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油气储运 2018年第1期37卷 29-34页

作者：彭善碧李涛刘恩斌唐静杨柳婷西南石油大学吉林油田勘察设计院西南油气田分公司

为了保障CO_2的输送安全,从CO_2泄漏扩散的后果出发,考虑CO_2泄漏扩散时的相态变化及重力的影响,利用PHAST软件建立CO_2管道的泄漏扩散模型,以最不利工况作为初始条件,计算不同阀间距下的SLOD(致死率等于50%)影响范围,从而确定CO_2管道... 详细信息

为了保障CO_2的输送安全,从CO_2泄漏扩散的后果出发,考虑CO_2泄漏扩散时的相态变化及重力的影响,利用PHAST软件建立CO_2管道的泄漏扩散模型,以最不利工况作为初始条件,计算不同阀间距下的SLOD(致死率等于50%)影响范围,从而确定CO_2管道不同等级地区下的阀间距。结果表明:一级地区从安全考虑并不需要建设阀室,但是为了方便管道维修,可以在便于维修的部位建立阀室;二级地区可以根据相应的户数选择合适的阀间距,但最大不超过60 km;三、四级地区不推荐超临界CO_2管道输送。研究成果可为中国CO_2管道输送相关规范的制定,以及对CO_2管道进行安全评价和事故后果分析提供一定的理论支持。

关键词： CO2管道截断阀阀间距泄漏后果评价

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基于泄漏扩散后果评价的CO2管道截断阀站间距研究

基于泄漏扩散后果评价的CO2管道截断阀站间距研究

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作者：杨柳婷西南石油大学

学位级别：硕士

根据目前对CO2长输管道的研究表明,截断阀可以减少泄漏CO2的体积,减轻管中流体泄漏对周围人群的危害,降低人身财产损失;同时,截断阀可以减少管道维护的工作量,因此截断阀是确保CO2管道运行安全必不可少的一环。但截断阀会增加成本,加大... 详细信息

根据目前对CO2长输管道的研究表明,截断阀可以减少泄漏CO2的体积,减轻管中流体泄漏对周围人群的危害,降低人身财产损失;同时,截断阀可以减少管道维护的工作量,因此截断阀是确保CO2管道运行安全必不可少的一环。但截断阀会增加成本,加大监控和维护的工作量;同时由于截断阀的安全性能较管道低,容易成为整个管道安全管理的薄弱点,并可能遭到雷击。因此,截断阀的间距对于(CO2长输管道的安全管理和经济管理都至关重要。本文在调研国内外文献的基础上,通过对(CO2长输管道泄漏扩散理论的研究,模型的优选与计算,根据CO2对人体的影响推荐了满足安全要求的不同地区等级的CO2长输管道阀间距,具体内容如下所示:(1)目前可用于CO2建模的较成熟的重气泄漏扩散模型有修正过的高斯模型、Fluidyn-PANACHE CFD模型和PHAST模型。三种模型都能较好模拟C02泄漏扩散,但修正过的高斯模型没有考虑射流的影响,CFD模型计算量大,且两种模型都没有考虑CO2泄漏的相态变化,故选择在这三方面有优势的PHAST模型。(2)据实验观测,CO2泄漏时会生成干冰,即CO2泄漏时会出现气固相态变化。由于传统泄漏仅考虑气液相态变化,所以探讨了 CO2泄漏时的气固相态变化对扩散范围产生的影响,结果发现考虑气固相态变化的扩散范围约是不考虑气固相态变化的扩散范围的5倍,故不能忽略CO2泄漏时的气固相态变化。(3)分析不同物理参数(压力、管径、泄漏孔和泄漏角)对泄漏扩散结果的影响,得出会产生最大扩散范围的物理条件,即最不利物理条件。再应用模型分析不同环境条件(风速、大气稳定度和相对湿度)对泄漏扩散结果的影响,得出会产生最大扩散范围的环境条件,即最不利环境条件。(4)分别以SLOT(死亡可能性为1%～5%)和SLOD(死亡可能性为50%)数据为边界条件,以最不利物理条件和环境条件为初始条件,计算出满足安全要求的不同地区等级不同人口户数条件下的阀间距。综合参考国内外现有的CO2管道的运行参数和相关规范,结合泄漏扩散的理论提出一级地区从安全上考虑并不需要建设阀室,但是为了方便管道维修,可以在便于维修的部位建立阀室。二级地区可以根据相应的户数选择6～50km的阀间距。三、四级地区不推荐建立超临界输送CO2管道。

关键词：泄漏扩散阀间距 CO2管道

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