天然气输送管道泄漏事故危害定量分析_图文(精)
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安全管理
【关键词】天然气；管道；个人风险；社会风险；
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工业用燃气日益广泛。天然气主要依靠管道系统输
一成（都）天然气管道由于腐蚀破裂而导致爆炸燃烧，造成２４人伤亡。１９８９年前苏联乌拉尔山发生的一次输气管道爆裂事故，损失非常惨重，造成了
１
送，管道在运行过程中可能受到多种因素侵扰，例如：内外腐蚀、机械撞击、第三方活动等，使得管线发生破裂。一旦发生泄漏时，天然气和空气混合将形
【摘要】
针对某天然气工程中高压输送管道可能发生的天然气泄漏的爆炸危险性进行分析。利
用质量流速模型计算出泄漏流量。根据泄漏流量和天然气的燃烧下限浓度，通过高斯扩散模式定量计算在大气为中性，风速为５ｍ／ｓ，且位于市区的条件下，天然气在大气中的轴向、径向和切向的扩散距离，从而计算该天然气一空气混合云团的体积。对该体积预混云团的爆炸危害进行评估，计算形成蒸气云爆炸的参数，并应用Ｍａｔｌａｂ软件计算出该管道泄漏引起蒸气云爆炸事故的个人风险曲线，其结果可为新管线的规划、建设及现有管线的调整提供决策依据。
１管线的定量分析
１．１管线的失效概率
卜管道长度，ｍ。
１．２．２扩散范围计算
天然气从管道中泄漏时，可以当作零高度连续地面点源气体扩散。根据高斯扩散模型设泄漏点为坐标原点，取平均风速的顺风方向为搿轴正方向，Ｙ轴为侧风方向，垂直向上方向为彳轴正方向。则有
浓度分布公式【９］：
管线的失效概率妒定义为每年每单位长度管线
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引言
火源就可能发生火灾或爆轰，导致人员伤亡和严重
的财产损失¨一】。例如：１９７１年５月，四川威（远）
随着经济发展和人民生活水平的提高，城市和
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２
第１８卷第１期００８年１月
中国安
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全科学
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学报
Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｖ０１．１８Ｎｏ．１
Ｃｈｉｎａ
Ｊａｎ．２００８
天然气输送管道泄漏事故危害定量分析＋
徐亚博钱新明教授
刘振翼
（北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京１０００８１）
学科分类与代码：６２０．５０３０
中图分类号：Ｘ９３７文献标识码：Ａ
出以加卫＂ｌ＇ｒＯ＇ｒＧｒ，ｕｅｘｐ（一ｚ二ｔｒ；茜）（２）式中，ｌｒ风速，ｍ／ｓ；
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０２４人伤亡。
｝文章编号：１００３－３０３３（２００８）Ｏｌ一０１４６—０４；收稿１３期；２００７一１０—１６；修稿１３期：２００７—１２—３１
万方数据
第１期徐亚博等：天然气输送管道泄漏事故危害定量分析
・１４７・
泄漏的天然气，由于密度小于空气，不能在地在该基础上仅得到了由喷射火的热辐射引起的个人风险和社会风险值，对受限蒸气云爆炸的后果并未深入研究。迄今为止，未见管道失效引发受限蒸汽云爆炸所造成的风险情况的科技报道，鉴于发生蒸气云爆炸的严重后果，笔者在以往工作的基础上，对该问题作了初步研究。
面形成持续的蒸气云，所以发生闪火的可能性很小，非受限蒸气云爆炸所产生的超压可忽略不计，所以燃气管线的失效后果通常指喷射火的热辐射及
受限蒸气云爆炸所带来的伤害”ｏ（见图１）。韩国学者Ｙｏｕｎｇ—ＤｏＪｏ【６１在假设管内气体做一维稳态绝热流动的基础上，提出高压管道的简化泄漏率模型，并
图１天然气管道泄漏后果事故分析图
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的失效次数，它随着环境而发生变化，欧洲数据评
估的管线失效率介于２．１×１０“与７．７×１０一之间ｏ７｜。管线应根据其本身的特点及周围环境不同而
划分为不同区段。管线失效概率通常由历史数据的估算得到，由于对因素的统计数据并不充分，所以它们对管线失效概率的影响很难定量。文中对于管
线失效概率取为５．７５Ｘ１０。４次／（年千米）。１．２管线的失效后果
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【关键词】天然气；管道；个人风险；社会风险；
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工业用燃气日益广泛。天然气主要依靠管道系统输
一成（都）天然气管道由于腐蚀破裂而导致爆炸燃烧，造成２４人伤亡。１９８９年前苏联乌拉尔山发生的一次输气管道爆裂事故，损失非常惨重，造成了
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【摘要】
针对某天然气工程中高压输送管道可能发生的天然气泄漏的爆炸危险性进行分析。利
用质量流速模型计算出泄漏流量。根据泄漏流量和天然气的燃烧下限浓度，通过高斯扩散模式定量计算在大气为中性，风速为５ｍ／ｓ，且位于市区的条件下，天然气在大气中的轴向、径向和切向的扩散距离，从而计算该天然气一空气混合云团的体积。对该体积预混云团的爆炸危害进行评估，计算形成蒸气云爆炸的参数，并应用Ｍａｔｌａｂ软件计算出该管道泄漏引起蒸气云爆炸事故的个人风险曲线，其结果可为新管线的规划、建设及现有管线的调整提供决策依据。
１管线的定量分析
１．１管线的失效概率
卜管道长度，ｍ。
１．２．２扩散范围计算
天然气从管道中泄漏时，可以当作零高度连续地面点源气体扩散。根据高斯扩散模型设泄漏点为坐标原点，取平均风速的顺风方向为搿轴正方向，Ｙ轴为侧风方向，垂直向上方向为彳轴正方向。则有
浓度分布公式【９］：
管线的失效概率妒定义为每年每单位长度管线
（ＶＣＥ）ａｒｅ
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ｃａｕｓｅｄｂｙＶＣＥｄｕｅｔｏｐｉｐｅｈｎｅｌｅａｋａｇｅｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｗｉｔｈＭａｔ
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成天然气一空气预混气云，达到燃烧爆炸下限，如遇
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火源就可能发生火灾或爆轰，导致人员伤亡和严重
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随着经济发展和人民生活水平的提高，城市和
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第１８卷第１期００８年１月
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学报
Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｖ０１．１８Ｎｏ．１
Ｃｈｉｎａ
Ｊａｎ．２００８
天然气输送管道泄漏事故危害定量分析＋
徐亚博钱新明教授
刘振翼
（北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京１０００８１）
学科分类与代码：６２０．５０３０
中图分类号：Ｘ９３７文献标识码：Ａ
出以加卫＂ｌ＇ｒＯ＇ｒＧｒ，ｕｅｘｐ（一ｚ二ｔｒ；茜）（２）式中，ｌｒ风速，ｍ／ｓ；
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盯，，吒１方向和的彳方向扩散参数；
菇，Ｙ，卜离开泄漏源的距离，ｍ。
０２４人伤亡。
｝文章编号：１００３－３０３３（２００８）Ｏｌ一０１４６—０４；收稿１３期；２００７一１０—１６；修稿１３期：２００７—１２—３１
万方数据
第１期徐亚博等：天然气输送管道泄漏事故危害定量分析
・１４７・
泄漏的天然气，由于密度小于空气，不能在地在该基础上仅得到了由喷射火的热辐射引起的个人风险和社会风险值，对受限蒸气云爆炸的后果并未深入研究。迄今为止，未见管道失效引发受限蒸汽云爆炸所造成的风险情况的科技报道，鉴于发生蒸气云爆炸的严重后果，笔者在以往工作的基础上，对该问题作了初步研究。
面形成持续的蒸气云，所以发生闪火的可能性很小，非受限蒸气云爆炸所产生的超压可忽略不计，所以燃气管线的失效后果通常指喷射火的热辐射及
受限蒸气云爆炸所带来的伤害”ｏ（见图１）。韩国学者Ｙｏｕｎｇ—ＤｏＪｏ【６１在假设管内气体做一维稳态绝热流动的基础上，提出高压管道的简化泄漏率模型，并
图１天然气管道泄漏后果事故分析图
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ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
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的失效次数，它随着环境而发生变化，欧洲数据评
估的管线失效率介于２．１×１０“与７．７×１０一之间ｏ７｜。管线应根据其本身的特点及周围环境不同而
划分为不同区段。管线失效概率通常由历史数据的估算得到，由于对因素的统计数据并不充分，所以它们对管线失效概率的影响很难定量。文中对于管
线失效概率取为５．７５Ｘ１０。４次／（年千米）。１．２管线的失效后果
ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｘｐｌｏｓｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
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ｇａｓ（ＣＮＧ）ｐｉｐｅｌｉｎｅ
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