【摘要】：隨著天然氣行業(yè)的快速發(fā)展,天然氣使用量不斷增長,輸氣管道里程也隨之增加。但由于輸氣管道所處環(huán)境惡劣,且隨著運行時間的增加,發(fā)生泄漏事故的可能性不斷增高,一旦發(fā)生事故往往造成巨大災(zāi)害后果。因此,對輸氣管道的泄漏事故進(jìn)行數(shù)值模擬,研究天然氣的泄漏擴(kuò)散規(guī)律和燃燒爆炸后果,為輸氣管道的事故預(yù)防和應(yīng)急救援提供支持,對保障輸氣管道的安全運營和社會穩(wěn)定具有重要意義。本文主要研究了兩種場景下的泄漏事故:空曠區(qū)域的泄漏事故和人口密集區(qū)的泄漏事故,并分別選擇相對應(yīng)的工程實例進(jìn)行災(zāi)害情景構(gòu)建,并使用FLACS軟件對災(zāi)害情景進(jìn)行建模分析,模擬輸氣管道泄漏擴(kuò)散、燃燒和爆炸的全過程,分析天然氣在大氣中以及從地下向大氣中的擴(kuò)散過程、天然氣的燃燒后果和天然氣在受限空間內(nèi)的爆炸后果,與實際結(jié)果對比分析來驗證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)模擬結(jié)果得出,天然氣在空曠區(qū)域的擴(kuò)散范圍較小,但由于泄漏速率較大,燃燒熱輻射值較高,輻射范圍較大�？諘鐓^(qū)域的爆炸超壓很小,證明了天然氣在完全敞開的空間燃燒基本上不會產(chǎn)生顯著的超壓。天然氣在人口密集區(qū)的燃燒會危及周圍建筑物和人員的生命安全,在受限空間內(nèi)的爆炸產(chǎn)生的超壓值巨大,能夠造成樓房倒塌和人員傷亡。本文的模擬結(jié)果與事故調(diào)查報告結(jié)果一致,證明了FLACS軟件模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。所提出的研究方法為輸氣管道事故后果研究提供了一種分析思路,分析所得結(jié)果對輸氣管道的事故預(yù)防和應(yīng)急響應(yīng)提供支持,對保障輸氣管道的安全運營和天然氣行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE88
【圖文】：

圖 2.2 事故現(xiàn)場圖Fig.2.2 Aerial view of accident site looking east2）環(huán)境條件發(fā)現(xiàn)場周圍為野外空曠地區(qū)，而且事發(fā)區(qū)域為不對外開放地區(qū)。3）氣象條件然氣比空氣輕，泄漏后向上擴(kuò)散，遇到明火極易燃燒，密閉空間達(dá)到 5時易發(fā)生爆炸。當(dāng)風(fēng)速為 0~5 米/秒時，天然氣最易集聚造成事故，燃燒速率越低。當(dāng)?shù)爻Ｄ觑L(fēng)速為 2m/s，風(fēng)向為東南風(fēng)。4）泄漏、擴(kuò)散、燃燒和把爆炸模型據(jù)天然氣的物理化學(xué)特性，參照地理和氣象條件給出不同條件下天散、燃燒和爆炸模型。5）次生與耦合事件炸和燃燒易引起周圍鄰近管道的破損泄漏和爆炸，以及對橋梁的爆

圖 2.3 事故發(fā)生前后現(xiàn)場圖Fig.2.3 scene map before and after the accident（2）環(huán)境條件事發(fā)現(xiàn)場周圍為建筑物聚集地區(qū)，建筑物內(nèi)有供暖系統(tǒng)和民房。（3）氣象條件天然氣在比空氣輕，泄漏后向上擴(kuò)散，遇到明火極易燃燒，密閉空間達(dá)到5%~15%的范圍時易發(fā)生爆炸。當(dāng)風(fēng)速為 0~5 米/秒時，天然氣最易集聚造成事故，空氣濕度越大燃燒速率越低。當(dāng)?shù)爻Ｄ觑L(fēng)速為 4m/s，風(fēng)向為東北風(fēng)。（4）泄漏、擴(kuò)散、燃燒和把爆炸模型根據(jù)天然氣的物理化學(xué)特性，參照地理和氣象條件建立燃?xì)夤艿赖男孤⿺U(kuò)散、燃燒和爆炸模型。（5）次生與耦合事件爆炸和燃燒易引起周圍鄰近管道的破損泄漏和爆炸，以及對樓房和橋梁的爆炸沖擊和燃燒熱輻射破壞。

圖 3.2 新墨西哥州天然氣管道三維模型圖 New Mexico state gas pipeline three-dimensional model運算的基本單元，會影響模擬結(jié)果的準(zhǔn)確程度和后，要先對模擬區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，然后對各個區(qū)域整，網(wǎng)格的設(shè)定既要符合數(shù)值模型的要求，也要模擬區(qū)域、建立網(wǎng)格后，F(xiàn)LACS 軟件要先對幾何孔隙率，然后才能模擬運算所構(gòu)建的事故場景。協(xié)調(diào)，使每個物體都在網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)，保證運算過泄漏口泄漏后迅速與大氣混合，泄漏口處壓力梯要有足夠密度的網(wǎng)格，以保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性散，氣體流速逐漸變小，為減少計算時間，在保漸降低網(wǎng)格密度。Mexico 州天然氣管道事故場景時，沿著 X、Y、

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本文編號：2761237