第46卷第1期 2017年1月
本
化
Contemporary chemical Industry
Vol.46,No.1 January，2017
高压天然气管道泄漏及事故危害规律研究
高嵩，王茂廷
（辽宁石油化工大学机械工学院，辽宁抚顺113001）
要：天然气长输管道泄漏扩散的基本理论，全面分析了影响天然气泄漏扩散的固索；建立了天然气长
摘
输管道泄漏模型，对不同影响因素下天然气泄漏的压力场、速度场、浓度场以及危险区域进行了模拟分析，述了不同工况下天然气长输管道泄漏的规律；通过模拟对比分析了不同泄漏孔径、不同泄漏压力对泄漏区域的
影响；模拟分析了气体中含硫化氨和泄漏区域有建筑物时的泄漏规律。关键词：高压管道；泄漏扩散：数值模拟；燃烧；热辅射
文章编号：16710460（2017）01-008204
中图分类号：TE832
文献标识码：A
StudyonLeakageAccidentLawsandHazardsofHigh
Pressure Natural Gas Pipeline
GAO Song,WANG Mao-ting
(School of Mechanical Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China)
Abstract:The theory of natural gas leakage diffusion was described. The affecting factors of gas diffusion werc analyzed. And the leakage model oflong distant natural gas pipeline was established. The pressure field, velocity field concentration field and dangerous area during the leakage of long distance gas pipeline were simulated and analyzed under different working conditions. And the influence of different apertures and different leakage pressure on diffusion area was simulated.
Key words:high pressure pipeline; leakage and diffusion; numerical simuiation; combustion; thermal radiation
根据燃烧伤害模型和爆炸伤害模型，分析了燃烧后的浓度场、温度场、压力场、密度场和速度场分布情况，对天然气泄漏燃烧热辐射情况和爆炸危险区域进行了计算研究"，本文研究内容对于了解高压长输管道天然气泄漏扩散规律及制定相关安全
事故的应急预案具有非常重要的指导意义。 1天然气泄漏的数值模拟
天然气是由小分子饱和烃类气体和非烃类气体组成的混合物。其中低分子饱和烃类气体占95%以上。在饱和烃类气体中，甲烷（CH.）占绝大部分，乙烷（CH）、丙烷（CH，）、丁烷（CaH）和戊烷（CsHn）含量不多，庚烷以上（C+5）烷烃含量极少。常见的少量的非烃类气体一般有二氧化碳（CO）、一氧化碳（CO）、氨气（Nz）、氢气（H）、硫化氢（HS）和水（H2O）以及微量的情性气体氨（He）、氢（Ar）等23。
采用三维模型，需要建立三维立方体模型，入口即为圆柱形入口，由于后面所讨论的模拟尺寸大
小及模拟精度的需求的限制，目前还无法进行大范围精确的三维模拟。
为了更好地模拟大范围内的天然气管道泄漏情况，本文采用二维网格模型，如图1所示，FLUENT 的前处理软件GAMBIT把管道孔口的泄漏定义为狭缝扩散，而非孔扩散，FLUENT设置边界层参数选用Turbulence SpecificationMethod的方法中的强度和水力直径（IntensityandHydraulicDiameter）项来当作瑞流选取。同时设置了压力出口的当量直径，这样就限制了管道狭缝的纵向长度，进而保证了二维的网格模拟为孔口天然气的基本知识及针对长输管道的泄漏FLUENT模拟的GAMBIT网格划分，根据需要建立合适的几何模型、划分网格及指定边界条件为后续FLUENT模拟计算做铺垫，然后通过几何模型选取相应的求解器、能量方程、确定天然气的材料特性，最后通过工程实例来确定人口处气流速度和马赫数进而选取相关的泄漏速率，通过相应的泄漏速率模型的选取来确定边界条件，为下章节 FLUENT模拟结果及分析做了良好的铺垫45。
收稿目期：2016-07-25
高高（1990-），男，辽宁雷阜新市人，辽宁石池化工大学硕士研究生在读，安全斜学与工程专业。研究方向：主要从事续劳可靠性
作者简介：
通讯作者：万方数据
分析工作，Ema1l:1058153557@q
延（1960-）、男辽宁省朝阳市人，教授，研究方向；结构的藏势、新聚、损伤、振动及可意性，石油化工装备的安全评定及可靠性。