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1、第40卷第1O期當(dāng)代化工Vo1．40，No．102011年10月ContemporaryChemicalIndustryOctober，201l架空含硫天然氣管道泄漏擴(kuò)散數(shù)值模擬研究付吉強(qiáng)，熊新強(qiáng)，王蕓，楊志超，程磊(1．中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司，河北任丘062552：2．中石化勝利石油有限公司現(xiàn)河采油廠采油二礦王崗聯(lián)合站，山東東營(yíng)257000)摘要：建立了架空管道泄漏擴(kuò)散過(guò)程控制方程，并對(duì)架空管道發(fā)生穿孑L時(shí)的穩(wěn)定泄漏和非穩(wěn)定泄漏過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了泄漏VI流速，及風(fēng)速對(duì)氣體擴(kuò)散規(guī)律的影響，并給出了不同工況下甲烷的爆炸極限范圍及硫化氫中
2、毒范圍，確定了實(shí)施營(yíng)救的最佳時(shí)間。關(guān)鍵詞：天然氣；管道；泄漏；數(shù)值模擬中圖分類(lèi)號(hào)：TQ019文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—0460(2011)10—1079—05NumericalSimulationofLeakageandDiffusion0foverheadSourGasPipelinesFUJi．qiang1，XloNGXin—qiang1，WANGYunL，YANGZhi．chao1，CHENGLei(1．ChinaPertoleumEngineeringNorthChinaCompany,HebeiRenqiu062552．China；2．S
3、inopecShengliOilfieldLimitedCompanyXianheOilProductionPlant，ShandongDongying257000，China)Abstract：Aleakageanddifusionequationofoverheadpipelineswasestablished，andstableandunstableleakageprocesseswhengaspipelineperforatedweresimulated．Theflowrateofleakagewasanalyzedaswellasefectofw
4、indspeedonthegasdifusion．Theexplosionlimitofmethaneandpoisonrangeofhydrogensulfideunderdifferentconditionsweregiven．whichisbeneficialtodeterminetheoptimaltimetoimplementrescue．Keywords：Naturalgas；Pipe；Leakage；Numericalsimulation管線腐蝕穿孑L是天然氣管道泄漏最常見(jiàn)的工況0()+div()=div(Fgrad)+(1)—：f之一。原因
5、在于管線外部常使用多孔易吸水的保溫其中：一變通變量；材料，致使水分與鋼管進(jìn)行長(zhǎng)期電化學(xué)作用，表面廠一擴(kuò)散系數(shù)；出現(xiàn)銹蝕。加之天然氣成分中含有少量的硫化氫和水蒸氣，造成管道內(nèi)壁化學(xué)腐蝕。長(zhǎng)期的內(nèi)外腐蝕一速度矢量；使管壁變薄不能承受管內(nèi)的高壓作用而出現(xiàn)穿孔泄一源項(xiàng)。漏卜。(注意這里的廠和是對(duì)應(yīng)特定的變量來(lái)說(shuō)的)在通用的上面公式中，從左到右的4項(xiàng)分別本章主要以含硫天然氣管道為例，對(duì)短時(shí)穩(wěn)定是時(shí)間項(xiàng)、對(duì)流項(xiàng)、擴(kuò)散項(xiàng)和源項(xiàng)。將馭為不同泄漏及切斷氣源的非穩(wěn)定泄漏過(guò)程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，的變量，并取擴(kuò)散系數(shù)和源項(xiàng)為適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式，就分析了地表風(fēng)速，管內(nèi)壓力對(duì)擴(kuò)散過(guò)程的影響，通可
6、以得到，對(duì)應(yīng)著連續(xù)方程、方向動(dòng)量方程、y過(guò)數(shù)值計(jì)算，得出模擬區(qū)域內(nèi)天然氣云團(tuán)的擴(kuò)散特方向動(dòng)量方程、湍流脈動(dòng)動(dòng)能方程、湍流能量耗散性。對(duì)有效預(yù)測(cè)出甲烷爆炸危險(xiǎn)區(qū)及硫化氫中毒危率方程、能量方程和組分方程，具體如表1嘲。險(xiǎn)區(qū)域范圍應(yīng)對(duì)方案提出了理論依據(jù)。表中：F，F(xiàn)一x，Y方向上的質(zhì)量力分量；1架空輸氣管道穩(wěn)定泄漏數(shù)學(xué)模型一動(dòng)力粘性系數(shù)；輸氣管道泄漏后，天然氣的擴(kuò)散可認(rèn)為是多組P一壓力；分氣體相互作用的湍流。綜合考慮計(jì)算條件和工P一密度；程要求，采用耦合隱式求解器，基本方程為定常Jp一湍動(dòng)能生成項(xiàng)；Reynolds時(shí)均方程，湍流模型為標(biāo)準(zhǔn)模型。其控，—渦粘性系數(shù)
7、；制方程可以給出一個(gè)統(tǒng)一的表達(dá)式：一溫度；，，O-，。和C一湍流模型經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。需要收稿日期：2011—08—17作者簡(jiǎn)介：付吉強(qiáng)(1987一)，男，黑龍江牡丹江人，助理工程師，碩士研究生，2011年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專(zhuān)業(yè)，研究方向：天然氣管道泄漏數(shù)值模擬。E-mail：fjqi27@I26．corn。第40卷第1O期付吉強(qiáng)，等：架空含硫天然氣管道泄漏擴(kuò)散數(shù)值模擬研究1083(上接第1072頁(yè))[11]BatistaMS，SantosRKS，AssafEM．Characterizati0noftheactivityand[6]霍猛．生物制乙烯
8、技術(shù)淺析陰．化工進(jìn)展，2009(09)：48—49．stabili
