煤層氣地面集輸泄漏擴散模擬及風(fēng)險評價研究.pdf

1、近年來,隨著煤層氣資源的大量開采和國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,煤層氣地面集輸工藝的日益完善,滿足了全國各地對煤層氣資源與日俱增的需求。然而在煤層氣地面集輸?shù)倪^程中,因集輸設(shè)備的損壞造成煤層氣泄漏等突發(fā)性嚴(yán)重事故時常發(fā)生。本文結(jié)合計算機流體力學(xué)FLUENT數(shù)值模擬和Monte Carlo風(fēng)險評價方法,以煤層氣集輸系統(tǒng)設(shè)備泄漏及組分中毒機理、煤層氣泄漏擴散基本理論和模型的探索、FLUENT仿真模擬以及研究區(qū)蒙特卡洛風(fēng)險評價為主線,針對山西晉城沁水盆

2、地煤層氣地面集輸系統(tǒng)進行了泄漏擴散模擬及風(fēng)險評價研究。
　　本文將山西晉城沁水盆地煤層氣集輸工藝相關(guān)設(shè)備泄漏劃分為井噴泄漏、管道泄漏和壓力容器泄漏。井噴泄漏具有穩(wěn)態(tài)噴射的特點,采用井口絕對無阻流量假設(shè),計算出井噴臨界流參數(shù)。管道泄漏和壓力容器泄漏具有動態(tài)泄漏的特點,與泄漏孔徑大小有關(guān)。
　　本文采用CFD流體控制理論建立了煤層氣泄漏擴散流動多組分守恒方程,將非穩(wěn)態(tài)N-S方程作為多組分氣體擴散的流動方程,同時采用FLUENT軟

3、件中的無化學(xué)反應(yīng)的k-εRealizable湍流模型實現(xiàn)了煤層氣泄漏擴散仿真模擬。
　　本文構(gòu)建了煤層氣地面集輸泄漏事故Monte Carlo風(fēng)險評價方法,主體由事故風(fēng)險變量的判定與識別、蒙特卡洛抽樣分析及模擬、泄漏事故致死半徑風(fēng)險計算及可視化表征三部分組成了其風(fēng)險評價的技術(shù)路線。以沁水盆地沁南潘河潘莊煤層氣田站點泄漏事故為例進行了風(fēng)險評價,提出了企業(yè)高效管理、加大安全巡檢和維修的力度來降低泄漏事故發(fā)生概率,疏散遷移站點附近200