天然氣管道泄漏H-,2-S擴(kuò)散及影響區(qū)域的數(shù)值模擬與分析.pdf

1、復(fù)雜地形條件下天然氣管道泄漏H2S擴(kuò)散不僅會造成較大的資源浪費(fèi)和巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡。迄今為止,仍然不可能推薦一個(gè)具體模式對復(fù)雜地形條件下H2S擴(kuò)散的各種問題進(jìn)行研究分析。因此,隨著天然氣工業(yè)的迅速發(fā)展以及高含硫氣田的開發(fā),迫切需要研究和開發(fā)適用于復(fù)雜地形及氣象條件下H2S擴(kuò)散的數(shù)值模擬技術(shù)。 通過對發(fā)生在野外的天然氣管道泄漏H2S擴(kuò)散與一般工程上所遇到的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象的區(qū)別討論,揭示了復(fù)雜地形及氣象條件下H

2、2S擴(kuò)散的本質(zhì),并對其主要影響因素進(jìn)行了分析,進(jìn)而提出了解決這類問題的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。 通過對擴(kuò)散預(yù)測軟件的基本構(gòu)成及其開發(fā)的討論分析,基于大氣污染控制理論,利用FORTRAN語言,成功開發(fā)了PUGdiff軟件,實(shí)現(xiàn)了對泄漏事故發(fā)生地區(qū)復(fù)雜地形的考察、氣象場的模擬預(yù)測、H2S擴(kuò)散規(guī)律及動態(tài)擴(kuò)散區(qū)域的模擬預(yù)測；并借助實(shí)例的比較分析,對軟件的可行性進(jìn)行了分析,其結(jié)論為PUGdiff軟件具有時(shí)間敏感性,且能夠結(jié)合實(shí)地氣象場實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜地形

3、條件下H2S擴(kuò)散規(guī)律及擴(kuò)散區(qū)域的模擬考察。 就天然氣管道泄漏問題進(jìn)行了理論分析研究,依據(jù)氣體動力學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)等基礎(chǔ)理論,分別推導(dǎo)了泄漏過程中臨界泄漏階段以及亞臨界泄漏階段的泄漏速率計(jì)算公式,進(jìn)而研究分析了影響泄漏速率的主要因素以及典型管徑條件下裂口大小與管道泄漏規(guī)律的關(guān)系,為評價(jià)管道失效損失大小以及管線定量風(fēng)險(xiǎn)后果分析提供了重要的參考指標(biāo)。 利用開發(fā)成功的PUGdiff軟件,就各種影響H2S擴(kuò)散規(guī)律及擴(kuò)散區(qū)域的主

4、要因素包括泄漏速率、泄漏裂口、氣象因素以及地形參數(shù)分別進(jìn)行了討論分析,證明大泄漏量、靜風(fēng)以及復(fù)雜地形為H2S擴(kuò)散的最不利條件。 最后,借助PUGdiff軟件對四川某氣田集輸管道發(fā)生泄漏H2S擴(kuò)散規(guī)律及區(qū)域給出了實(shí)例模擬和分析,包括氣田氣象場模擬值與實(shí)測值的比較及誤差分析、氣田基本泄漏參數(shù)的確定、靜風(fēng)典型氣象日的模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析和裂口尺寸的影響分析等。通過對大量模擬數(shù)據(jù)的分析,驗(yàn)證了PUGdiff軟件可以為應(yīng)急預(yù)案的制定提供可靠的