煤層氣地面集輸泄漏擴(kuò)散模擬及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究.pdf

1、近年來,隨著煤層氣資源的大量開采和國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,煤層氣地面集輸工藝的日益完善,滿足了全國各地對(duì)煤層氣資源與日俱增的需求。然而在煤層氣地面集輸?shù)倪^程中,因集輸設(shè)備的損壞造成煤層氣泄漏等突發(fā)性嚴(yán)重事故時(shí)常發(fā)生。本文結(jié)合計(jì)算機(jī)流體力學(xué)FLUENT數(shù)值模擬和Monte Carlo風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,以煤層氣集輸系統(tǒng)設(shè)備泄漏及組分中毒機(jī)理、煤層氣泄漏擴(kuò)散基本理論和模型的探索、FLUENT仿真模擬以及研究區(qū)蒙特卡洛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)為主線,針對(duì)山西晉城沁水盆

2、地煤層氣地面集輸系統(tǒng)進(jìn)行了泄漏擴(kuò)散模擬及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究。
　　本文將山西晉城沁水盆地煤層氣集輸工藝相關(guān)設(shè)備泄漏劃分為井噴泄漏、管道泄漏和壓力容器泄漏。井噴泄漏具有穩(wěn)態(tài)噴射的特點(diǎn),采用井口絕對(duì)無阻流量假設(shè),計(jì)算出井噴臨界流參數(shù)。管道泄漏和壓力容器泄漏具有動(dòng)態(tài)泄漏的特點(diǎn),與泄漏孔徑大小有關(guān)。
　　本文采用CFD流體控制理論建立了煤層氣泄漏擴(kuò)散流動(dòng)多組分守恒方程,將非穩(wěn)態(tài)N-S方程作為多組分氣體擴(kuò)散的流動(dòng)方程,同時(shí)采用FLUENT軟

3、件中的無化學(xué)反應(yīng)的k-εRealizable湍流模型實(shí)現(xiàn)了煤層氣泄漏擴(kuò)散仿真模擬。
　　本文構(gòu)建了煤層氣地面集輸泄漏事故Monte Carlo風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,主體由事故風(fēng)險(xiǎn)變量的判定與識(shí)別、蒙特卡洛抽樣分析及模擬、泄漏事故致死半徑風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算及可視化表征三部分組成了其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的技術(shù)路線。以沁水盆地沁南潘河潘莊煤層氣田站點(diǎn)泄漏事故為例進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),提出了企業(yè)高效管理、加大安全巡檢和維修的力度來降低泄漏事故發(fā)生概率,疏散遷移站點(diǎn)附近200