天然氣管道失效著火對(duì)相鄰管道影響研究.pdf

1、天然氣管道作為重要的天然氣輸送手段,得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí),天然氣管道失效引起火災(zāi)或者爆炸的事故時(shí)有發(fā)生,這些事故不僅造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,而且泄漏氣體會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。由于天然氣管道多數(shù)埋于地下,所經(jīng)之處地形復(fù)雜,難以定期檢測(cè)維修,管道一旦由于泄漏或斷裂而失效,很難被察覺(jué)。隨著長(zhǎng)輸管道鋪設(shè)里程的不斷增長(zhǎng),管道并行鋪設(shè)的情況日益增多,管道運(yùn)行的安全性更加不容忽視。因此,研究天然氣管道失效著火對(duì)相鄰管道的影響具有重要意

2、義。
　　本文以并行鋪設(shè)的長(zhǎng)輸氣氣管道或者油氣管道為研究對(duì)象,將由于天然氣管道失效引起火災(zāi)對(duì)相鄰管道的影響分為天然氣管道失效著火燃燒、天然氣管道與其并行管道的換熱和并行管道受熱失效三個(gè)過(guò)程。采用理論分析、編程計(jì)算和模擬驗(yàn)證等方法對(duì)三個(gè)過(guò)程進(jìn)行了研究。
　　通過(guò)天然氣管道失效著火對(duì)相鄰管道影響過(guò)程的理論研究,建立描述該過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。其中,天然氣燃燒產(chǎn)生噴射火的幾何形狀、尺寸等采用固體火焰模型;換熱過(guò)程分為火焰直接沖刷管道和火

3、焰未直接沖刷管道兩種情況;失效過(guò)程采用熱網(wǎng)絡(luò)法對(duì)相鄰管道由于受到熱輻射作用而引起的熱應(yīng)力與管道內(nèi)壓引起的機(jī)械應(yīng)力相耦合。應(yīng)用MATLAB,對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型,編制了計(jì)算程序,計(jì)算出不同條件下火焰形狀、火焰溫度分布、管道熱應(yīng)力分布等參數(shù)。應(yīng)用FLUENT、ANSYS軟件,分別對(duì)天然氣管道失效著火燃燒過(guò)程及管道間的換熱過(guò)程、相鄰管道的失效過(guò)程進(jìn)行了模擬驗(yàn)證,模擬結(jié)果與理論分析計(jì)算結(jié)果吻合較好。應(yīng)用FLUENT軟件模擬分析不同泄漏孔徑、泄漏速度