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事故通風(fēng)狀態(tài)管廊燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散模擬研究

文檔作者：王雪梅譚羽非張金冬于克成文檔來(lái)源： 1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月27日
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煤氣與熱力
GAS &amp;amp; HEAT
Vol. 39 No. 9
Sep. 2019
鶴第驚年A E C
-燃?xì)廨斉渑c儲(chǔ)運(yùn)-
事故通風(fēng)狀態(tài)管廊燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散模擬研究
王雪梅$'2,譚羽非$'2,張金冬$'2,于克成$'2
（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院，黑龍江哈爾濱150090； 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)
寒地城鄉(xiāng)人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)工業(yè)和信息化部重L實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱150090）
摘 要：以?？谑刑煜杪肪C合管廊燃?xì)猹?dú)立艙為研究對(duì)象，采用ANSYS ICEMCFD15.0軟
件在燃?xì)夤艿郎戏浇⒍S物理模型，模型尺寸為200 m 8 2 m,泄漏孔為直徑為5 mm的圓形小
孔。燃?xì)庠讵?dú)立艙室內(nèi)的泄漏擴(kuò)散滿(mǎn)足三大守恒方程（質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒）、無(wú)化學(xué)反
應(yīng)的組分輸運(yùn)方程以及混合氣體密度方程，采用Fluent 15.0軟件對(duì)燃?xì)夤艿涝谑鹿释L(fēng)狀態(tài)下的
泄漏擴(kuò)散濃度分布規(guī)律及通風(fēng)稀釋效率的影響因素進(jìn)行模擬研究。每種工況模擬開(kāi)始時(shí)，將送風(fēng)
口風(fēng)速設(shè)定為1.87 m/s,即通風(fēng)換氣次數(shù)為6次/h，當(dāng)位于下風(fēng)向、距離泄漏孔15 m處的監(jiān)測(cè)L報(bào)
警后，暫停計(jì)算，重 件，將送風(fēng)口 件由正常通風(fēng)換氣次數(shù)調(diào)整為不同的事故通
風(fēng)換氣次數(shù)，即改變送風(fēng)口的風(fēng)速，進(jìn)行模擬研究。研究結(jié)果表明：當(dāng)泄漏孔徑不超過(guò)5 mm,管道
壓力不超過(guò)0.4 MPa時(shí)，12次/h的最小事故通風(fēng)可以滿(mǎn)足綜合管廊內(nèi)燃?xì)馀撌业陌踩\(yùn)行。當(dāng)泄
漏孔徑為5 mm、管道 為0.8 MPa時(shí),24次/h的換氣次數(shù)基本滿(mǎn)足燃?xì)馀摰耐L(fēng)換氣需求。管
道壓力越大，泄漏量越大，燃?xì)馀摻獬ｋU(xiǎn)所需的通風(fēng)換氣量也越大，因此建議以管道壓力及艙室
燃?xì)鉂舛葹轳詈虾瘮?shù)，采用變頻風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)事故狀態(tài)下聯(lián)動(dòng)通風(fēng)控制。燃?xì)夤艿腊l(fā)生泄漏時(shí)，增加
通風(fēng)換氣次數(shù)可以明顯地稀釋艙室內(nèi)的燃?xì)庵翀?bào)警濃度以下，但是通風(fēng)口至防火墻之間的角落里
容易積聚泄漏的天然氣，因此，建議在燃?xì)馀撁總€(gè)防火分區(qū)的排風(fēng)口和艙室右側(cè)防火墻之間的死角
區(qū)域增加誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)。
關(guān)鍵詞：綜合管廊；燃?xì)馀?；濃度?chǎng)；事故通風(fēng)；數(shù)值模擬；泄漏擴(kuò)散
中圖分類(lèi)號(hào)：TU996.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000 -4416（2019）09 -0A22 -07
目前國(guó)內(nèi)正在如火如荼地開(kāi)展燃?xì)夤艿廊肜裙?
程項(xiàng)目，天然氣管道是高危管道，入廊后使管廊的運(yùn)
行存在安全隱患，目前對(duì)于綜合管廊內(nèi) 管線安
全防范技術(shù)方面的研究 ，管廊內(nèi)管道安全
的相 范 善u-3〕。
海南省?？谑惺菄?guó)家第一批試點(diǎn)城市,燃?xì)夤?
道納入綜合管廊也是全國(guó) ⑷。 對(duì)綜合
管廊 行 研， ?？谑刑?綜合管廊 于天
，全 895叫管廊 1。 綜合
管廊 ， 綜合 燃?xì)?， 綜合
、通、 管，綜合 2.9 mx
2.8 m。圖2 綜合管廊燃?xì)馀搩?nèi)景，燃?xì)馀摂嗝娉?
寸為2.0mx2.8m，燃?xì)夤艿?管 250 mm。
GB 50838-2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)
范》（下 《廊 》）第7.1.6 “天然氣管
道艙及 的 200 m 火
于3.0h的燃 行防火”；第
基金項(xiàng)目：國(guó)家十三五重大專(zhuān)項(xiàng)課題“城市地下綜合管廊安全防控技術(shù)研究及示范” （2017YFC0805003）
作者簡(jiǎn)介:王雪梅，女,博士生，主要研究方向:綜合管廊安全防控技術(shù)研究，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)相鄰地下空間風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)研究。
收稿日期：2019 -01 -20；修回日期：2019 -04 -18 通信作者:譚羽非
? A22 ?
www. gasheat, cn 王雪梅，等：事故通風(fēng)狀態(tài)管廊燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散模擬研究第39卷第9期
圖1綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
圖2綜合管廊燃?xì)馀搶?shí)內(nèi)景
7.2.2條規(guī)定“天然氣管道艙正常通風(fēng)換氣次數(shù)不
應(yīng)小于6次/h,事故通風(fēng)換氣 于12次/
ho 內(nèi)天然氣 大于 下 （體
）20 % , 事故 及其相鄰 -
的事故通風(fēng) 于天然氣的 下
5%, 內(nèi)天然氣的 1%
, 事故 及其相鄰 的事故通風(fēng) 。
目前規(guī)范 燃?xì)?通風(fēng)換氣 的下限
, ，在 工程中如果綜合管廊內(nèi)的燃?xì)夤艿?
生泄漏， 存在通風(fēng) 大、 重 通風(fēng)
及 燃?xì)?危險(xiǎn)的情況。
同時(shí),燃?xì)馊肜鹊臅r(shí)間比較短，學(xué) 們對(duì)入廊燃
氣管道的安全運(yùn)行相關(guān)研究 充分。通 獻(xiàn)檢
索發(fā)現(xiàn)，目前對(duì)入廊燃?xì)夤艿赖男孤U(kuò)散研究多數(shù)
都是在正常通風(fēng)狀態(tài)甚至不考慮通風(fēng)作用[5'6],
考慮了事故通風(fēng)但沒(méi)有報(bào)警前后通風(fēng)換氣 的
切換[7-8]o 填補(bǔ)這方面研究的空白， 以海
口市天 燃?xì)?生泄漏后事故通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行
， 模擬方法，建立了在事故通風(fēng)狀態(tài)
下，管廊內(nèi)燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散時(shí)的 模型，利
Fluent軟件進(jìn)行模擬，研究燃?xì)猹?dú)立艙內(nèi) 場(chǎng)的
分布規(guī)律及其通風(fēng)稀釋效率的影響因素，校核規(guī)范
的事故通風(fēng)方案，同 入廊燃?xì)夤艿赖陌踩\(yùn)
行和事故通風(fēng)的 化研究 參考依據(jù)。
2
2.1幾何模型及網(wǎng)格劃分
以海口市天 綜合管廊內(nèi)的燃?xì)?研
究對(duì)象，不考慮 之間的相互影響，以200 m的防
火 界，重考慮沿 貫通方向的天然氣濃
布。由于天然氣密度比空氣小，忽略天然氣向
管道下方空間的擴(kuò)散，在管道正上方建立模型，泄漏
孔設(shè)置在管道中間位置，采用ANSYS ICEM CFD
15.0軟件建立二維物理模型， 3。具 模型尺
200叫高2叫高2 m 天然氣管道泄漏孔
至 頂棚的距離。通風(fēng)口 178 1叫獨(dú)立
兩端為防火墻'送風(fēng)口左側(cè)邊緣距離左端防火
墻1 m，排風(fēng)口右側(cè)邊緣距離右端防火 1m。
送風(fēng)口 艙室頂棚 排氣口
m \防火墻 吵孔 防火墻/
200 m
圖3燃?xì)馀摱S物理模型
對(duì)物理模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，由于物理模型形狀
則，保證網(wǎng)格質(zhì) ， 化網(wǎng)
格，對(duì)泄漏孔及通風(fēng)口 的網(wǎng)格進(jìn)行加密。在相
同的物理模型下，網(wǎng)格數(shù)目越多，其
，但 。 模擬 前 行網(wǎng)格
關(guān) 證， 在 同 目的網(wǎng)格劃 方案
合適的一種， 以保證 ，又 以提高計(jì)
。 劃 網(wǎng)格數(shù)目分別為92 000,
124 000和168 000的3套網(wǎng)格，檢查網(wǎng)格質(zhì)量均為
0.9 ~1。 4 上述3套網(wǎng)格方案下，泄漏孔正上
方1.9 m處的天然氣質(zhì) 間的變化曲線。
以 ，當(dāng)網(wǎng)格 124 000 ，天然氣質(zhì) -
及變化 律 一 ， 網(wǎng)格 目
124 000的網(wǎng)格方案進(jìn)行 。
2.2數(shù)學(xué)模型及方程求解
化 程， 如下 ： 天然氣 廊
內(nèi)空氣的 合氣 作理 氣 ， 理 氣
狀態(tài)方程;廊內(nèi)空氣與泄漏的天然氣混合后 ，
狀態(tài)，兩在 程 生 化學(xué)（假
在泄漏 程 燃?xì)夤艿?， 泄漏孔天然
氣泄漏質(zhì) [9]。
? A23 -
第39卷第9期煤氣與熱力www. gasheat, cn
報(bào)氓
*
咼繪r 報(bào)
*
時(shí)間/s
圖4網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
，綜合管廊內(nèi)泄漏天然氣在獨(dú)立 內(nèi)與
空氣之間進(jìn)行對(duì)流擴(kuò)散滿(mǎn)足三大 律（質(zhì)
、 、 ）、無(wú)化學(xué) 的 運(yùn)
方程及混合氣體密度方程。天然氣在獨(dú)立 內(nèi)的
泄漏擴(kuò)散 運(yùn)動(dòng)， ！-!湍流模型
在Fluent 15.0軟件中，選擇有限體積法對(duì)控制方程
行離散， SIMPLE算法對(duì)方程進(jìn)行 。由
于天然氣密度比空氣小，需要考慮 的作用，在
Fluent軟件中需要將Viscous Model控制面板下的全
浮力（Full Buoyanco Effects）選項(xiàng)打開(kāi)。在材料（Materials
% （ methane）和空氣（air）的混合
物，并設(shè)置物性參數(shù)。計(jì)算步長(zhǎng)取0.001 c,每個(gè)步
50 , 試50次以?xún)?nèi)可以保證 ，
10-4'
2.3初始條件和邊界條件
2.3.1 件
, 內(nèi)充滿(mǎn)空氣，絕對(duì) 0.1
MPa，溫度為303 K,天然氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0,天然氣在
開(kāi)始泄漏。
2.3.2邊界條件
①泄漏孔邊界條件
a.泄漏孔
美國(guó)石油協(xié)會(huì)的API 581 Ed. 2 （2008 ）《Risk-
Based Inspection - Bass Resourco Document》（《基于
風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)一基礎(chǔ)資源文件》）中表格7 -3將管道
泄漏孔 大小劃 4 :孑「（ 0~
0. 635 cm），中孔（直徑為 0. 635 ~ 5. 08 cm）,大孔
（直徑為5.08 ~15.24 cm）和管道斷裂（直徑大于
615.24 cm）。由于在實(shí)際工程中，燃?xì)庑孤┒?.
孔泄漏， 泄漏孔 5 mm。
\.泄漏孔天然氣泄漏質(zhì)
通 界 比（C） 泄漏孔處氣 動(dòng)
屬于 是 [10], :
"訃廠“548 （1）
式中C——天然氣的臨界壓力比
"—-—天然氣的 ，取1.29
設(shè)大氣壓力為P0,單位為MPa,取值0. 1 MPa；
設(shè)管道絕對(duì) P, MPa。當(dāng)#0/p0.18 MPa時(shí)，小孔泄漏的 ，
研究的燃?xì)夤艿澜^對(duì)壓力均在0.18 MPa以上,
泄漏孔處天然氣 ， 天然氣泄漏質(zhì)
流量計(jì)算公式為[10]:
C I kM （—2—\（） /c、
= C0^P Q 槡+ kt ） ⑵
式中----天然氣泄漏質(zhì) ,kp/s
C0——孔口泄漏系數(shù)，圓形 1
'——泄漏孔 ，m
———管道 對(duì) ， MPa
M----- 天然氣摩爾質(zhì)量，k/mol,取0. 016
k// mol
Z——天然氣 ，取1
R——摩爾氣體常數(shù),J/（mol - K）,為8.314
J/ （ mol ? K）
T—天然氣 ，K
， 泄漏孔 5 mm， 管道 0.8
MPa 時(shí)，質(zhì) 0. 03 k//s；管道 0. 4
MPa時(shí),質(zhì)量流量為0.017 kg/s；管道壓力為1. 6
MPa 時(shí)，質(zhì) 0.057 k/c。
天然氣 288 K。
②通風(fēng)口條件
送風(fēng)口設(shè)置 入口，排風(fēng)口設(shè)置為壓力出
口。送風(fēng)口風(fēng) ：
式中，----送風(fēng)口風(fēng)速,m/s
-——通風(fēng)換氣次數(shù)，次/h
.——燃?xì)?，m3
/——送風(fēng)口 ，m2
據(jù) （3） ,正 通風(fēng)（6次/h）時(shí)
送風(fēng)口風(fēng)速為1.87 m/s,最/J、事故通風(fēng)（12次/h）
送風(fēng)口風(fēng) 3.74 m/s。
?A24?
www. gasheat, cn 王雪梅，等：事故通風(fēng)狀態(tài)管廊燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散模擬研究第39卷第9期
③內(nèi)部單元區(qū)域及表面邊界
泄漏的天然氣 內(nèi) 狀態(tài)分布的空氣都
是， 內(nèi) 型。將管壁、艙
頂棚和防火 均設(shè)置為wall。
3
3.1最小事故通風(fēng)狀態(tài)下燃?xì)馀撊細(xì)夥植?
CJJ/T 146—2011《城燃?xì)鈭?bào)警控制系統(tǒng)技術(shù)
程》第3.3.7 :“燃?xì)?于密閉
密 內(nèi)， 15 m 置一 測(cè)器，且
測(cè)器距任一釋 的距離 大于4 m?！本C合管
廊燃?xì)?于典型的 空間，在 頂棚下方
0.1 m 置處沿管長(zhǎng)布置燃?xì)?監(jiān)測(cè)點(diǎn),以泄漏
孔 ，向左和向右分別 15 m布置一個(gè)燃?xì)?
監(jiān)測(cè)點(diǎn)， 在有需要的位置 監(jiān)測(cè)
。 "軸沿管長(zhǎng)方向，向右為正，以泄漏孔為坐
，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的O 1。
表1天然氣濃度監(jiān)測(cè)點(diǎn)X坐標(biāo)
監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)0 m 監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)0 m
1 -97.5 9 15.0
2 -90.0 10 30.0
3 -75.0 11 45.0
4 -60.0 12 60.0
5 -45.0 13 75.0
6 -30.0 14 90.0
7 -15.0 15 97.5
8 0.0 — —
圖5為泄漏孔徑為5 mm、管道壓力為0. 8 MPa
燃?xì)?內(nèi)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的天然氣質(zhì) 數(shù)
變化。圖5-7中，下、報(bào)警、測(cè)
均以質(zhì) 。如5a所示，當(dāng)泄漏孔
5 mm、管道壓力為0. 8 MPa、送風(fēng)口風(fēng)速為1.87 m/t
時(shí)，測(cè)9在泄漏22 s時(shí)開(kāi) 報(bào)警， 暫停 ，
重新設(shè)置了邊界條件，將送風(fēng)口邊界條件由正常通
風(fēng)(6次/h)切 事故通風(fēng)(12次/h)， 送
風(fēng)口風(fēng) 整為3.74m/s。
于天然氣從泄漏孔高速射 入獨(dú)立 :
內(nèi)， 監(jiān)測(cè)點(diǎn)天然氣質(zhì) 開(kāi)始快速上升，此
階段泄漏量起主導(dǎo)作用，同 現(xiàn)正常通風(fēng) 以
吹散天然氣射流的氣柱。由于燃?xì)?送風(fēng)口在左
側(cè)，測(cè)點(diǎn)1到8在該工況下監(jiān)測(cè) 天然氣泄漏。
測(cè)點(diǎn)9處的燃?xì)鉂舛缺O(jiān)測(cè)器報(bào)警后， 事故通風(fēng)
模 ，該測(cè) 天然氣的質(zhì) 在36 s時(shí)降低
至報(bào)警 以下。在測(cè)點(diǎn)8和9的 處 一
測(cè) ， 測(cè) 8.5， 測(cè) 的天然氣質(zhì) 變
化 5\，發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)在30 s時(shí)天然氣的質(zhì)量
降 至 0， 距離泄漏孔 的測(cè) 置
危險(xiǎn) 短。
余各測(cè)點(diǎn)的天然氣質(zhì) 變化趨勢(shì)是一樣
的，可以現(xiàn)天然氣質(zhì) 變化 只存在時(shí)間
的延遲，類(lèi)似于波的傳遞。 5c和5d以 ，
泄漏孔下風(fēng)向遠(yuǎn)端的測(cè)點(diǎn)天然氣質(zhì) 在 事
故通風(fēng)作用下雖然降低，但終會(huì)維持在報(bào)警
以上。 在該工況下，12次/h的通風(fēng)換氣 并
整個(gè)燃?xì)?的危險(xiǎn)，也就是說(shuō) 事故
通風(fēng)換氣 泄漏工況下燃?xì)?的安全
運(yùn)行。
3.2燃?xì)馀撌覂?nèi)通風(fēng)稀釋效率的影響因素分析
①不同管道壓力對(duì)通風(fēng)稀釋效率的影響
依據(jù)《廊 》，入廊燃?xì)夤艿蓝?、次高
燃?xì)夤艿?，即管?1.6 MPa。圖6 泄
漏孔徑為5 mm，不同管道壓力時(shí)，測(cè)點(diǎn)8. 5,9,13，
14處監(jiān)測(cè)到的天然氣質(zhì) 變化 。開(kāi) ?
送風(fēng)口風(fēng)速設(shè)定為1-87 m/s，測(cè)點(diǎn)9在泄漏報(bào)警
后，暫停 ，重新設(shè)置邊界條件，將送風(fēng)口邊界條
件由正常通風(fēng)(6 T)切 事故通風(fēng)(12
T)， 送風(fēng)口風(fēng) 整為3.74 m/s。
6知，當(dāng)管道 0.4 MPa、泄漏時(shí)間
100 s ， 內(nèi)天然氣質(zhì) 降 報(bào)警
以下。也就是說(shuō)，當(dāng)泄漏孔 5 mm，管道
0.4 MPa時(shí)，12次/h的最小事故通風(fēng)換
氣 以 綜合管廊內(nèi)燃?xì)?的安全運(yùn)行。
然而，當(dāng)管道 從0. 4 MPa J 1.6 MPa時(shí)，測(cè)
9處的天然氣質(zhì) 大值從0.01理
0.067,相應(yīng)的報(bào)警時(shí)間從24 s降 18 s。E
，管道 大， 內(nèi)同一測(cè) 的天然氣質(zhì)
高，報(bào)警 間 短。 管道 1.6MPa ，
內(nèi)泄漏孔下風(fēng)向的所有測(cè) 天然氣質(zhì) 均
下限。預(yù)示著管道 大，一旦發(fā)生泄
漏，燃?xì)?的危險(xiǎn) 大， 危險(xiǎn) 要的通風(fēng)
大。
? A25 ?
b b 8
39
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天然氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)
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天然氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)
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www. gasheat, cn 王雪梅，等：事故通風(fēng)狀態(tài)管廊燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散模擬研究第39卷第9期
目前《廊規(guī)》規(guī)定事故通風(fēng)換氣次數(shù)不小于12
次/h,但在 工程中遇到泄漏工況 存在以下
情況:對(duì)于較大的燃?xì)庑孤┝浚?法保證及時(shí)解
燃?xì)?的 危險(xiǎn),而對(duì)于較小的泄漏量，可能
生 要的通風(fēng)量,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)過(guò)高的運(yùn)行 。
通過(guò)研究管道 對(duì)通風(fēng)稀釋效率的影響，我們建
議以管道 燃?xì)?耦合函數(shù)， 變
頻風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)事故狀態(tài)下燃?xì)?聯(lián)動(dòng)通風(fēng)控制。
②不同換氣次數(shù)對(duì)通風(fēng)稀釋效率的影響
3.1節(jié) 知,12 T的 事故通風(fēng)換氣次
工況下的燃?xì)?危險(xiǎn)，故 模擬
析了泄漏孔徑為5 mm,管道 0. 8 MPa,不
同換氣 的事故通風(fēng)作用下，燃?xì)?內(nèi)各測(cè)點(diǎn)
的天然氣質(zhì) 變化， 7。模擬開(kāi) 送
風(fēng)口風(fēng)速設(shè)定為1. 87 m/s,測(cè)點(diǎn)9在泄漏報(bào)警后，
暫停 ，重新設(shè)置邊界條件，將送風(fēng)口邊界條件由
正常通風(fēng)(6 T)分別切 12次/h、15次/h、18
次/h和24 T,對(duì)送風(fēng)口風(fēng) 行調(diào)整。由圖
7a~7c可知，隨著 氣 的 ， 內(nèi)燃?xì)獾?
擴(kuò)散 快，泄漏孔近端測(cè)點(diǎn)的燃?xì)獗谎杆傧♂尅?
泄漏孔 5 mm, 管道 0/8 MPa , 事故
通風(fēng)換氣 至少需要24 T才 保 內(nèi)各
測(cè)點(diǎn)(測(cè)9 *10*13)處的天然氣質(zhì) 于報(bào)警
' 保 內(nèi)所有測(cè)點(diǎn)天然氣質(zhì) 均
在報(bào)警 以下，我們?cè)谂棚L(fēng)口右側(cè)邊緣下方1m
處 1個(gè)測(cè)， 測(cè) 16,測(cè)處的天然
氣質(zhì) 7d。 7d 知,24次/h的
氣 使得排風(fēng)口至 右側(cè)防火墻的死
角 內(nèi)天然氣質(zhì) 降低到報(bào)警 以下。也
就是說(shuō)，單純憑借增大通風(fēng)換氣 全稀
釋整 的燃?xì)?、燃?xì)馀摰奈ｋU(xiǎn)。 ，我們
建議在排風(fēng)口 右側(cè)防火墻之間的死角 增
誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)。
綜上所述,在燃?xì)庑孤┚瘓?bào)開(kāi)始后第一 的
通風(fēng)方案很重要， 氣 的 起到至關(guān)重要
的作用。換氣 的 決 變化 高
現(xiàn)的時(shí)間，換氣 大，燃?xì)?高 現(xiàn)
的時(shí)間越早，對(duì)的燃?xì)?，燃?xì)馀撓鄬?duì)安
圖7泄漏孔徑為5 mm,管道壓力為0. 8 MPa,不同換氣次數(shù)的事故通風(fēng)作用下,
&amp;amp;5,9,13,16處的天然氣 分?jǐn)?shù)
? A27 ?
第39卷第9期煤氣與熱力www. pasheat. cn
全;反之，換氣 ，燃?xì)?高 現(xiàn)的時(shí)間
晚，對(duì)的燃?xì)?高,燃?xì)馀摼驮轿ｋU(xiǎn)。與
此同時(shí)，在管廊死角 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)很有必要。
4
以?？谑刑煜杪肪C合管廊燃?xì)猹?dú)立 研
究對(duì)象，采用ANSYS ICEM CFD 15. 0軟件在燃?xì)夤?
道上方建立二維物理模型，模型 200 m X 2
m,泄漏孔 5 mm的圓形小孔。燃?xì)庠讵?dú)立
內(nèi)的泄漏擴(kuò)散滿(mǎn)足三大 方程(質(zhì) 、
、 )、無(wú)化學(xué) 的 運(yùn)方程
以及混合氣體密度方程， Fluent 15.0軟件對(duì)燃
氣管道在事故通風(fēng)狀態(tài)下的泄漏擴(kuò)散 布規(guī)律
及通風(fēng)稀釋效率的影響因素進(jìn)行模擬研究。 工
況模擬開(kāi)始時(shí)，將送風(fēng)口風(fēng)速設(shè)定為1.7 m/s，即
通風(fēng)換氣 6次/h， 于下風(fēng)向、距離泄漏孔
15 m處的監(jiān)測(cè)點(diǎn)報(bào)警后，暫停 ，重新設(shè)置邊界
件,將送風(fēng)口邊界條件由正常通風(fēng)換氣 整
同的事故通風(fēng)換氣 ，即改變送風(fēng)口的風(fēng)速&amp;amp;
行模擬研究。研究 明：
① 當(dāng)泄漏孔徑不超過(guò)5 mm，管道壓力不超過(guò)
0.4 MPa時(shí)，12次/h的最小事故通風(fēng)可以 綜合
管廊內(nèi)燃?xì)?的安全運(yùn)行。當(dāng)泄漏孔 5 mm、
管道 0.8 MPa時(shí)，24 T的換氣次數(shù)基本滿(mǎn)
燃?xì)馀摰耐L(fēng)換氣 。
② 管道壓力越大，泄漏量越大，燃?xì)馀摻獬?
險(xiǎn)所需的通風(fēng)換氣 大， 建議以管道
及 燃?xì)?耦合函數(shù)， 變頻風(fēng)機(jī),實(shí)現(xiàn)事
故狀態(tài)下聯(lián)動(dòng)通風(fēng)控制。
③ 燃?xì)夤艿腊l(fā)生泄漏時(shí)， 通風(fēng)換氣 ：
以明顯地稀釋 內(nèi)的燃?xì)庵翀?bào)警 以下，但
是通風(fēng)口至防火墻之間的角落里容易積聚泄漏的天
然氣，因此，建議在燃?xì)?防火 的排風(fēng)口和
艙室右側(cè)防火墻之間的死角區(qū)域增加誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)。
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?A 28?
第39卷第9期煤氣與熱力www. gasheat. cn
bine generatoe set. Taking the distributed system before
mconstmction as a comparison object, Uio procurement
and installation costs of the distributed system recenstruction
equipment, the annual operation cost increment
aftee mconstmctmn, and the annual revenue increment
aftee mconstmction are estimated. The pre-
001X1—1 and installation costs of the distributed system
reconstruction equipment are 623 X 104 yuan, the annuaeabsoeut
sneom+ snee+m+ntattee+eonsteuetson
(ditemnce betueen the annual revenue increment and
the annual operation cost increment $ is 261. 76 X 104
yudn/year, and the project static payback period is
2. 38 years. The project economic benefit is obvious.
Key word；: natural gas disUnuUd eneray system
% gas turbine generator set; waste heat utilization %
sn akeaseeooesng
Gas Combustion, Gas Appliances
and Gas Consumption Equibmedt
Condensation Heat Transfer Model
andExpecnmenralSrudy ofReerangulac
Low-ribbee Fin Condeesec
GAOYu, PENGShsnsng
Abstract: For the rectangular low-ribbed finned
tube condensee, the in eaiciency calculation formula
sssnteodueed sn theheatteansteemodee, whseh smproves
the accuraco ot the heat transfee colculation result
to some extent. The Stefan-Maxwell equation is appesed
tothemuets-eomponentmasteansteemodee, and
thedstusson eoetsesentotwateeeapoesn theteuegasss
colculated by combining the actual heat transfee
peoees, and theheatteansteeand masteansteeehaeaeteesstsessn
theeondensatson peoeesaeeanaeyaed.
Theheatteansteeecpeesmentottheeondenseesseaesed
outbyussngtheteuegasgeneeated bythegaswatee
heateeastheheatsoueee.Asapeaetseaeecampee, the
appeseabsestyottheeaeeueatson mode e ss p eo eed. The
eaeeueatson eesuetsaeeused toanaeyaetheeondensatson
heatteansteeehaeaeteesstses undeedsteeentwoeksng
eondstsons, and theeaeeueatson toemueaoteondensatson
eatess tsted. Based on ecpeesments, the anaeysss
showsthatwsthsn aeeetasn eondenseeeoad eange ( wsth
600 W as the boundao $ , the increase of the load contesbutestotheenhaneementotheatteanstee%
theheat
teansteeeteetssbestwhen thesneetwateepeesueess
0. 1 MPa. At the low tue gas side the watee pressure
is 0. 2 MPa as the boundao. When the vvlue is
hsgheethan thsseaeue, thesnteueneeottheteuegas
side on the fin Vacienca is more obvious. The ratsonaestyottheLewsseeeatsonshsp
appesed tothedessgn
otteuegaseondensatson dependson thewateeeapoe
eontentsn theteuegas, and theLewsseesteeson sseeeated
tothewateeeapoeeontentsn theteuegas.Theeeea-
Uonship of the condensation rate to Ja, the watee vapOT
content and the tue gas side is fitted.
Key woris: flue gas condensation % condensetson
heatecehangee% eonden#atson heattean#teemodee%
eeotangueaeeow-esbbed tsn% oonden#atson eate
GasT(ansmnsnon, Dnsr(nburnon,
Sro(ageandT(anspo(rarnon
SnmularnonSrudy onGasPnpelnneLeakage
Diffusion in Utility Tunnel undec Accident
Ventilation Condition
WANG Xuemei, TAN Yufei, ZHANG Jindong,
YUKeoheng
Abstract: Taking the independent gas compaOmentsn
theutsestytunneeatTsancsangRoad sn Haskou
Cstyastheeeseaeoh obeeot, theANSYS ICEM CFD
15.0 sottwaeessused toestabessh atwo-dsmenssonae
physsoaemodeeoeeegaspspeesne.Themodeessaess
200 m X2 m, and theeeak hoeessaoseoueaehoeewsth
adsameteeot5 mm.Theeeakagedstusson otgassn the
sndependentoompaetmentmeetstheeeoonseeeatson equatsons
( mas oonseeeatson, momentum oonse eeat son ,
eneegyoonseeeatson $ , ohemsoaeeeaotson-teeeoomponentteanspoetequatson
and msced gasdensstyequatson.
Thessmueatson studyon thedsstesbutson eaw ot
eeakagedstusson oonoenteatson otgaspspeesneundee
aoosdentaeeentseatson and the snteuenosng ta otoes o t
eentseatson dseutson etsosenoyssoaesed outbyFeuent
15 .0 sottwaee.Atthebegsnnsngoteaoh oondstson ssmueatson,
thewsnd speed attheasesuppeyouteetsssetto
1.87 mys, thatss, theeentseatson aseohangeeatess6
tsmesyh.When themonstoesngposntsn thedownwsnd
dseeotson and 15 m teom the eeakage hoee ss aeaemed,
theoaeoueatson sssuspended, theboundaeyoondstsons
aeeeeset.Theboundaeyoondstson ottheasesuppeyouteetssadeusted
teom thenoemaeeentseatson aseohange
eatetothedsteeenteentseatson aseohangeeates, that
ss, thewsnd speed at the a sesupp ey out eet ss ohanged,
and assmueatson study ss pe e to emed. The eesu ets show
thatwhen theeeakagehoeedsameteedoesnotecoeed 5
mm and thepspeesnepeesueedoesnotecoeed 0.4
?B 42?
www. gasheat, cn Abstracts and Key Words 第39卷第9期
MPs, tha minimum accident ventilation of 12 times/h
can meet the safe operation of the gas compartment in
the utility tunnel. When the leekage hole diametea is 5
mm and the pipeline passu% is 0. W MPa, the ata
change rate of 24 times/h basicaliy meets 1:116 ventilation
aia change aquiaments of tte gas campartment.
The greater tte pipeline passu%, tte greater tte leekage,
and the greater 1:!^ ventilation volume needed to
removv tee danger in gas compartment. Therefore, it is
recommended that the pipeline pressure and compartment
gas concentration should be used as the coupling
function, and the frequence conversion On should be
used te realize the linkage ventilation controo under the
accident state. When mle gas pipeline leaks, incoasing
the ventilation Co change rate con signiacantly di-
1^6 the gas in the compartment te below the alami concentration
,but the leaked naturai gas is easy te accumulate
in the coaer betwan me vent and the firewali.
Theefoe, otoseoommended thatonduoed fan osadded
on thedead oo%ne%eonebetween theventofeaoh foe
dostootofthegasoompatmentand thefoewaaon the
oghtsodeoftheoompa%tmentc
Key words: utility tunnei % gas compdtment;
concentration Old; accident ventilation % numericoi
simulation % leakage dilusion
Daily Gas Consumption Prediction Based
on Machioe Learning and Influenct
Factor Analysis
HUANG Jian' an, JIN Yadong, YANG Tan
Abstract: Based on Wc accurate asiaential
daoa,gasoonsumptoon dataobtaoned b,theNnteenetof
Thongsonteaogentmeteeeeadongteohnoaog,, themaohoneaeaenongmethod
osadopted toeeaaoeethepeedootoon
oftheeesodentoaadaoa,gasoonsumptoon and theevaluation
of influenco factors. When using LSTM modeatopeedoottheeesodentoaadaoa,
gasoonsumptoon, no
feature prediction ( no eigenvalucs are added during the
padiction process $ and featua padiction are peafoem+
d esp+otov+a,, and th+aooueao,ofth+fatue
pedootoon oseaatov+a,hoghcNn th++vaauatoon ofth+
faotoesonfau+noongth+esod+ntoaadaoa,gasoonsumption,
the XGBoost model is adophd, mainiy consinesing
the inOuenco of exteaai chaacWristics of the communot,(
geogeaphooaooatoon, peopeet, eepeooe, aooe
aeeaeatoo, housepeooe, oonsteuotoon tome, geeenong
ate, traffic situation and educationai characteristict).
TheompoetanoeofgeogeaphooaBooatoon, peopeet,fee
peooe, fooeaeeaeatoo, housepeooe, oonsteuotoon tome
and g eeen ong eate os h ogh , and theompoetanoeofothee
etteenaBfeatueesosnotobvoousc
Key words : prediction of resinential daily gas
oonsumptoon% maohoneaeaenong% onfauenoefaotoeanaa-
,sos% LSTM modea% XGBoostmodea
Forc"sCerr"niCaiiosicProiciion
Remote Monitoring System
SHEN Lilong
Abstraci: The equipment installation method,
collection objects and system process of forced current
oathodoopeoteotoon eemotemonotoeongs,stem ( eeeeed
te as remote monitoring system) are introduced. Based
on the manuai transcription date, the vvlidity of monitoring
date of the remote monitoring system ( referred te
as monitoring data) is analyzed. The equipment instaiaatoon
method oftheeemotemonotoeong#s#tem oan be
gaund installation and underaaund installation. The
eemotemonotoeongequopmentoon#otofmonotoeongdevice,
transmitting and receiving device (with lithium
bftea and SIM cord) , which con realiee the automatic
acquisition and transmission of protection potentiais
and Wc reception of high and low potentiai alami limivalues
sent by the monitoring centeo. Manuai transcription
of patectivv potentiais con alse be achieved by
means such as junction box. The relativv erroe range
between Wc monitoring data and the manuai transcription
data is -0. 91% to 1. 77% , and Wc accuacy of
monitoring data is ideai.
Key words: forced currentcathodic protection %
eemotemonotoeong% peote'toon potentoaa
Impact Behavior of Gas Pipeline Physical
Blasting on ParalUl Adjacent Pipeline
RO NG Gang
Abstract: Airning at We potentiai threat of gas
pipeline blasting impdcting paralld pipelines in the
same ditch, the equivvlent TNT equivvlent of gas pipeline
blasting was detemiined based on the eneray equivvlence
rule. The smooth particle hydrodynamic Onite
element meWod ( SPH-FEM) is used to verify the
accuacy of We Onite element model. Based on the
softWare LS-DYNA and LS-PREPOST, a tUree-dimensional
solid explosion modd of defectivv pipeline-soilexplosivv
coupling is established to study the effect of
?B 43?

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