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岩鹰山隧道内天然气管道泄漏规律及通风方案研究

吕游  
【摘要】:中缅管道全长超过2000km,沿线建有大量山岭隧道,总数达60余座,其中55座为油气共用隧道。天然气管道在运营期间,可能发生多种形式的泄漏,隧道属于密闭空间,一旦在隧道内发生天然气管道泄漏,可能造成燃烧、爆炸等严重后果,甚至会损毁隧道,隧道内管道损毁后的维修难度要远大于常规地区,需耗费大量的时间与经济成本,管道的正常运营会受到严重的影响。隧道中天然气管道发生泄漏后,管道运营企业需要在科学、高效的方案指导下进行维抢修,提高维抢修效率,将事故损失减小到最低。只有掌握隧道内泄漏天然气扩散规律才能在此基础上制定科学、高效、有针对性的维抢修方案。 采用经典流体力学理论,以及计算流体力学(CFD)等方法相结合,对中缅油气管线上具有代表性的岩鹰山隧道进行研究。分析了岩鹰山隧道可能出现的泄漏形式及造成泄漏的原因;通过泄漏源计算,找到管道内压力、泄漏口大小、天然气组分等因素与泄漏射流速度及泄漏率的关系;用Fluent软件对岩鹰山隧道天然气管道泄漏进行仿真模拟,利用Fluent模拟结果与泄漏源计算结果相结合,经过理论分析与数据拟合,提出泄漏天然气充满隧道的时间计算模型,通过不同边界条件下隧道内天然气泄漏扩散规律的模拟结果对时间模型进行验算并修正,所给出的修正时间模型建立了天然气管道泄漏口大小管道内压力、泄漏位置和隧道截面积等因素与泄漏天然气充满隧道时间的关系,模型不仅仅适用于岩鹰山隧道,还可以应用到中缅管线上其他隧道的天然气管道泄漏计算。 其次,针对岩鹰山隧道两端阀室设置情况,通过流体力学理论分析,计算了不同管压下岩鹰山隧道内天然气管道天然气泄漏总量、泄漏射流持续时间等。并根据计算结果提出了阀室布置间距调整意见。 最后,利用计算流体力学(CFD)方法,研究岩鹰山隧道在发生天然气泄漏事故后,不同通风方案的效率,得出隧道通风优化方案,方案内容包括单台风机和多台风机的最佳送风方式、布设水平位置、布设高度、布设间距。根据通风方案计算结果对风机型号选取、以及隧道洞门设计提出了建议。


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