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街道峽谷內(nèi)燃?xì)夤艿佬孤稊U(kuò)散模擬分析

文檔作者：郝安佳吳琦杜強(qiáng) 李素文檔來源： I．中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院 2．陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司油氣勘探公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月17日
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2第01421年卷7第月7 期 當(dāng) 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．41．N0．7
July，201 2
街道峽谷內(nèi)燃?xì)夤艿佬孤稊U(kuò)散模擬分析
郝安佳 ，吳琦 ，杜 強(qiáng) ，李 素
(I．中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院，重慶400016：
2．陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司油氣勘探公司，陜西延安716000)
摘 要：隨著城鎮(zhèn)燃?xì)饨ㄔO(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，城區(qū)管道泄露對環(huán)境及人員的威脅越來越引起人們的重視。
針對湖北省荊州市楚源大道燃?xì)夤艿?，建立物理模型進(jìn)行并利用商用CFD軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。計(jì)算得倒不同環(huán)
境下的組份分布情況并分析了不同外界風(fēng)速對氣體泄漏過程的影響及其爆炸極限分布情況。
關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿溃恍孤?；擴(kuò)散；數(shù)值計(jì)算
中圖分類號：TU 996 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：1671-0460(2012)07—0756—04
Simulation and Analysis on Gas Pipeline Leak Difusion in the Street
HAOAn-jia ，WUQi ，DUQiang ， 。
(1．China Coal Technology&amp;amp;Engineering Group Chongqing Design&amp;amp;Research Institute，Chongqing 4000 1 6，China；
2．Shaanxi Yanchang Petroleum (Group)Co．，Ltd．Oil—Gas Exploration Company,Shaanxi Yan’an 716000，China)
Abstract：Along with vigorous development of town gas construction，the threat of city pipeline leakage on the
environment and persons has attracted the attention of people．In this paper,aiming at Jingzhou Chuyuan avenue gas
pipeline in Hubei，physical model of the pipeline leakage was established。and numerical calculation was carried out by
using commercial CFD software．Through the calculation．the distribution of components under different environment
was gained；effect of outside wind speed on the gas leakage was analyzed as well as the distribution of explosion limit．
Key words：Gas pipeline； Leak； Spreading；Numerical calculation
近年來世界經(jīng)濟(jì)陜速騰飛，能源問題成為各國和
各區(qū)域發(fā)展的主要障礙。我國正掀起又一波的油氣管
道建設(shè)高潮。輸氣管道與輸油管道相比壓力更高，泄
漏后擴(kuò)散速度更快，危害更大。環(huán)境對管道的腐蝕作
用及一些人為或非人為的機(jī)械破壞，一旦發(fā)生輸氣管
道的穿孔、斷裂，天然氣與空氣相混合形成云團(tuán)將對
人員財(cái)產(chǎn)形成威脅。管道多采用埋地敷設(shè)，一部分現(xiàn)
役管道已進(jìn)人了老齡階段甚至超期服役階段。由于不
能及時更換及維護(hù)這些存在隱患的管線，使得這些輸
送易燃易爆介質(zhì)的壓力管道發(fā)生泄漏、爆炸等危險事
故的可能性增大。通過高速計(jì)算機(jī)對天然氣管道損壞
后的擴(kuò)散規(guī)律與影響范圍進(jìn)行計(jì)算能準(zhǔn)確預(yù)測天然
氣管道的泄露擴(kuò)散，對事故實(shí)施合理有效的處理提供
科學(xué)的數(shù)據(jù)和有力的技術(shù)支持。
1 研究現(xiàn)狀
上世紀(jì)70年代，國內(nèi)外就開始了對管道氣體泄
露方面的研究。Arnaldos l／J、孔模型的泄漏率簡單地
作了計(jì)算分析。Young 建立了化簡后的管道小孔泄
漏率算法模型。藺躍武 建立了輸氣管道破裂泄漏
收稿日期：
作者簡介：
通訊聯(lián)系人
的計(jì)算模型，該模型能計(jì)算不同破裂程度的泄漏量。
董玉華 建立了高壓長輸送管道泄露工況下氣體數(shù)
學(xué)模型并證明了它的適用性。潘旭海 就泄漏擴(kuò)散
過程分析了多種環(huán)境因素對泄漏擴(kuò)散過程的影響。
丁信偉 在氣體的擴(kuò)散數(shù)值模擬過程中引用了板塊
模型。魏利軍 模擬計(jì)算了泄漏事故發(fā)生的過程，
分析得出在不同空間位置泄露體的分布情況及擴(kuò)散
速度。張文艷 建立了風(fēng)速影響下泄漏后天然氣團(tuán)
偏移量的計(jì)算公式，并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算。于洪喜
對高含硫天然氣管道泄漏后的甲烷、硫化氫的擴(kuò)散
進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出污染范圍規(guī)律。
2 模擬方法
計(jì)算流體力學(xué)是在20世紀(jì)隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技
術(shù)的成熟，數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展給偏微分方程的求
解帶來了新的途徑。這種方法是通過建立不同條件
下的平衡方程(包括動量、質(zhì)量、能量等)、邊界條
件和初始條件，采用數(shù)值求解的理論和方法，實(shí)現(xiàn)
模擬真實(shí)過程各場的分布。數(shù)值模擬相對于實(shí)驗(yàn)研
究具有低投入、高效率、數(shù)據(jù)采集方便精確等優(yōu)點(diǎn)。
2O1 2-03-1 9
郝安佳(1983一)，男，重慶人，助理工程師，碩士，畢業(yè)于重慶大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程，研究方向：城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉浞较颉-mail
x wuqi一
29@yahoo．cn。
吳琦(1978一)， 男，助理工程師，碩士，油氣管道輸送技術(shù)。E-mail：wuqi一29@yahoo．crl。

第4l卷第7期 郝安佳，等：街道峽谷內(nèi)燃?xì)夤艿佬孤稊U(kuò)散模擬分析 759
了明顯的改變。在有風(fēng)的情況下街道上的安全已經(jīng) 受到的明顯的威脅。
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2o 4o 6o
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4o 6o 8o 1oo 2o
f2Ⅱ s
圖5 甲烷濃度隨橫向的變化
Fig．5 Change of m ethane concentration with wind speed
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(上接第755頁)
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出版社，2005：563—567．
8 7 6 5 4 3 2 ● 0

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