天然氣管道泄漏研究現(xiàn)狀分析

1、第45卷第2期2016年2月當(dāng)代化工ContemporaryChemicalIndustryVo145NO2February，2016天然氣管道泄漏研究現(xiàn)狀分析胡洪兵(中國石油大學(xué)(北京)，北京102200)摘要：天然氣管道發(fā)生泄漏將造成重大經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，嚴(yán)重危害泄漏點(diǎn)附近的人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，在天然氣管道發(fā)生泄漏后及時(shí)準(zhǔn)確的檢測出泄漏點(diǎn)，以及研究天然氣在不同介質(zhì)中的擴(kuò)散模型具有重大意義。概述了近年來在天然氣管道泄漏方面的多

2、項(xiàng)研究現(xiàn)狀；其中最主要的方面在于利用CFD軟件結(jié)合擴(kuò)散模型對(duì)管道泄漏進(jìn)行仿真研究。關(guān)鍵詞：天然氣；管道；泄漏；仿真中圖分類號(hào)：TE832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—0460(2016)02—0352—03AnalysisonCurrentResearchofNaturalGasPipelineLeakageHUHongbing(ChinaUniversityofPetroleum，Be~ing102200，China)Abstra

3、ct：TheleakageofnaturalgaswillnotonlycausegreateconomiclOSSandenvironmentalpollutionbutalsoendangerthetransportationsecurityandlifeandpropertysafetyoftheresidentsnearthe1eakagesiteItisveryimportanttolocatetheleakagesiteim

4、mediatelyaftertheaccidentoccursandstudythediflusionmodelofnaturalgasindiferentmediumInthisPaper，researchstatusaboutnaturalgaspipelineleakagewassummarizedOneofthemostimportantpartsisusingCFDsoftwarecombinedwithdiflusionmo

5、deltonumericallysimulatethenaturalgasleakageKeywords：Naturalgas：Pipeline~Leakage：Simulation截止2015年9月，中國己建成天然氣管道約9萬公里，形成了以陜京一線、陜京二線、陜京三線、西氣東輸一線、西氣東輸二線、川氣東送等為主干線，以冀寧線、淮武線、蘭銀線、中貴線等為聯(lián)絡(luò)線的國家基礎(chǔ)管網(wǎng)；“十二五”即將結(jié)尾，已經(jīng)漸漸形成連貫東西、覆蓋南北、聯(lián)通全國、

6、連接海外的統(tǒng)一的輸氣管網(wǎng)格局，開始轉(zhuǎn)型為氣源獲取方式多樣化、調(diào)派輸送簡約化、生產(chǎn)、管理、運(yùn)營自動(dòng)化的產(chǎn)、運(yùn)、銷的統(tǒng)一體系。在此期間，各個(gè)省、縣、鄉(xiāng)政府也在努力加快居民對(duì)使用天然氣的積極性，全力建設(shè)省內(nèi)、市內(nèi)天然氣管道工程；形成了京津冀魯晉、川渝、長江三角洲、中南、中部五個(gè)區(qū)域管網(wǎng)同時(shí)存在的供氣新局面。在管道建設(shè)高速發(fā)展的同時(shí)我們更需加倍注意防范長輸管道泄漏可能帶來的危害。管道運(yùn)輸不僅關(guān)系經(jīng)濟(jì)命脈，更是關(guān)系到公共安全。這些天然氣管道一旦發(fā)

7、生泄露，天然氣擴(kuò)散到大氣中，在泄漏區(qū)附近很有可能與空氣混和形成可燃?xì)怏w，如果此時(shí)附近出現(xiàn)點(diǎn)火源，則很可能會(huì)發(fā)生大型火災(zāi)甚至引起爆炸，將嚴(yán)重地?fù)p害管道運(yùn)輸安全，并對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活產(chǎn)生重大影響。因此，對(duì)于科研人員而言，進(jìn)行天然氣管道泄漏的擴(kuò)散規(guī)律的研究具有十分重要的實(shí)際意義。1天然氣管道泄漏研究現(xiàn)狀11國內(nèi)天然氣管道泄漏研究現(xiàn)狀我國在管道泄漏擴(kuò)散的研究方面起步較晚，現(xiàn)階段研究的主要方向集中在管道氣體擴(kuò)散仿真和管道泄漏模型兩個(gè)方面。下文綜述近

8、年來科研T作者在這兩個(gè)領(lǐng)域的主要研究進(jìn)展。袁秀玲提出了一種氣體通過狹縫泄漏擴(kuò)散過程的數(shù)值模擬計(jì)算模型；此模型考慮了粘性力的影響，其結(jié)果的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)高于粘性流動(dòng)模型和噴管流動(dòng)模型。段卓平利用數(shù)值計(jì)算方法分析易燃、易爆氣體在大氣中的擴(kuò)散過程，并且給出了泄漏源附近任一點(diǎn)處擴(kuò)散氣體的濃度變化規(guī)律以及任一時(shí)刻空問中擴(kuò)散氣體的濃度分布情況。何利民對(duì)擴(kuò)散過程進(jìn)行數(shù)值分析，通過Fluent中的燃燒模型，主要分析了輸氣管道產(chǎn)生泄漏時(shí)甲烷氣體組分?jǐn)U散產(chǎn)生的可

9、能發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)區(qū)域和風(fēng)速對(duì)氣體泄漏擴(kuò)散速率的影響。潘旭海p等深入研究氣體的擴(kuò)散模型對(duì)于管道氣體泄漏仿真過程的影響并綜合大氣風(fēng)速與地理環(huán)境等因素。提出了影響氣體泄漏擴(kuò)散仿真過程的幾個(gè)重要參數(shù)的選擇方法。王樹等運(yùn)用Fluent軟收稿日期：201510—11作者簡介：胡洪兵(1990一)，男，四川遂寧人，研究方向：天然氣管道泄漏。Email：781908434@qqcom?；堑拇嬖谂c否，采用CFD方法軟件對(duì)污染物泄漏擴(kuò)散進(jìn)行三維數(shù)值模擬

10、。MohamedFYassin[171考慮了不同屋頂形狀以及屋頂高度與建筑高度不同比的影響，采用CFD方法軟件對(duì)污染物擴(kuò)散進(jìn)行二維數(shù)值數(shù)值模擬，F(xiàn)Scargiali齜采用計(jì)算流體力學(xué)方法，建立三維幾何模型，對(duì)重氣泄漏擴(kuò)散進(jìn)行了模擬，結(jié)果證明了在下風(fēng)向，街區(qū)會(huì)減少地面重氣的積聚，但卻會(huì)增大其擴(kuò)散的影響范圍，但氣體的密度不同，其擴(kuò)散的結(jié)果差異很大。此外，MaroPontiggia和stevenRHanan等人分別采用了CFD軟件模擬了在城市

11、建筑群間和平坦開闊地帶氣體泄漏擴(kuò)散的不同，指出氣體易在下風(fēng)向建筑群近地面聚集并達(dá)到高濃度，停留持續(xù)的時(shí)間也很長。YoshihideTominagal捌采用CFD方法軟件Fluent，分別選用RANS和LES兩種湍流模型，對(duì)建筑群行列中兩棟建筑物之間的污染物泄漏擴(kuò)散進(jìn)行三維模擬，研究了垂直點(diǎn)源上方的風(fēng)速、平均濃度、渦粘度、渦擴(kuò)散率分布規(guī)律。2結(jié)論與展望綜合以上研究現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)：天然氣管道泄漏研究都是從兩個(gè)方面進(jìn)行。首先是針對(duì)泄漏介質(zhì)在空氣

12、、土壤、水里的擴(kuò)散方式進(jìn)行理論研究，提出各種相應(yīng)的擴(kuò)散模型。其次是用CFD軟件對(duì)泄漏過程進(jìn)行仿真。對(duì)比國內(nèi)外工作者的研究內(nèi)容來看，國外工作者更多從事模型研究，提出了很多原創(chuàng)性的泄漏模型。國內(nèi)通過這些年科研人員的不懈努力，在管道泄漏的理論研究與泄漏擴(kuò)散仿真上我們漸漸的與國際靠攏；但是在泄漏檢測設(shè)備，泄漏發(fā)生后的防范設(shè)施等方面還是與國際領(lǐng)先技術(shù)相差較遠(yuǎn)。隨著信息時(shí)代的到來，管道系統(tǒng)正處在數(shù)值化監(jiān)控之下；一方面管道的防泄漏研究有效結(jié)合數(shù)學(xué)模型