高压输气管道小孔与大孔泄漏模型的比较分析.docxVIP

第16卷第4期安全与环境工程Vol.16No.4

2009年7月SafetyandEnvironmentalEngineeringJul.2009

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高压输气管道小孔与大孔泄漏模型的比较分析

冯文兴,王兆芹1.2,程五-2

(1.中国石油管道研究中心，河北廊坊065000,2.中国地质大学工程技术学院，北京100083)

摘要：分析了计算输气管道泄漏率的大孔模型和小孔模型的特点和差异，研究了两个模型的适用范围，得出在工程计算中应以泄漏孔的孔径与管径的比值(d/D)大小作为模型应用的条件，即：当d/D≤0.2时，使用小孔泄漏

模型计算泄漏率简单、准确；当d/D0.2时，则采用大孔泄漏模型。

关键词：输气管道；泄漏率；小孔泄漏模型；大孔泄漏模型；管道模型

中图分类号：TE88文献标识码：A文章编号：1671-1556(2009)04-0108-03*

AnalysisoftheNozzleModelandHoleModelAssociated

withHighpressureNaturalGasPipelineLeakage

FENGWengxing,WANGZhao-qin12,CHENGWuyi2

(1.PetroChinaPipelineRDCenter,Langfang,065000China;

2.SchoolofEngineeringandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Abstract:Thispaperstudiesthecharacteristicsandapplicationconditionsoftheholemodelandthenozzlemodelfornaturalgaspipelineleakage.Thedifferencesofthetwomodelsarealsoresearched.Itissugges-tedthattheratioofthediameterofholetothediameterofpipeline(d/D)shouldbeusedasthecriteriatoselecttheappropriatemodelintheengineeringapplication.Whend/D≤0.2,itisconvenientandaccurateto

calculatethereleaseratewithnozzlemodel,andwhend/D0.2,theholemodelshouldbeselected.

Keywords:naturalgaspipeline;releaserate;holemodel;nozzlemodel;pipelinemodel

0引言

近年来，随着高压输气管道的快速发展，管道泄漏事故时有发生，并造成了严重的人员伤亡和财产损失，从而使得输气管道泄漏后果的研究成为燃气输运安全领域研究的热点[1。泄漏速率的确定是分析泄漏扩散及评价事故后果的基础，其依据的模型是小孔泄漏模型、管道模型和大孔泄漏模型。小孔泄漏模型假设较多，计算方便，工程计算精度要求不高时，一般采取小孔泄漏模型；大孔泄漏模型假设较少，计算结果较为准确，但是计算过程需要多次求解高次方程,使用不方便；管道模型则是大孔泄漏模型

的特殊情况。

应用小孔泄漏模型进行计算时，需要判断泄漏

参考点的压力是否改变，由于没有明确规定孔径的大小，因而难以判断。很多研究者I2~41及欧洲输气管道事故数据组织(EGIG)统计分类标准151,将小孔规定为小于20mm;杨昭等6]通过单一工程状况认为小孔泄漏模型的适用范围与管径相关。因此，如何确定小孔泄漏模型、大孔泄漏模型的适用范围具

有重要的意义。

1输气管道泄漏模型

图1为输气管道泄漏示意图。图1中，位置1为管道输气起点中心点，位置2为泄漏口中心点，位