内陆河流水体跨越管道溢油模拟及应急对策

介绍了内陆河流水体跨越管道溢油模拟技术与基本流程,以西北地区某河段油品跨越管道为研究对象,分析发生管道泄漏突发溢油事故的风险,考虑丰／枯水期、强／静风、泄漏位置等影响因素,设计构建了12种溢油突发事件情景,应用MIKE21模拟软件建立水动力模型,并分析不同情景下的溢油漂移扩散规律。根据模拟计算结果并考虑河流自身特点,确定了高风险水域多个应急处置关键断面,给出了不同应急处置关键断面的有效应急时间,为溢油突发事件应急准备工作提供了技术支持。     

海上溢油数值模拟研究进展

为了更好地处置溢油事故对海洋环境造成的污染，运用数值模拟预测溢油流散规律对有效围控油品泄漏后的扩散范围意义重大。文章分析了溢油模拟研究面临的难题，分别从油膜扩展、动力漂移、油膜粒子化和风化作用4个方面综述了溢油基础模型的发展。结合最新研究成果阐明了溢油数值模拟发展现状，对比分析了当前国内外广泛应用的溢油模型及软件的原理、适用条件及优缺点。在此基础上，指出目前溢油数值模拟存在的问题及今后的研究重点，指出一种运用欧拉 欧拉法建立溢油模型的新思路。     

加油加气站地下储罐泄漏事故模拟及影响因素分析

利用多相混合数值模拟模型对加油加气站常用石油燃料(汽油、液化石油气)地下储罐不同位置发生泄漏事故在罐池中渗流扩散过程进行模拟,得到汽油、液化石油气(LPG)气相和液相饱和度、危险浓度区域、流速等空间分布规律以及流动趋势变化,并对影响汽油、LPG流动的主要因素进行分析,对比讨论其泄漏渗流扩散的特点。模拟结果表明:在泄漏口周围地下环境条件相同情况下,地下储罐泄漏时汽油渗流扩散比液化石油气渗流扩散缓慢;汽油地下储罐泄漏主要对地下环境造成污染,液化石油气对地下环境造成污染而且给外界环境带来火灾爆炸危险;汽油渗流速度低,整个流场只存在层流,渗流扩散方向主要受重力影响。LPG液相泄漏受重力影响尤为明显;LPG气体渗流扩散方向受出口位置、泄漏速度方向、重力、储罐罐壁形状影响;出口位置是控制气体渗流方向关键因素。     

高后果区天然气管道泄漏扩散的数值模拟

高后果区具有人口密度大及建构筑物集中的特点,其内的天然气管道一旦发生泄漏,人员伤亡及财产损失相对于其他地区更为严重。应用Fluent软件对某高后果区天然气管道泄漏扩散进行二维稳态数值模拟,分析了天然气管道在不同风速、不同泄漏位置以及不同输气压力时的泄漏扩散情况。模拟结果表明,风速对甲烷的扩散有较大的影响,随风速增大,甲烷爆炸范围有先增大后减小的趋势,甲烷扩散的敏感风速为3～5 m/s。管道的泄漏位置对甲烷的扩散影响也较大,管道背风侧泄漏时,两建筑物均处于爆炸范围内,危险性较大;管顶泄漏时,建筑物周围甲烷体积分数较高,易使人窒息;管底泄漏时,大量甲烷聚积在泄漏口附近,爆炸范围较小。甲烷泄漏扩散时,爆炸下限高度随管道输气压力的增大而升高,甲烷扩散的敏感压力为5～6 MPa。     

原油管道泄漏对地表水体环境影响的模拟研究

以穿越L江的M原油管道为例，分析管道在穿越L江段发生溢油事故时对L江可能产生的环境影响，使用MIKE软件对影响范围和程度进行一维模拟预测，得到在泄漏发生后的不同时间、不同位置处的油膜迁移情况与石油类浓度值，以期为L江穿越段内突发溢油事故的快速应急处理及应急预案提供科学依据，为环境影响评价中的风险评价提供理论指导。     

石化企业装置泄漏对地下水污染趋势研究

为研究石化企业不同装置、不同污染物的泄漏对地下水的污染趋势,选取某石化厂区为代表,建立地下水流场模型和污染物运移模型,对不同情形下发生泄漏时污染物对地下水环境的污染趋势进行模拟分析,分析了地下水污染物的产生、入渗途径、扩散方式以及污染趋势。正常工况无防渗情景：原油的渗漏,在厂区：渗漏发生5 a后,潜水含水层原油影响范围0.194 km2,超标范围为0.080 km2,最大运移距离为0.348 km;苯的渗漏,模拟结果显示：泄漏的苯在潜水含水层中13 a后扩散出厂区,厂区下游地下水苯均未超标;二甲苯的渗漏,     

基于GMS的油品泄漏污染模拟及处理措施

研究采用地下水模拟软件（GMS）进行了穿越地下含水层的输油管道泄漏时油品在地下水中的扩散和迁移过程。在模拟出预期的地下流场后，采用溶质迁移模块进行扩散模拟，并成功预测了在特定时期的污染情形和浓度分布。泄漏油品的迁移路径与地下水流动方向基本一致，并且在第1 700 d左右将会汇入最近的河流中造成更大的危害。结合模拟结果和现有的防治措施，分别作了防渗墙和抽出处理的情景模拟，结果显示防渗墙将推迟污染物进入河流的时间，而设置抽水井可以有效处理地下水石油污染。     

住宅天然气泄漏扩散规律研究

通过搭建超大尺寸燃气爆燃实验平台,模拟居民住宅内燃气泄漏后的分布扩散,以移动传感器和固定传感器相结合的方式,采集了空间内燃气泄漏后不同位置的天然气浓度随时间的变化,总结了燃气在住宅内泄漏后自由扩散的规律。同时,通过构建浓度地图的方式,呈现了燃气泄漏后不同时刻厨房内的浓度变化。     

基于氖气示踪剂的埋地燃气管道泄漏扩散研究

基于Fluent软件,建立燃气示踪剂氖气加注模型和埋地燃气管道泄漏扩散模型。氖气加注模型分为氖气连续加注(简称连续加注)、氖气交替加注(简称交替加注)2种方式。埋地燃气管道泄漏扩散模型分为有盖层、无盖层2种工况。模拟结果表明:相比于连续加注,交替加注的氖气质量分数分布更均匀。有盖层时,泄漏气体沿着管道轴向不断扩散,影响范围不断扩大。无盖层时,泄漏影响范围较小且逐渐趋于稳定,为泄漏点附近1.5 m范围。有盖层工况氖气在不同深度水平面的扩散范围明显比无盖层时大得多。无盖层时,氖气质量分数在不同深度水平面的分布范围较为稳定;有盖层时,氖气在土壤中扩散较明显,且水平面越靠近泄漏点,扩散范围越大。泄漏点附近的质量分数梯度变化较为明显,以此可以缩小检测范围。建议打孔深度为0.5 m,可以更迅速定位泄漏点。     

建筑物对氯气泄漏扩散影响的数值模拟

基于FLUENT软件的物质传输模块建立氯气泄漏扩散模型。考虑建筑物对氯气泄漏扩散的影响,针对不同的建筑物宽度、高度、泄漏口与建筑物的距离以及泄漏口与建筑物的相对位置等对氯气泄漏扩散进行数值模拟。结果表明:随着建筑物宽度增加,气体的高浓度区逐渐从建筑物两侧转移到建筑物顶部;随着建筑物高度增加,气体的高浓度区逐渐从建筑物顶部转移到建筑物两侧;随着距离的增大,越过建筑物的气体增加,在建筑物下风向的气体浓度就越高;泄漏源距离地面越高,泄漏气体扩散至地面的垂直距离增大,在相同的泄漏源强度和气象条件下,扩散至地面同等距离处的气体浓度越低;泄漏源在建筑物下风向时,受建筑物背部回流风场的影响,气体向建筑物方向扩散并逐渐向两侧扩散,同时使气体积聚在此不易扩散,导致泄漏源和建筑物背风侧的气体浓度较高。     

油气终端登陆管线的地下水环境影响评价

在对区域地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等因素调查和综合分析的基础上,针对油气终端登陆管线发生泄漏的情况,开展了地下水环境影响评价。根据滨海地区海陆相交的环境特点,重点分析石油类在地下水中运移至海洋岸线的时间。通过分析工程概况确定管道相关参数,建立预测模型,预测在非正常状况情景下,登陆管线泄漏原油在地下水中不同时间运移预测结果。结果表明：第2944d地下水中石油类 污染物扩散至海岸线,出现检出浓度;第3291d海岸线污染物出现超标现象。为此类项目的地下水环境影响评价和环境风险防范重点提供可参考的实践经验。     

天然气泄漏扩散数值模拟分析

本文分别模拟了室内、室外燃气泄漏扩散情况,分析泄漏时间、风速等因素对天然气扩散的影响,为室内燃气报警器安装位置、室外应急抢修安全警戒线以及点火取样的安全距离提供参考依据。     

LPG储配站介质泄漏扩散过程模拟

以天津市某LPG储配站及其周边建筑物为原型建立数值模拟计算模型,运用ANSYS FLUENT软件模拟城市环境中LPG储配站液化石油气泄漏扩散过程。设置风速为3、6、8、12、15 m/s,环境温度为273、293、313、263 K,泄漏速度为10、50、100 m/s,分析不同泄漏位置情况下液化石油气泄漏扩散过程,得到不同因素对LPG泄漏扩散过程的影响规律。结合相关事故对导致LPG储配站发生泄漏事故的因素进行分析,提出预防措施。     

综合管廊通风方式研究

应用流体模拟软件Fluent,对综合管廊燃气舱燃气泄漏扩散进行数值模拟,讨论不同通风方式下对燃气扩散过程的影响。分析得出:管廊日常通风时,综合管廊各舱室应保持负压状态,自然进风、机械排风为合理的通风方式;管廊事故通风时,燃气舱一旦发生泄漏,需尽快排除有害气体,机械进风、机械排风为合理的通风方式;在进行模拟时,不同的通风方式,设置的边界条件不同,模拟结果也有所不同。     

厂区脱酸单元天然气泄漏爆炸危险区域分析

为评估某厂区脱酸单元天然气泄漏风险,建立单元模型及气体扩散模型,分析泄漏天然气扩散过程和爆炸气云分布。模拟风速5m/s时计算域稳定风场和设备表面静压力分布。设定泄漏孔径为40mm和100mm,模拟净化气体分离器和胺吸收塔发生泄漏时的蒸气云扩散,划分不同工况下的危险范围。由于冲击或腐蚀,净化气体分离器、胺吸收塔及相连的分流管线和阀门等附属部件是厂区脱酸单元易发生泄漏的部件;设备对风的阻挡作用使风场紊乱,对天然气扩散运动产生影响;胺再生塔、空气冷却器、胺冷却器、再生塔重沸器、胺吸收塔等设备处于爆炸气云覆盖范围内;泄漏孔径100 mm时,爆炸气云影响到脱酸单元二区的设备,覆盖面积440.28m~2。     

氯气扩散影响因素的数值模拟

基于FLUENT的物质传输模型建立氯气泄漏扩散模型,针对不同泄漏速率、外界风速、障碍物类型等对氯气泄漏扩散进行数值模拟.结果表明,泄漏速率较大时,重气效应明显增大,下风向形成的高浓度区增大;风速较大时,重气云在下风向的扩散速率增大,在水平侧风向的扩散速率减小,在泄漏源和障碍物附近的停留时间减少;不同的地表条件是影响重气扩散的重要因素.     

城市燃气管网泄漏成因及分析对比

保障居民正常用气,预防事故发生是燃气经营单位的首要任务,安排人员巡视管线进行施工配合等,都是在预防事故的发生。燃气管线发生泄漏时,关键在于是否及时发现,有效处置消除隐患。本文以北京市某区域为例,讨论了燃气管网发生泄漏的主要情形,借以实际抢修案例进行清晰的展示,同时使用数值模拟的方法分析泄漏特征不同的原因,确定了孔隙度、管道压力、泄漏位置等因素均对燃气扩散的特征产生影响。根据研究结果,对燃气管理单位提出了因地制宜,整合资源的相关对策,有助于燃气管理单位优化自身运行管理水平,为后期提升燃气智慧管网的科学有效性奠定了理论基础。     

街道天然气管道泄漏扩散的数值模拟分析

为分析泄漏时间、管道压力、泄漏孔径以及泄漏口与建筑物距离四个因素对典型街道天然气管道泄漏扩散的影响,采用数值模拟方法建立CFD模型对天然气管道泄漏扩散进行模拟,得到不同影响因素下的甲烷体积分数分布。利用相似性原理建立缩小比例实验模型实测,进行实验验证,比较4个观测点的射流速度的测试结果与模拟结果,验证结果表明模拟方法具有较好的准确性。研究表明,泄漏扩散初期体积分数分布变化很大;泄漏一段时间后,建筑物对扩散的天然气起抬升作用,使射流高度增加,泄漏天然气对旁边的建筑物有贴附效应。     

天然气场站泄漏事故后果模拟与风险评估

针对天然气场站泄漏燃爆伤亡危害范围问题, 利用PHAST 软件对某天然气场站发生不同程度泄漏后可能造成的蒸气云爆炸、喷射火等燃爆事故后果进行了模拟分析与风险评估,得出该场站各典型事故的安全距离及个人风险和社会风险曲线。结果表明：泄漏孔径越大,泄漏扩散影响范围也越大;喷射火的热辐射值会随着下风向的距离先逐渐递增,达到一定峰值后,逐渐减弱最后趋于稳定;爆炸中心到泄漏点的下风向距离在增大,其爆炸冲击波的危害区域在扩大;风险曲线可直观地看出该天然气场站对周围环境和人口造成的影响。该结论为消防救援及制定应急预案等提供了参考数据。     

加氢站氢气泄漏事故模拟及后果分析

针对加氢站安全,通过理论模型分析和数值模拟两种方法,对其开展事故模拟和后果分析.利用自行编制的MATLAB高斯扩散程序得到爆炸危险区域的浓度曲线,分析环境风速对氢气扩散的影响,即风速越大,危险区域越向泄漏口收缩;利用CFD软件Fluent建立加氢站氢气泄漏全场景二维模型,模拟结果表明,无风情况下,氢气水平和垂直扩散速度很快,容易富集并形成爆炸气团,而在风速10 m/s情况下,泄漏氮气被带动、吹散和稀释,难以富集,爆炸区域仅限于泄漏点附近.环境风不利于氢气稳定扩散,对安全有利.