116
当代化工研券
wefat
科研开发
液化天然气储罐泄漏扩散模拟研究
*李诗航刘德俊王喆
（辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁113001）
2017-02
摘要：流化天然气在工业生产和日常生活中核广泛的应用，但是流化天然气在使用过程中容易发生泄漏，引发重大的事故，造成经济额失和人身伤害，国而存在较多的安全虑恶。国此，对流化天然气储堆泄漏扩散遗行模拟研究，可以有效预测出事故的影响范图，便于在处
理事故过程中制定科学的应急处理方案，具有非常重要的现实意义，关键词：液化天然气；灌漏；扩散；进险区城
中图分类号：T
文献标识码：A
StudyofthestoragetankLeakageandDiffusionSimulationforLiquefiedNaturalGas
Li Shihang, Liu Dejun, Wang Zhe
( Natural Gas Engineering College, Liaoning University of Petroleum and Chemical Technology, Liaoning, 113001)
Abstract : Ligiefied natonal gas has a wide application in industrial productiont and daily life, however, in its application process, it is easy fo have zhe leakage problem, which will catse big accident and lead to economic loss and personai injury, so zhere is lots of pofential safety problems. Tarking simizlationt stedy of zhe storage tank leakage and difizsion for liqurefied natural gas can efectively predicr zhe inflarencing range of accidents and be convenienz to make scienzific emergency disposal scheme in zhe accidents managemen process, which has all-imporinar realisric significance.
Key words: liquefied nafural gas; leakage; difusion; dangerots area
引信言
液化天然气因其自身具有清洁、高效的特点，应用范围
不断扩大，市场需求不断增加。液化天然气的工厂已经与之配套的管道和接收站等相关产业近年来发展非常迅速。但是液化天然气的缺陷与其优点同样引人注目，在使用液化天然气过程的安全问题始终没有找到有效的方法去解决。液化天然气如果泄漏遇到明火发生危险的话，造成的损失是不可估量的，并且近年来很多国家和地区也都频繁发生液化天然气的爆炸事故，每一次事故都造成了巨大的损伤。不管现代运输和使用天然气的技术取得多大进展，还是难以避免在某些环节由于失误造成事故的发生。如果现有技术可以对液化天然气产生事故的危害范围进行准确的预测，从而可以制定出科学合理的对措施，就能够大幅降低由事故带来的损伤。所以，研究液化天然气的扩散，可以帮助有关人员确定事故危害的区域，进而进行科学的救援工作，将事故的损失降到最低。国内外的学者和研究机构都做过有关液化天然气泄漏扩散的研究课题，其中包括模拟和现场大型的实验，也得到了许多有价值的实验数据，为以后的模型验证奠定了数据基础。由于天然气本身的危险属性，在实验过程中存在很多潜在的危险，因此后续的研究主要是通过数值模拟的方式进行，在达到实验目的的同时文可以确保实验人员的安全。已有的研究成果显示，液化天然气的扩散过程主要受地理环境和大气条件的影响，二者在很大程度上决定了事故的危害范围。
因此，建立天然气泄需扩散预测模型是预测液化天然气
扩散过程的关键所在，并且要了解自然环境对液化天然气泄漏扩散过程的影响。本文主要是基于非点源高斯烟羽混合模型，利用MATLAB软件建立了液化天然气泄漏扩散模型，在发生事故时可以进行快速的评估，重点研究了液化天然气在发生事故之后的运动状态，进而确定影响范围，并且对自然
环境对液化天然气扩散过程的影响也进行了研究。万方数据
1.液化天然气泄漏之后的扩散过程
当液化天然气因为一些硬件损坏和人为操作的原因发生泄漏时，由于天然气储罐本身就具有很强的压力，导致液化天然气在压力的作用下加快泄漏速度，之后会吸收热量，发生汽化现象，变为气体挥发。总的采说，液化天然气在泄和扩散的过程中主要包括两个阶段即液池的扩展和气云的扩散。
(1)液池的扩展
激化天然气泄漏在地面上时还是激体状态，受地面条
件、重力以及初始速度的作用不断进行流动扩展。如果是垂直泄漏则会形成圆形的液池，液池的半径也会随着时间逐渐发生变化。通过相关模型的建立可以得出扩展半径与时间的关系。如果液化天然气非垂直泄需，即泄漏的天然气具有水平的初速度，那就是比较典型的抛物线运动，这时候的液池就不是圆形，其扩展的距离以及液池的面积等会受到周围环境的限制。
(2)气云扩散
液化天然气在低温的条件下进行储存时并不是全部都为
液体状态，也有一部分以气态的形式存在，当储罐发生泄漏时，会形成气云，这是气云形成的方式之一。另外一种形成气云的方式就是液体天然气泄需之后吸收地表或空气中的热量发生汽化现象，形成气云。一般来说，气云的大小与液池面积成正比关系，也与气温呈正比关系。
2.用高斯扩散模型计算液化天然气的泄漏扩散过程
高斯模型相比其他数学模型来说更加的简单，计算速度也比较快，目前的应用范围也很广泛。对高斯模型的计算主要依赖MATLAB软件，该软件计算矩阵时非常的高效快速，并且软件本身的函数库也非常的强大，能够运算各种数值，而且用户可以进行自主编程，满足用户的个性化的需求，也被广泛的应用在科研和教学过程中。本文对高斯模型进行了简单的改进，改进之后的模型，本文称之为非点源高斯烟羽