埋地天然氣管道泄漏擴(kuò)散的模擬研究.pdf

1、天然氣的埋地管道運(yùn)輸現(xiàn)已成為最為便捷、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式。但當(dāng)埋地管道因土壤腐蝕、管道老化或者第三方破壞等原因發(fā)生穿孔泄漏時，不能及時探測到泄漏點(diǎn)的位置而影響搶險時間，因而探究埋地天然氣管道的泄漏擴(kuò)散規(guī)律對于泄漏點(diǎn)的準(zhǔn)確定位、泄漏防范等都具有十分重要的意義。
　　本文主要針對埋地天然氣泄漏擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行研究，首先建立了埋地天然氣在土壤中泄漏擴(kuò)散模型，考察各種條件下擴(kuò)散規(guī)律，并對泄漏擴(kuò)散的影響因素做了詳盡的分析討論。得出以下結(jié)論:

2、　　(1)在埋地天然氣管道泄漏擴(kuò)散模型，管道內(nèi)徑20mm，泄漏孔直徑2mm，土壤孔隙率0.48，管道入口壓力0.156MPa，泄漏孔處的泄漏量為2.25×10-4kg·s-1。埋地的天然氣管道在發(fā)生泄漏時，主要以滲流擴(kuò)散的方式，其泄漏擴(kuò)散云圖近似一個圓形。通過對所建立的模型與公開文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比分析，其相對誤差分別在10.78％和26.67％，基本驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。埋地天然氣泄漏量及擴(kuò)散距離隨土壤孔隙率、泄漏孔直徑以及管道壓力的增大

3、而增加;泄漏孔形狀對泄漏范圍的影響從大到小依次為三角形、正方形、圓形;泄漏孔方向向下時的泄漏擴(kuò)散距離較小;管道直徑和管道埋地深度對泄漏量和擴(kuò)散距離的影響較小。
　　(2)擬合出埋地天然氣泄漏孔泄漏量與管道壓力、泄漏孔直徑以及土壤孔隙率的關(guān)聯(lián)式如下，其模擬值與擬合公式計(jì)算值之間的誤差范圍約±15％。Q=2.76×10-5(Pin/P0)0.703(dL/d0)1.31ψ3.09
　　(3)在上述的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)而建立了埋地天然

4、氣離開土壤在大氣中的擴(kuò)散模型。模擬結(jié)果表明，風(fēng)速對其縱向擴(kuò)散距離具有先增加后減小的趨勢，其橫向擴(kuò)散距離也有增加的趨勢;當(dāng)風(fēng)速超過1.5m·s-1時，高濃度區(qū)域都富集在地表附近;建筑物可以增加埋地天然氣在大氣中的縱向擴(kuò)散距離，并且建筑物距離泄漏孔越近，其對天然氣擴(kuò)散的提升作用越明顯;隨著建筑物高度增加，天然氣的縱向擴(kuò)散距離具有先增加后減小的趨勢，當(dāng)建筑物高度在20m左右時對于氣體的提升作用最明顯。
　　(4)建立了埋地天然氣離開土壤