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街道峡谷内燃气管道泄露扩散模拟分析

文档作者：郝安佳吴琦杜强李素文档来源： I．中煤科工集团重庆设计研究院 2．陕西延长石油(集团)有限责任公司油气勘探公司		点击数：	更新时间： 2021年11月17日
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2第01421年卷7第月7 期 当 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo1．41．N0．7
July，201 2
街道峡谷内燃气管道泄露扩散模拟分析
郝安佳 ，吴琦 ，杜 强 ，李 素
(I．中煤科工集团重庆设计研究院，重庆400016：
2．陕西延长石油(集团)有限责任公司油气勘探公司，陕西延安716000)
摘 要：随着城镇燃气建设事业的蓬勃发展，城区管道泄露对环境及人员的威胁越来越引起人们的重视。
针对湖北省荆州市楚源大道燃气管道，建立物理模型进行并利用商用CFD软件进行数值计算。计算得倒不同环
境下的组份分布情况并分析了不同外界风速对气体泄漏过程的影响及其爆炸极限分布情况。
关键词：燃气管道；泄露；扩散；数值计算
中图分类号：TU 996 文献标识码： A 文章编号：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
近年来世界经济陕速腾飞，能源问题成为各国和
各区域发展的主要障碍。我国正掀起又一波的油气管
道建设高潮。输气管道与输油管道相比压力更高，泄
漏后扩散速度更快，危害更大。环境对管道的腐蚀作
用及一些人为或非人为的机械破坏，一旦发生输气管
道的穿孔、断裂，天然气与空气相混合形成云团将对
人员财产形成威胁。管道多采用埋地敷设，一部分现
役管道已进人了老龄阶段甚至超期服役阶段。由于不
能及时更换及维护这些存在隐患的管线，使得这些输
送易燃易爆介质的压力管道发生泄漏、爆炸等危险事
故的可能性增大。通过高速计算机对天然气管道损坏
后的扩散规律与影响范围进行计算能准确预测天然
气管道的泄露扩散，对事故实施合理有效的处理提供
科学的数据和有力的技术支持。
1 研究现状
上世纪70年代，国内外就开始了对管道气体泄
露方面的研究。Arnaldos l／J、孔模型的泄漏率简单地
作了计算分析。Young 建立了化简后的管道小孔泄
漏率算法模型。蔺跃武 建立了输气管道破裂泄漏
收稿日期：
作者简介：
通讯联系人
的计算模型，该模型能计算不同破裂程度的泄漏量。
董玉华 建立了高压长输送管道泄露工况下气体数
学模型并证明了它的适用性。潘旭海 就泄漏扩散
过程分析了多种环境因素对泄漏扩散过程的影响。
丁信伟 在气体的扩散数值模拟过程中引用了板块
模型。魏利军 模拟计算了泄漏事故发生的过程，
分析得出在不同空间位置泄露体的分布情况及扩散
速度。张文艳 建立了风速影响下泄漏后天然气团
偏移量的计算公式，并进行了实例计算。于洪喜
对高含硫天然气管道泄漏后的甲烷、硫化氢的扩散
进行了数值模拟，得出污染范围规律。
2 模拟方法
计算流体力学是在20世纪随着计算机科学技
术的成熟，数值计算方法的发展给偏微分方程的求
解带来了新的途径。这种方法是通过建立不同条件
下的平衡方程(包括动量、质量、能量等)、边界条
件和初始条件，采用数值求解的理论和方法，实现
模拟真实过程各场的分布。数值模拟相对于实验研
究具有低投入、高效率、数据采集方便精确等优点。
2O1 2-03-1 9
郝安佳(1983一)，男，重庆人，助理工程师，硕士，毕业于重庆大学建筑环境与设备工程，研究方向：城镇燃气输配方向。E-mail
x wuqi一
29@yahoo．cn。
吴琦(1978一)， 男，助理工程师，硕士，油气管道输送技术。E-mail：wuqi一29@yahoo．crl。

第4l卷第7期 郝安佳，等：街道峡谷内燃气管道泄露扩散模拟分析 759
了明显的改变。在有风的情况下街道上的安全已经 受到的明显的威胁。
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f2Ⅱ s
图5 甲烷浓度随横向的变化
Fig．5 Change of m ethane concentration with wind speed
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