穿越河流管道泄漏数值模拟.pdfVIP

北京石油化工学院学报 第 19卷 第 3期 Vo1．19 NO．3 JournalofBeijingInstituteof 2011年 9月 Sep．2011 Petro—chemicaITechnology 穿越河流管道泄漏数值模拟* 李朝阳 马贵阳 刘 亮 刘永峰 (辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺 113001) 摘 要 电缆检漏法是管道泄漏和检测发展 的一个重要方向。建立 了泄漏二维扩散物理模 型及数学模型，采用 CFD仿真软件对不 同水速下穿越河流埋地管道泄漏情况进行 了模拟 。研究结果表 明：不同水速下油品在土壤 中泄漏情况相似 ，油品在水 中分布范围随水速增加而增加 ，水速增大到一定 程度时将会在地面上溢流一段时间才 向水 中扩散 ，该方法为电缆检漏技术检测穿越河流成 品油管道泄 漏提供 了理论依据 。 关 键 词 穿越河流 ；管道泄漏 ；数值模拟 中图法分类号 TE6 由于我国地形复杂多变 ，长距离敷设 的输 规律 ，为管道安全运行、维护及 电缆检漏技术检 油管道有时要穿越河流，河水的不断冲刷腐蚀 、 测穿越河流成品油管道泄漏提供了理论依据。 外力损伤及管线憋压等原因使成品油输送管道 1 数学模型 在途经河流的管段极易发生泄漏l1]。由于管道 输送介质 、所处的环境 以及泄漏形式多样，使得 土壤作为一种多孔 固体介质 ，流体在其 中 目前还没有非常理想的管道安全监测方法解决 流动时要受到惯性阻力和粘性阻力 的作用。当 管道泄漏监测问题 。电缆检漏法具有非常高的 埋地管道泄漏时 ，油 品在多孔介质 中的流动 比 检测灵敏度 ，且不受管道运行参数和环境噪声 较复杂，有限容积法是处理该类 问题的常用 的 的影响 ，一般用于液态烃类燃料 的泄漏检测 ，尤 理论方法。油品渗流符合达西定律 ，根据有 限 其对缓慢泄漏和渗漏具有 良好的检测效果。目 容积理论建立的质量守恒 、动量守恒、能量方程 前 已研制 出的电缆为油溶性和分布式传感 电 守恒方程如下 ： 缆l2]。将电缆与管道平行铺设 ，管道发生泄漏 质量守恒方程 ： 后 ，管道漏 出的介质渗入电缆 ，会引起 电缆特性 + V ·( 【，)一 o (1) 的变化。如何有效的减少误报和漏报 ，及 时准 确可靠 的检测管线泄漏现象的发生 ，对接下来 式中：u为流体速度 ，m／s；J0，为流体密度，kg／ 的安全运行和维护具有非常重要的意义。 m。；t为时间，s。 目前关于管道泄漏扩散数学模型的研究多 动量守恒方程 ： 适用于埋地管道及架空输气管道[4]，对于穿越 + + a 一 河流 的埋地 管道 泄漏扩散 问题 的研 究还很 a ’a y a＼a)／+。 少l5]。由于研究埋地河流管道泄漏扩散实验尚 )一筹+(“+cz丢P， )“ 有较大难度 ，从经济和使用角度考虑 ，通过仿真