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1、第39卷第7期化學(xué)工程Vol_39No．72011年7月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Ju1．201l高含硫天然氣管道泄漏數(shù)值模擬李朝陽(yáng)，馬貴陽(yáng)(遼寧石油化工大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，遼寧撫順113001)摘要：高含硫天然氣管道經(jīng)長(zhǎng)期的內(nèi)外腐蝕，經(jīng)常發(fā)生泄漏事故。為了減少和降低天然氣管道泄漏事故對(duì)人的危害，對(duì)甲烷及硫化氫的擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行研究日趨重要。利用計(jì)算流體力學(xué)的方法，采用仿真軟件對(duì)高含硫天然氣架空及埋地管道穿孔泄漏后的甲烷、硫化氫氣體的擴(kuò)散進(jìn)行了數(shù)值模擬。架空管道泄漏初期為體積分?jǐn)?shù)等值線呈對(duì)稱分布的射流，泄漏至60S后無(wú)爆炸危險(xiǎn)；泄漏90S
2、后地面硫化氫體積分?jǐn)?shù)較大，180S后無(wú)中毒危險(xiǎn)。埋地管道泄漏短時(shí)間內(nèi)泄漏口地面附近聚集大量的高濃燃?xì)?，與架空管道泄漏相比地面其爆炸范圍和中毒范圍較低，但地面附近受危害的時(shí)間較長(zhǎng)。為天然氣管道的維修和安全輸送提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：天然氣管道；泄漏；數(shù)值模擬中圖分類號(hào)：TE88文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-9954(2011)07-0088-050fhigllsulfur—containednaturalgaspipelineleakageLIZhao-yang，MAGui-yang(CollegeofPetroleumEngineering，LiaoningS
3、hihuaUniversity，F(xiàn)ushun113001，LiaoningProvince，China)Abstract：Becauseoflong-terminternalandexternalcorrosiontothehighsulfur—contmnednaturalgaspipeline，theleakageaccidentsoftenoccur．Inordertoreducetheharmtopeopleduetogaspipelineleakageaccidents，theresearchonthediffusionofmethaneandhydro
4、gensulphideisbecomingmoreandmoreimportant．Methaneandhydrogensulfidegasdiffusionfromoverheadandundergroundpipelineswasnumericallysimulatedbyusingcomputationalfluiddynamics(CFD)methodandsimulationsoftware．Theresultshowsthatintheearlystageofoverheadpipelineleakage，thevolumefractionisolin
5、epresentsasymmetricaldistributingjet，andnoexplosiondangerafter60S；H2Svolumefractiononthegroundishigherafter90S，andnopoisoningdangerafter180S．Theleakageofburiedpipelinegathersalotofhighconcentrationgasnearthesurroundinggroundofleakagepointinashorttime，andtheexplosionrangeandpoisoningra
6、ngeofwhicharelowerthanthoseofoverheadpipeline，butthetimeofhazardtothesuroundinggroundlastslonger．Thissimulationprovidesthetheoreticalbasisfornaturalgaspipelinemaintenanceandgassafetytransportationaswellasenvironmentalprotection．Keywords：naturalgaspipeline；leakage；numericalsimulation天然
7、氣主要成分為甲烷，含有少量的硫化氫氣達(dá)到6．5×10。時(shí)對(duì)人體有毒害作用。天然氣管道體，當(dāng)硫化氫體積分?jǐn)?shù)高于5％時(shí)就可稱為高含硫發(fā)生泄漏時(shí)，有爆炸和中毒的危險(xiǎn)，對(duì)人的生命財(cái)產(chǎn)天然氣。硫化氫對(duì)管道內(nèi)壁的化學(xué)腐蝕以及長(zhǎng)期和安全構(gòu)成了嚴(yán)重危害。因此，高含硫天然氣泄漏的外界腐蝕，使管壁失效不能承受管內(nèi)的高壓作用規(guī)律的研究對(duì)于天然氣的安全輸送和環(huán)境保護(hù)具有而出現(xiàn)泄漏_lJ。管線腐蝕穿孔是天然氣管道泄漏重要的現(xiàn)實(shí)意義。最常見(jiàn)的情況之一_2j。當(dāng)空氣中甲烷達(dá)到爆炸下目前主要利用半經(jīng)驗(yàn)半理論計(jì)算公式對(duì)危險(xiǎn)氣限時(shí)遇明火引發(fā)爆炸；當(dāng)空氣中硫化氫體積分?jǐn)?shù)體進(jìn)行研究_5J。這些公式雖具有
8、計(jì)算快、編
