埋地燃氣管道泄漏量計算及擴散規(guī)律研究.pdf

1、按照《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的要求,2015年我國天然氣消費量將達到2300億立方米,用氣普及率將進一步提高。根據(jù)目前中國天然氣利用政策和天然氣消費市場需求,天然氣管道建設將迎來一個高潮。由泄漏導致的燃氣損失及安全問題,應該被加以重視。為了解決好這兩個方面的問題,對輸氣管道泄漏量計算及擴散規(guī)律進行研究成為目前急需解決的關鍵課題。本文旨在分析埋地天然氣管道泄漏量大小與原有泄漏量計算公式的關系,以及泄漏天然氣經(jīng)土壤滲透后的擴散規(guī)律問題,

2、并分析外部條件對擴散規(guī)律的影響。
　　在泄漏量計算的研究中,引入土壤密度的概念,將土壤分為自然土壤、密實土壤、結塊土壤三種類型。測定三種土壤條件下,不同泄漏孔徑、不同工作壓力下的泄漏量大小,并與非埋地條件下泄漏量以及原有模型理論計算值進行對比,得到密實土壤埋地時,泄漏量約為未埋地時的75％~85％,土壤密度較大,處于結塊狀態(tài)時,前者約為后者的5％左右。
　　在泄漏天然氣擴散規(guī)律的研究中,將氣體在土壤中的流動理解為滲流理論的范

3、疇。在充分了解達西定律、多孔介質理論的基礎上,通過建立實驗平臺,測得密實土壤的內部阻力系數(shù)及粘性阻力系數(shù),并測得土壤孔隙率。
　　以某城鎮(zhèn)典型道路天然氣管道泄漏模型為例,建立物理模型,利用CFD數(shù)值模擬軟件,對多種工況下的泄漏進行模擬,得到甲烷濃度分布圖以及擴散速度矢量圖。分析了土壤對泄漏擴散的影響,以及風速、溫度、埋地深度等外部條件對泄漏擴散的影響。發(fā)現(xiàn)埋地條件下泄漏天然氣更易聚集,處于較高甲烷濃度的危險范圍更大。所得結果可以幫