王德国

(中国石油大学机械与储运工程学院,北京 102249）

基于管道爆炸数值模拟的架空天然气管道并行间距研究

王德国

(中国石油大学机械与储运工程学院,北京 102249）

从天然气管道失效泄漏引发爆炸现象出发,通过理论分析建立架空管道泄露模型,应用Matlab计算出管道泄露总量中参与爆炸的体积,通过TNT当量法将体积值转化为管道爆炸模型的初始当量。利用Autodyn软件建立管道爆炸物理模型,计算不同并行间距下管道受并行管线爆炸冲击超压及变形量。依据管道椭圆应变准则评定不同并行间距下管道受冲击变形风险。结果表明：架空管线受并行天然气管线爆炸冲击产生的变形破坏为超压破坏和冲量破坏两种形式。架空管道大变形位置为正对爆炸源最近点和背对爆炸源最远点。架空天然气管道安全并行间距：一级和二级风险距离分别为0～2和2～5 m,三级风险距离为5 m以上。将数值模拟结果与理论计算结果对比,验证了该数值计算方法的可行性。

并行管道;TNT当量法;管道爆炸;并行间距

影响管线并行敷设间距的因素包括：管道失效、热传导效应、带压封堵空间、管道施工与维护[1-2]。对并行间距起决定作用的为管道破裂失效因素,其主要作用形式为：管线泄漏气体受明火引燃发生爆炸对管线产生冲击破坏[3]。目前的国外设计规范仅从管道腐蚀、同沟敷设、交叉敷设、施工间距和阴极保护等方面规范并行管线敷设间距,并未考虑管道失效泄漏对并行管线的破坏影响。……