四起重大急性硫化氢中毒事故发生原因及对策.pdfVIP

第31卷第6期 西南石油大学学报(自然科学版) V01．3lNo．6 ,]ouma|ofSouthwestPetroleum Edition) Dec．2009 2009年12月 University(Science＆Technology 文章编号：1674-5086(2009)06-0156-05 平坦地区含硫化氢集输管道的泄漏扩散模拟+ 朱红钧，林元华，马成学 (西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室，四川成都610500) 摘要：针对管道中天然气的泄漏，尤其是含硫集输管道的泄漏将对周围环境造成极大的威胁，对平坦地区含硫化氢 天然气管道泄漏扩散进行了数值模拟。模拟分析发现：静风条件下，天然气在大气中自由扩散稳定后，压力、速度和 浓度分布基本对称，喷口附近、喷口垂直向上区域以及接近地面区域的硫化氢浓度很高，属于高危险区域；有风条件 下。气体扩散范围增大，风不仅对污染物起输送作用，还起稀释扩散作用，但在地面附近影响效果并不明显，而随高度 的增加。其效果将不断增强；在无风情况下，喷射区域基本在泄漏口正上方，而有风时，喷射区域发生弯曲；危险区域 随着风速的增大而减小，静风时，其范围最大。模拟得出天然气管道泄漏点外扩散的规律能够为实际安全生产和应 急抢险提供较好的参考依据。 关键词：泄漏扩散；硫化氢；数值模拟；危险性区域；FLUENT 中图分类号：TE832文献标识码：A DOI：10．3863／j．issn．1674—5086．2009．06．035 普适性较高的模型，且理论体系不够完整。随着数 引 言 值模拟软件的日趋成熟，目前，国内外着重利用数值 天然气是一种清洁、方便的能源，管道运输是天 模拟软件来进行有关火灾、爆炸或毒性物质外泄的 然气最主要的运输方式，已经成为国民经济不可替 研究，潘旭海¨引对重气云团瞬时泄漏扩散进行了数 代的“生命线”。然而，由于管道的腐蚀老化、管材 值模拟，与工程实际吻合得较好。 缺陷、第三方破坏、误操作、施工缺陷等原因，管道常 本文利用这类数模软件中最为典型的FLUENT 常发生泄漏、破裂、燃烧爆炸等事故，严重威胁管道 软件对平坦地区含硫天然气集输管道的泄漏扩散规 周围环境和人员安全，并可能造成巨大的经济损 律进行了模拟研究，得到了静风和有风条件下泄漏 失…。随着输气管道向大口径、高压方向的发展，管 点外的速度、压力与浓度分布，以及危险区域的大 道泄漏和爆裂的危险性随之增加，对天然气泄漏扩 小，为管道的实际生产运行和应急抢险提供了一定 散规律的深入研究已刻不容缓。 的参考依据。 国外对气体扩散的模型研究主要提出了高斯烟 o、SUTYON模 羽模型【2J、高斯烟团模型旧o、BM模型M 1研究问题及模型 型∞3及FEM3模型[61等，但每种模型都有较强的限 制条件；国内肖淑衡o¨、胡夏琦1、于明一1、李又 本文参照某集输管道工程，选取管道直径为 610 绿¨01、霍春勇¨¨分别对泄漏扩散模型和泄漏扩散 mm，考察长度为两截断阀间距离5km，考察段管 道的起点压力为3．50 MPa， 率进行了一定的研究，但适用条件过于局限。吴小 MPa，终点压力为3．35 庆¨23对一个泄漏点的检测问题进行了研究，但没有 天然气年均输量取20×108Ill3，硫化氢含量较高，取 涉及泄漏点外扩散及安全区域。前人对危害区域及 为20mg／L，设计年工作天数按350d计算，外界环 动态处理进行了初步的研究，然而他们仅仅停 境温度最高