yīng)急救援人員應(yīng)該迅速遣散泄漏口附近的人員,并對順風(fēng)方向區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行封鎖警戒;如果泄漏源順風(fēng)方向處有障礙物,則障礙物順風(fēng)側(cè)聚集的天然氣濃度很高,應(yīng)加大對障礙物的迎風(fēng)側(cè)救援并加強(qiáng)高空通風(fēng),最大限度降低事故后果。圖[21]表[9]參[63]
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE88
【圖文】：

除了長度的增加，密度也會加大，5.5 億人口可以使用天然氣，滿足人們的日常生活需求。未來的能源使用占比中，天然氣將達(dá)到八分之一。圖1-1為《中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》中未來天然氣管道主干網(wǎng)的分布圖。人口數(shù)量增加，資源消耗量隨即增大，之前使用的煤炭資源不僅會造成空氣污染，而且數(shù)量也十分有限，因此，清潔能源天然氣的作用不言而喻。各國都十分重視天然氣的開采、使用和運(yùn)輸[3]。當(dāng)然，中國的天然氣消費(fèi)量，每年均呈現(xiàn)遞增趨勢，2010年我國躍居世界第三位天然氣消費(fèi)大國[4]。管道在運(yùn)輸天然氣方面具有其他方式無可比擬的優(yōu)勢，比如管道可以日夜連續(xù)輸送，輸送量大，還具有高穩(wěn)定性和高安全性；管道可以在地下或架空鋪設(shè)，能極大節(jié)省用地空間，因此管道運(yùn)輸是輸送天然氣的最佳方式。我國天然氣管道的輸配系統(tǒng)也日漸成熟，圖1-2 為我國天然氣輸氣管道主要輸配系統(tǒng)的組成[5]�？墒�

2 天然氣管道泄漏事故統(tǒng)計及原因分析2.1天然氣管道泄漏事故統(tǒng)計分析2.1.1 國外天然氣管道泄漏事故統(tǒng)計分析根據(jù)美國安全局的相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，在過去的20多年時間里，美國天然氣管道在運(yùn)輸時，總共發(fā)生了800多起重大的事故。而這些事故造成了重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，遇難人數(shù)達(dá)到了300多人，而受傷人數(shù)更是接近1300人[34]。圖1-1為美國管道嚴(yán)重事故統(tǒng)計圖。所以，意識到管道泄漏事故的嚴(yán)重性之后，美國加大對管道氣體運(yùn)輸方面的管理和規(guī)范，在該方面制定了多種的法律法規(guī)，針對管道方面的排查、維修、執(zhí)行和安全行動都做了明確的規(guī)定，使得管道運(yùn)輸?shù)陌踩杂辛藰O大的提高，管道事故發(fā)生的概率總體呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。

在這些事故中，由于外部條件影響產(chǎn)生的事故率高達(dá)48%，由于施工缺陷以及材料問題造成的事故率超過16%，而材料腐蝕以及其他多方面的原因造成的事故率超過30%。圖2-2 就是在1970 年到2010 年，這40 年時間里，歐洲每年發(fā)生事故次數(shù)統(tǒng)計圖。通過對上圖總體的變化趨勢分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，由于研究水平以及防范技術(shù)等方面的不斷提升，管道發(fā)生事故的次數(shù)逐漸降低。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2781684