05 1-5 燃气泄露.pptx

第1页：第2章燃气的泄漏与扩散

2.燃气的泄漏与扩散

• 燃气泄漏的分类
• 泄漏燃气的扩散
• 燃气中的有毒成分及危害
• 泄漏点的查找方法

第2页：按泄漏流体分类

2.1 燃气泄漏——2.1.1 燃气泄漏的分类（按照泄漏的流体分类）：气体泄漏、气液两相泄漏、液体泄漏。

燃气泄漏是燃气供应系统中最典型的事故，燃气火灾和爆炸绝大部分情况下都是由燃气泄漏引起的；即使不造成大的人员伤亡事故，燃气泄漏也导致资源的浪费和环境的污染。

第3页：按泄漏构件分类

按照泄漏的构件分类：

• 管道泄漏
• 阀门泄漏
• 调压器泄漏
• 补偿器泄漏
• 排水器泄漏
• 计量调压装置泄漏
• 储气设施泄漏等

第4页：穿孔泄漏与开裂泄漏

按照泄漏的模式分类：

穿孔泄漏

指管道及设备由于腐蚀等原因形成小孔，燃气从小孔泄漏出来，一般为长时间的持续泄漏，常见的穿孔直径为10mm以下。

开裂泄漏

属于大面积泄漏，泄漏口面积通常为管道截面积的20%～100%，原因通常是外力干扰或超压破裂，通常会导致管道或设备中的压力明显降低。

第5页：按泄漏持续时间分类

按泄漏持续的时间分类：瞬时泄漏、连续泄漏。

渗透泄漏

泄漏量一般比较小，但发生的范围大，而且是持续泄漏。燃气管道与设备以及设备之间的非焊接形式连接处、燃气设备中的密封元件等经常会发生小量或微量的渗透泄漏。

第6页：液体泄漏量计算

2.1.2 泄漏量的计算——1 液体泄漏：液体泄漏的质量流量 q_ml 可用流体力学的伯努利方程计算（式2.1）。

式中：q_ml——液体泄漏的质量流量，kg/s；A——泄漏口面积，m²；C_dl——液体泄漏系数，与流体的雷诺数有关，完全紊流液体时为0.60～0.64，推荐使用0.61，不明流体状况时取1；g——重力加速度；h——泄漏口之上液位高度，m；p——容器内介质压力，Pa；p₀——环境压力，Pa；ρ——液体的密度，kg/m³。

第7页：音速流动气体泄漏量

2 气体泄漏：气态燃气的泄漏量也可以从伯努利方程推导得到，燃气泄漏的质量流量与其流动状态有关。当气体流动属于音速流动时，燃气泄漏的质量流量按式（2.2）计算。

第8页：气体泄漏公式参数

式中各参数含义：

• C_dg——气体泄漏系数，与泄漏口形状有关：圆形取1.00，三角形取0.95，长方形取0.90；由内腐蚀形成的渐缩小孔取0.90~1.00；由外腐蚀或外力冲击形成的渐扩孔取0.60~0.90。
• κ——气体绝热指数（比热比），双原子气体取1.4，多原子气体取1.29，单原子取1.66。
• M——燃气的分子量，kg/mol。
• R——气体常数，8.3144 J/(mol·K)。
• T——气体的温度，K。

第9页：亚音速流动气体泄漏量

当气体流动属于亚音速流动时，燃气泄漏的质量流量按式（2.3）计算。

第10页：两相流泄漏计算

3 两相流泄漏：在过热液体发生泄漏时，有时会出现液、气两相流动，均匀两相流泄漏的质量流量可按式（2.4）、（2.5）、（2.6）计算。

其中涉及储存温度与常压下沸点差的能量、液体的蒸发热（即液体的质量焓，J/kg）以及两相混合物的平均密度。

第11页：两相流公式参数

式中：C_d——两相流泄漏系数；A——泄漏口面积，m²；p_m——两相混合物在容器内的压力，Pa；p_c——临界压力，一般假设为0.55p_m，Pa；p_m——两相混合物的平均密度，kg/m³；p_g——液体蒸汽的密度，kg/m³；p_l——液体的密度，kg/m³；F_V——闪蒸率，即蒸发的液体占液体总量的比例；c_p——两相混合物的定压比热，J/(kg·K)；T——液体的储存温度，K；T_b——液体在常压下的沸点，K；△H_V——液体的蒸发热（即液体的质量焓），J/kg。

第12页：闪蒸率与泄漏模型选择

按闪蒸率 F_V 选择泄漏量计算模型：

• 当 F_V≪1 时（蒸发液体非常少），可认为泄漏的液体不会发生闪蒸，泄漏量按式（2.1）计算；泄漏出来的液体会在地面蔓延，遇到防液堤而聚集形成液池。
• 当 F_V<1 时，泄漏量按两相流模型式（2.4）计算。
• 当 F_V=1 时，泄漏出来的液体发生完全闪蒸，此时应按照气体泄漏式（2.3）处理。
• 当 F_V>0.2 时，可以认为不会形成液池。

第13页：泄漏量计算注意事项

需要注意：以上计算公式都是计算介质从管道或设备直接泄漏到大气中的，对于埋地管道或埋地设备，燃气从管道或设备泄漏后经过土壤渗透并泄漏到大气中时，应按照渗透泄漏来处理，由于土壤渗透性差异很大，计算比较复杂。

即便如此，上述公式仍可以用于燃气泄漏量的估算，其计算结果偏大。