综合管廊燃气舱事故通风方案优化及爆炸危害性研究

摘要

综合管廊是城市地下管道的综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体。综合管廊作为城市诸多管线的一个统一廊道，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和统一管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。随着城市建设水平的不断提升，综合管廊建设项目也日益增多；相应的综合管廊相关设计的安全可靠性更应重视。其中在燃气舱中，燃气泄漏引发火灾甚至是爆炸事故的危害性极大，一旦发生泄漏事故，会对我们的日常生活造成严重的影响。所以对燃气舱中天然气泄漏规律以及事故通风方案进行研究是具有实际指导意义的。　　本文主要以城市综合管廊中的燃气舱为研究对象，在对燃气舱内燃气管道泄漏的主要原因、发生泄漏的位置和泄漏口的形状进行讨论的基础上，以陕西省宝鸡市陈仓区某综合管廊实际工程为研究对象，参照其实际尺寸，利用Fluent软件对燃气舱内天然气管道泄漏口最不利朝向及形状进行模拟研究，并在最不利泄漏口的条件下对不同的事故通风方式、事故通风量、通风口尺寸以及送风角度对事故通风效果的影响进行模拟研究，通过对不同工况下模拟结果的对比分析，得到事故通风的优化方案。并对事故通风时，排风口外天然气扩散规律、不同高度排风口所对应的排风口外危险区域的范围、污染物浓度的变化规律等进行了模拟研究，通过对比分析，为燃气舱排风口高度的设计提供参考建议；论文对发生天然气泄漏事故时，在管廊内以及排风口外可能造成的爆炸危害进行了预估。以期为天然气舱通风设计及运行管理提供必要的理论依据和参考建议。

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综合管廊燃气舱事故通风方案优化及爆炸危害性研究

摘 要

Research on Optimization of Gas Cabin Accident Ven

Abstract

目 录

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 综合管廊发展现状

1.2.2 受限空间事故通风研究发展现状

1.3 研究目的及意义

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究意义

1.4 主要研究内容

1.5 本章小结

2 燃气舱内燃气泄漏状况分析及相关规定

2.1 天然气的性质及泄漏特点

2.2 燃气泄漏的原因

2.3 燃气管道泄漏口形状

2.4 燃气泄漏的危害

2.5 燃气泄漏一般检验技术方法

2.5.1 直接检测法

2.5.2 间接检测法

2.6 燃气舱设计相关规范

2.7 本章小结

3 燃气舱天然气泄漏模型的建立与求解

3.1 宝鸡市某综合管廊资料调研

3.1.1 工程基本概况

3.1.2 节点设置状况

3.1.3 管线设置及管内介质

3.1.4 天然气监测报警器

3.1.5 送、排风方式

3.2 研究方法的选择

3.2.1 物理实验

3.2.2 CFD方法

3.3 CFD软件介绍

3.4 燃气舱模型的建立与监测点的设置

3.5 数学模型的优化及求解

3.5.1 流体基本方程

3.5.2 湍流模型

3.5.3 小孔泄漏模型

3.6 网格无关性验证

3.7 边界条件的设置

3.8 本章小结

4 燃气舱内天然气泄漏状态及通风数值模拟优化

4.1 最不利泄漏口的研究

4.1.1 泄漏口最不利朝向的研究

4.2 未开启事故通风时天然气泄漏状态模拟

4.3 燃气舱事故通风方案模拟优化

4.3.1 一进一排和一进两排通风方式的比较分析

4.3.2 不同事故通风量对通风效果的影响

4.3.3 不同通风口尺寸对通风效果的影响

4.3.4 不同送风角度对通风效果的影响

5 燃气舱排风口外天然气扩散规律的研究

5.1 排风口外模型建立

5.2 外界无风时排风口外天然气扩散规律的研究

5.3 外界有风时排风口外天然气扩散规律的研究

5.4 本章小结

6 燃气舱内及排风口外天然气爆炸危害性研究

6.1 燃气舱内天然气爆炸危害研究

6.1.1 理论计算方法

6.1.2 燃气舱内天然气爆炸危害实例计算

6.2排风口外天然气爆炸危害研究

6.2.1理论计算方法

6.2.2排风口外天然气爆炸危害实例计算

6.3 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.1.1关于“最不利泄漏口”的结论

7.1.2关于“事故通风方案”的结论

7.1.3关于“排风口外天然气扩散”的结论

7.1.4关于“爆炸危害分析”的结论

7.2 展望

参考文献

致 谢