埋地CO2输送管道泄漏扩散及危险区域研究

许鸿云

(重庆科技大学安全工程学院，重庆  401331)

摘 要：CO₂管道一旦发生泄漏事故,必将会对周围环境和人体健康造成危害。采用 CFD数值模拟软件研究了管道压力和土壤性质对 CO₂气体扩散的影响情况,得到了气体体积分数随时间的变化规律。管道压力越高,气体的扩散速率越快,形成的危险区域也越大,而土壤性质也直接影响气体扩散的浓度范围。最后以5%浓度作为危险阅值,得到了不同工况下CO₂的危险半径。

关键词：CO2；埋地管道；泄漏扩散；危险区域

0 引言

碳捕集、利用与封存(CCUS)项目作为减少碳排放最直接有效的方式,受到了国内外政府的广泛重视^[1－2]。其中CO₂管道运输作为该项目的重要组成部分,一旦发生泄漏,将会对环境造成严重污染,甚至会威胁人的生命安全。itkowski等在2013年就指出，当人处在较高的CO₂，浓度环境中,CO₂就会对人的健康造成威胁。

为了研究埋地CO₂，管道泄漏特性，Mahgerefteh等通过建立1种流体-结构相互作用模型证明,与架空管道相比,埋地CO₂，管道发生孔泄漏后,更有可能转变为脆性断裂。此外,气相CO₂管道相比于密相更容易发生脆性断裂。Corlis等建立通过CO_2，管道二维稳态扩散模型,研究出了CO₂，气体不同相态对管道泄漏扩散的影响。陈兵等四通过数值模拟软件uen模拟了分析出了CO_2，管道发生泄漏初期,气体是呈现出均匀扩散的规律。朱国承等通过对工业规模CO₂管道进行实验研究，得到了泄放区域内CO₂的体积分数随时间的变化规律，拟合得到了泄漏口径和扩散危险距离的关系,划定了不同泄漏口径下的气体影响范围。

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