李修峰，贾廷亮，王磊

中海油安全技术服务有限公司伊拉克分公司（天津 300456）

油气泄漏引发的火灾爆炸事故是海洋油气作业面临的主要风险，可燃气云燃爆产生的高温、高压和热辐射将会对设备造成损害，引起更大量的天然气泄漏而加剧事故风险[1]。国内外对海洋作业油气燃爆风险已开展广泛研究，包括可燃气体泄漏扩散过程、燃爆超压、高温、热辐射变化规律[2-5]，海洋平台油气燃爆事故频率计算方法及燃爆风险管理方法[6]，燃爆风险评估框架[7]，燃爆风险定量评价[8]等。采用场模拟理论，利用CFD软件模拟泄漏天然气燃爆及火灾发展过程，分析可燃气云分布及火灾高温伤害范围，定量评价井口天然气泄漏燃爆危险性。

1 数值仿真模型

1.1 理论模型

井口泄漏天然气点燃后发生燃烧爆炸并产生高温和热辐射。采用CFD 数值仿真软件模拟泄漏天然气被点燃后火灾发展过程及高温、热辐射的危害范围。CFD 仿真模型中，采用计算高效、应用广泛的混合分数燃烧模型模拟泄漏气体的燃烧过程，通过求解混合组分分布的输运方程以计算燃烧产物各组分的分布。

混合分数燃烧模型的基本假设条件是：流体的瞬时热化学状态仅与单一的守恒标量混合分数f相关。其计算公式为:

式中:Zk为元素k的质量分数；Zi,ox为氧化剂入口处的质量分数；Zi,fuel为可燃物入口处的质量分数。燃烧过程中对化学反应的计算，可采用化学平衡假设和基于燃烧富限值方法的非化学平衡假设。……