论文中文题名: | 高硫天然气管道硫化氢泄漏规律与分级预警方法研究 |
姓名: | |
学号: | 21220226163 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 085700 |
学科名称: | 工学 - 资源与环境 |
学生类型: | 硕士 |
学位级别: | 工程硕士 |
学位年度: | 2021 |
培养单位: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 化工安全 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
第二导师姓名: | |
论文提交日期: | 2024-06-17 |
论文答辩日期: | 2024-06-02 |
论文外文题名: | Study on hydrogen sulfide leakage pattern and grading warning method of high sulfur natural gas pipeline |
论文中文关键词: | |
论文外文关键词: | hydrogen sulphide ; pipeline leakage ; Gaussian plume modelling ; graded warning |
论文中文摘要: |
天然气是清洁能源,使用量在不断增加。天然气集输的最主要方式是管道运输,在日常运行中,存在山体滑坡、腐蚀穿孔及外力破坏的情况易导致输送管道破裂发生泄漏。高硫天然气管道硫化氢泄漏会引起硫化氢中毒、云团爆炸等事故和造成环境污染。为了研究影响硫化氢泄漏规律的因素,建立有针对性的分级预警方法,为硫化氢泄漏事故预防提供保障。得到以下结论: 通过自研硫化氢管道泄漏实验平台,研究在不同浓度、泄漏管径和风流条件下硫化氢的泄漏规律。结论表明:泄漏源的硫化氢浓度越大,硫化氢气体越容易聚集,达到危险浓度的时间越短。泄漏管径对硫化氢泄漏扩散有消极影响,泄漏管径越小,扩散速度越快,达到临界危险浓度的时间越短。风流方向会影响硫化氢的扩散方向,从而更容易使硫化氢聚集,不易扩散,高浓度区域增大,危险性增大。 利用FLACS软件对普光301井及周边环境进行数值模拟,研究在不同风速、温度、泄漏孔径和泄漏位置条件下,高硫天然气管道硫化氢泄漏气体浓度分布规律。硫化氢泄漏会形成云团进行扩散。结论表明:环境风速、温度、泄漏孔径和泄漏位置会对泄漏气云的浓度分布情况、云团扩散时的形态和扩散距离造成影响。风速增大会使泄漏气体云团的扩散范围变大,抑制高浓度区域形成。温度和泄漏孔径增大会使泄漏气云的扩散范围变大,促使高浓度区域形成。泄漏位置附近有障碍物容易形成不易消散的稳定硫化氢云团,这些云团在监测时不易监测到,危险性较高。 利用GAN网络对实验数据和FLACS模拟数据进行数据增强,获得大量有效数据,对高斯烟羽模型进行优化,用优化后的模型对高硫天然气管道硫化氢泄漏扩散危险区域进行预测划分。根据优化后的高斯烟羽模型在不同风速下划分的危险区域,研究设计了有针对性的高硫天然气管道硫化氢泄漏风险预警办法及事故应急处置对策。 |
论文外文摘要: |
Natural gas is a clean energy source and its use is increasing. The most important way of natural gas gathering and transportation is pipeline transportation, in the daily operation, there are landslides, corrosion perforation and external influence damage caused by transmission pipeline rupture leakage. Sulphur-containing natural gas pipeline leaks may cause accidents such as hydrogen sulphide poisoning, cloud explosions and environmental pollution. In order to study the factors affecting the pattern of hydrogen sulphide leakage, establish a targeted grading warning method to provide protection for the prevention of hydrogen sulphide leakage accidents. This paper carries out the following research: Through the independently constructed experimental platform for hydrogen sulphide leakage in pipelines, the leakage law of hydrogen sulphide is investigated under the conditions of different concentrations, leakage pipe diameters and wind flow. The study shows that: the larger the concentration of hydrogen sulfide in the leakage source, the easier it is to gather hydrogen sulfide gas, and the shorter the time to reach the dangerous concentration; the diameter of the leakage pipe has a negative impact on the diffusion of hydrogen sulfide leakage, the smaller the diameter of the leakage pipe, the faster the diffusion speed, and the shorter the time to reach the critical dangerous concentration; the wind flow affects the direction of the diffusion of hydrogen sulfide, which is easier to make the hydrogen sulfide gather, not easy to diffuse, and the area of high concentration is larger, and the risk is increased. Increase. Wind speed will accelerate the diffusion of hydrogen sulphide, which is not easy to form a gathering area, and the leakage range becomes larger, which brings difficulty for monitoring. Numerical simulation of Puguang 301 well and the surrounding environment is carried out by FLACS software to study the distribution law of gas concentration of sulphur-containing natural gas pipeline leakage under different conditions of wind speed, temperature, leakage aperture and leakage location. Hydrogen sulphide leakage will form clouds for diffusion. The effects of ambient wind speed, temperature, leakage aperture and leakage location on the concentration distribution of the leakage gas cloud, the morphology of the cloud during diffusion and the diffusion distance were investigated. The increase of wind speed will make the diffusion range of the leaking gas cloud larger and inhibit the formation of the high concentration area; the increase of temperature and leakage aperture will make the diffusion range of the leaking gas cloud larger and promote the formation of the high concentration area; there are obstacles near the location of the leakage, so that the cloud will not be easy to diffuse to the far distance, and the high concentration area will not be easy to dissipate, and the diffusion range will be small and the concentration will be high. Data enhancement of experimental data and FLACS simulation data is carried out using GAN network to obtain a large amount of effective data to optimise the Gaussian smoke plume model, and the optimised model is used to predict and classify the hazardous area of sulphur-containing natural gas pipeline leakage diffusion. Based on the optimised Gaussian plume model in different wind speeds, a targeted risk warning method for sulphur-containing natural gas pipeline leakage and emergency response countermeasures were designed. |
参考文献: |
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中图分类号: | X937 |
开放日期: | 2024-06-18 |