CO2海底封存泄漏引起海水pH变化的动态数值模型描述

将CO2注入海底已经成为目前碳封存的一种有效方式,而CO2海底封存泄漏会引起pH降低造成海水酸化,改变海水化学环境及海洋生态系统等。本文分析并建立了含有缓冲项的CO2与pH之间换算的动态数值模型,并针对CO2海底封存泄漏对pH的影响做了模拟实验研究,通过实验验证模型的可行性并完善数值模型,旨在为中国CO2海底封存风险控制研究工作提供科学依据。     

基于GIS的船运液化气泄漏事故大气扩散模拟研究

船运液化气泄漏后会对船舶和港口造成极大危害，有必要对泄漏气体的实时扩散过程和影响范围进行准确预测和显示。由于基于粒子概念的Monte—Carlo模式能够反映气体扩散所具有的随机特性，因此文中采用Monte—Carlo模式建立能够较好模拟液化气实际扩散过程的数值模型，并应用组件技术与GIS进行嵌入式紧密集成，实现泄漏液化气扩散过程连续、直观、动态的可视化表达，为液化气船运泄漏事故应急决策提供有效的辅助工具。     

基于高斯模型的新场气田输气管道泄漏模拟研究

基于高斯烟团模型建立了适合新场气田的输气管道泄漏模型,考虑了管道压力、泄漏衰减、环境因素的影响,模拟分析了管道压力、泄漏时间与大气稳定度对泄漏天然气燃爆区域的影响,并计算获得了新场气田某干线天然气泄漏下风向燃爆极限距离图版,对指导管道安全政策、方案制定具有重要意义。     

基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析

为研究氨气泄漏的扩散距离与风速的关系,有效控制和降低事故的后果,以渭南某化工企业液氨储罐为研究对象,对液氨储罐泄漏的扩散规律进行数值仿真分析。首先运用MATLAB仿真模拟软件,采用高斯羽流模型,研究液氨储罐的泄漏扩散的影响因素,确定液氨扩散中毒危险区域。然后运用SPSS软件,采用曲线估计的方法,拟合泄漏扩散造成的下风向以及横风向距离与风速的关系。研究结果表明:液氨储罐泄漏达到连续稳定状态时,同一储罐泄露速率与泄漏孔径相关,孔径越小泄露速率越小,导致危险区域面积越小;大气稳定度越差时,所造成的危险区域面积更大;空气流动速度增加导致大气趋向稳定,能有效减小泄漏源造成的危险区域面积;获得了液氨储罐在白天(夜间)泄漏孔径为50 mm(25 mm)时,任何风速下人员中毒轻伤、重伤以及死亡的范围。     

低温干式接头密封失效泄漏扩散数值模拟

针对低温干式接头密封失效造成甲烷泄漏的情况,采用CFD软件FLACS对LNG气化后的泄漏扩散过程进行数值模拟,对甲烷扩散过程的浓度分布及云团扩散速度进行研究,并分析了泄漏过程中可燃气体云团量的变化情况。结果表明:LNG泄漏后迅速气化扩散,40 s后各监测浓度维持稳定;最远扩散距离约40 m,气体扩散总范围最长直径约70 m,扩散最高处大约1.5 m; 120 s内LNG泄漏量为30 kg,气化后天然气体积为42.3 m~3,可燃气体云团量为140 m~3;LNG泄漏吸收空气中的热量,在地面形成流动层,贴近地面浓度高,远离地面浓度低,随着高度上升气体的可燃爆炸危险区域逐步缩小。     

含硫化氢天然气管道泄漏扩散控制新技术

从泄漏扩散控制系统结构原理、预警方法、关断触发、泄漏量计算、泄漏后的处置、泄漏点定位等介绍了CPP管道泄漏控制新技术,并通过虚拟空间均匀扩散模型,计算了失误情况下扩散范围,推荐了管道环空封隔长度、触发压力阈值和搬迁距离。通过建设实验管道证实了CPP管道泄漏安全连锁控制比普通管道具有显著的优越性。     

改进的音波泄漏检测系统在塔河油田的应用研究

为实现塔河油田管道泄漏的精准定位与可靠监测,借助于负压波法和音波法的原理,将次声波泄漏监测技术和负压波法泄漏监测技术进行优化组合。通过2种监测技术相互校准、耦合,建立了适用于现场的单音波管道泄漏监测仪加采集压力信号方式的管道泄漏监测系统工艺技术,从而减少误报率和提高了泄漏位置定位准确率。测试结果表明:改进的音波泄漏检测系统可实现对最小孔径3 mm泄漏点的可靠检测和定位,同时可应用于高黏度含溶解气稠油管道和天然气管道。     

超临界非纯CO2输送管道区域人类健康风险评估的QRA概率模型及应用

研究了超临界非纯CO₂热力学参数特征,对非纯CO₂泄漏过程中的动态物理参数进行了解析,应用流体数值模拟分析了不同情况下（风速及泄漏孔径）CO₂扩散规律。将风速v、距离x、泄漏孔径类型及逻辑函数L_v概率分布特征与数值模拟相关结果应用于QRA定量风险评估模型。结合轻微伤害、不可逆伤害与致死3种危害等级对应浓度阈值4%、10%及25%,对超临界非纯CO₂输送管道区域个体3种类型健康风险（HR₁、HR₂、HR₃）进行定量化评估。结果表明:在大孔径泄漏情景下,距离泄漏点200 m范围内个体致死风险,高于可容忍健康风险水平（10-5）,200~350 m内个体致死风险高于可接受健康风险水平（10-6）,个体轻微伤害风险直至距离1850 m才降低至可接受健康风险水平。研究结果可应用于CCUS超临界输送管道路线和设计早期阶段,为探索减轻人群健康风险替代方案提供定量化数据参考。     

基于可视化理论的重气泄漏扩散研究

可视化技术是一个新的技术领域,应用可视化技术结合模拟实验平台开展了重质气体泄漏扩散实验。对泄漏源不同间距和泄漏区障碍物工况下多泄漏源同时泄漏时的泄漏扩散过程进行了可视化研究,得到了罐区重气泄漏扩散过程的可视化影像。结果表明:可视化研究较好地展现了罐区重质气体泄漏扩散的全过程;多源泄漏的间距越大,扩散越快,范围越广;泄漏源靠的越近,其中间区域越容易形成重气高浓度区,危害越大;重质气体泄漏扩散至障碍物时,扩散行为会发生变化,在障碍物前后会形成高浓度区,并沿着障碍物壁面慢慢上升直至稀释成中性气体,危险性减小。     

高含硫气田管线泄漏H2S影响区域研究

通过对普光气田大湾区块集输管网系统天然气管道发生泄漏事故后H2S扩散可能的影响区域进行数值模拟分析,确定典型气象条件下典型位置发生泄漏时不同H2S浓度限值的可能影响范围,以及井喷失控时H2S的影响范围预测,为气田开发的安全决策提供科学依据.     

基于PCA-PSO-SVM模型的海底多相流管道内腐蚀速率预测

针对海底多相流管道内腐蚀速率的预测问题,首先对影响该种类型管道内腐蚀速率的相关因素进行了分析,对PCA算法、PSO算法和SVM算法分别进行了介绍,提出了可用于海底多相流管道内腐蚀速率预测的PCA-PSO-SVM组合模型,在此基础上使用PCA-PSO-SVM组合模型对44组海底多相流管道内腐蚀速率的影响因素和管道内腐蚀速率数据进行了学习训练,对10组数据进行了预测,并将该组合模型与PCA-GA-SVM模型、PCA-LS-SVM模型和PCA-CV-SVM模型3种预测模型的预测结果进行了对比,以验证所提方法的可靠性和可行性。结果表明:温度对海底多相流管道内腐蚀速率的影响相对较大,压力对其的影响相对较小;使用PCA-PSO-SVM组合模型对海底多相流管道内腐蚀速率预测的平均绝对误差仅为1.848%,模型训练时间仅为3.17 s,这两项数据均小于其他预测模型,表明针对海底多相流管道内腐蚀速率的预测问题,PCA-PSO-SVM组合模型具有可靠性和可行性。     

LNG泄漏扩散与抑制技术研究

分析了液化天然气(LNG)泄漏的危害、扩散过程及影响因素,总结了国内外相关LNG标准中涉及的泄漏扩散抑制技术及针对LNG泄漏扩散开展的抑制实验研究,分析了强制水幕、防护堤设置和高倍数泡沫等抑制技术的优缺点,为有效控制LNG泄漏扩散提供参考和指导.     

氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散过程影响的数值模拟研究

针对液体推进剂偏二甲肼与空气中氧气的反应对其泄漏扩散过程的影响进行数值模拟研究。以偏二甲肼长贮库房为研究区域,分别对不考虑氧化反应和考虑氧化反应的库房内偏二甲肼气体泄漏扩散过程进行了数值模拟,研究库房内偏二甲肼浓度的分布规律,并分析自发氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散的浓度分布和温度分布的影响。结果表明:偏二甲肼与氧气自发发生的氧化反应对库房内的流场有显著影响,在库房内偏二甲肼泄漏扩散600s后,氧化反应导致泄漏源上方0~1.2m区域温度上升12K,偏二甲肼浓度为未考虑氧化反应条件下的8倍左右。     

PHAST软件对孔洞泄漏扩散危险区域的分析

运用PHAST软件研究泄漏孔径、风速、泄漏时间和大气稳定度对泄漏扩散面积的影响。结果表明:扩散面积随着泄漏孔径的增大、风速的增大及泄漏时间的增长而增加;大气越稳定,泄漏扩散面积越大。     

含杂质CO2管道输送泄漏扩散的数值模拟

在全球变暖形势下,减轻温室气体排放所造成的气候变化是21世纪全人类面临的巨大挑战。碳捕获、利用与封存(CCUS)作为一项极具潜力和环境效益的应对全球气候变化的新兴技术,成为全球研究的焦点。管道中输送的含杂质CO_2流体不可预见的泄漏和扩散,会对人类和动物构成潜在的生理危害并造成巨大的经济损失。基于某油田含杂质CO_2特定管段泄漏点的扩散数值模拟研究,应用计算流体动力学(CFD)方法分析了高压CO_2流体泄漏后CO_2浓度的扩散规律和压力云图响应,在此基础上做出安全警示建议,以便定量分析与评价含杂质CO_2管道输送的安全性,为预防及解决CO_2流体泄漏问题提供理论依据。     

液氯储罐泄漏事故后果的分析与探讨

针对一起液氯储罐泄漏事故后果进行了分析,通过计算泄漏部位的尺寸并确定泄漏速率,计算出泄漏量。对液氯扩散过程分为靠自身能量扩散和高斯扩散两个阶段进行分析。利用能量理论和高斯烟羽理论计算了每个阶段的扩散浓度、范围和时间。利用计算结果对事故的后果进行了分析。最后论述了液氯泄漏后应采取的紧急措施。     

液氯运输泄漏事故危险区域的确定

通过对液氯泄漏类型和氯气扩散规律的分析,提出了液氯连续泄漏的扩散模型以及危险区域;利用已有的瞬间泄漏扩散模型和笔者提出的液氯连续泄漏扩散模型进行数值模拟,得出液氯连续泄漏事故影响的范围比瞬间泄漏事故影响的范围更大、造成的后果更严重的结论,并针对该模型的不足,提出了需要改进的方向.     

LNG气化站泄漏动态风险概率评估方法及应用

为了对液化天然气(LNG)气化站全作业周期内天然气泄漏的动态风险概率进行评估,基于贝叶斯网络及模糊集理论,提出了LNG气化站全作业周期内天然气泄漏的动态风险概率评估方法,并结合实际案例进行了分析,得到了某气化站天然气泄漏的动态概率变化情况。结果表明,在无人为干预的情况下,气化站在运行过程中LNG泄漏的概率处于中等和偏低之间,应急阶段LNG泄漏的概率较大,储存阶段LNG泄漏的概率较小;通过贝叶斯网络的逆向推理功能,闪蒸气加热器质量、储罐质量、其他气化设备质量、储罐区管线质量、闪蒸气输送管线质量是导致应急阶段天然气泄漏的主要因素。该方法可以克服传统静态分析方法的不足,预测LNG气化站全作业周期内天然气泄漏风险概率的动态演化过程。可为LNG气化站的风险控制和安全管理提供技术参考。     

危险品罐区突发性泄漏事故实时环境风险模拟分析

分析了危险品罐区突发性泄漏事故的动态发展过程,并给出了具体的数学描述.将危险物质的最高允许浓度(MAC)、阈限值(TLV)、最小致死浓度(LCL0)以及美国环保局(EPA)工业环境实验室建立的针对生态系统的周围多介质环境目标值AMEGAE引入到环境风险分析中,建立了针对人和生态系统的环境危害程度分级标准.采用基于数学模型的模拟方法,结合苯储罐突发性泄漏事故,对苯泄漏速率、泄漏后在地表形成的液池的池半径和苯的蒸发速率进行了实时描述.采用改进后的重气扩散模型———箱模型(BoxModel)以及将连续泄漏看作连续的瞬时泄漏,模拟计算了地面附近苯蒸气浓度随时间和空间的分布,并根据文中建立的环境危害程度分级标准,对苯泄漏事故造成的实时动态环境危害进行了分析.     

CFD模拟分析技术在罐区火灾事故分析中的应用

针对某罐区发生的可燃气体逸出导致的火灾事故,采用基于CFD的数值计算方法,模拟分析了不同泄漏速率下可燃气体的扩散过程.根据不同泄漏速率下得到的可燃气体浓度在空间的分布,将计算结果和现场过火情况进行比较分析,得出事发时可能的可燃气体泄漏速率,为事故原因分析提供依据.