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长管拖车泄漏监测与预警技术研究

蒋骏  
【摘要】:长管拖车是一种移动式压力容器,是由走行装置、大容积无缝钢瓶和连接装置三部分组成的气体运输装备。长管拖车主要是用来储运压缩天然气,它是一种易燃易爆的危险气体,在空气中的占比在5%~15%以内时,遇明火可发生爆炸;占比高于15%时,在空气中可正常燃烧。长管拖车主要在城市的主干道或居民区等人口密集的地方穿梭,一旦有泄漏等意外发生,其必然会造成一定的社会危害和经济损失,甚至人员伤亡。因此必须采取有效的措施保障长管拖车的安全运行。本文以长管拖车的泄漏监测与预警为研究课题,确定了基于光纤光栅温度传感器的压缩天然气泄漏的监测预警方法,主要做了以下研究:1)对长管拖车的构造和气瓶进行了研究,分析了气体泄漏可能引发的安全事故,统计了2010~2015年长管拖车定期检验时发现的缺陷模式,并确定了泄漏是长管拖车的主要失效模式之一,得出了长管拖车发生泄漏的主要部位是气瓶端塞和管路阀门。2)对光纤光栅传感技术的现状和光纤光栅温度传感器的工作原理进行了研究,验证了基于光纤光栅传感技术的长管拖车泄漏监测预警的可行性和可靠性。3)运用Fluent软件对压缩气体的泄漏扩散进行仿真模拟,得到其气体扩散的路径和方式,以及在气体组分、温度和流量上的分布规律。并且综合比较发现仿真模拟的结果和长管拖车定期检验报告及气体泄漏模型的分析结果一致,说明了仿真模拟结果具有一定的可信度。4)通过对长管拖车的泄漏失效模式和Fluent泄漏模拟的结果分析,确定了光纤光栅温度传感器的布置点并进行了现场安装。对长管拖车泄漏监测预警进行实验研究,并得出了长管拖车气瓶端塞处最有可能发生泄漏的部位是端塞靠近长管拖车多孔板外侧的气瓶与端塞的连接处。


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