基于欠膨胀喷射火模型的含氢天然气管道失效后果分析

含氢天然气管道输送是氢能利用的重要途径之一。针对含氢天然气高压输送管道失效可能引起的欠膨胀喷射火,采用计算流体力学软件Fluent,建立对应的含氢天然气欠膨胀喷射火的模拟模型,模拟模型利用Birch模型描述喷口处的工况,将模拟研究结果与已有试验值进行了对比,验证了该模型的准确性,并分析了模型的网格敏感性。基于该模型研究了氢气含量、管道压力和喷口尺寸对火焰轴线温度分布及火焰长度的影响规律,并揭示了相应的影响机制。

含氢天然气管道工程设计中有关间距问题探讨

近年来,氢能综合利用已成为世界各国研究的热点,也是世界新能源的重要发展方向之一。大规模运输氢气时,管道运输更加高效、安全。国外已建成氢气管道约6000 km,一些国家将氢气掺入天然气管道中实现氢气长距离运输和利用,并形成了部分相关的管道标准。中国尚无氢气、混氢天然气长输管道相关标准规范,由于设计理念差异,在站场布置间距问题上无法参考国外标准规范;同时对于不同氢气/天然气浓度的混合体系,国外相关标准规范规定的管道潜在影响半径、防爆区域范围等是否合理尚待考证。基于氢气、混氢天然气的物性特点,结合天然气管道、站场相关间距的本质原则,定量比对了氢气、混氢天然气、天然气的影响范围,探讨了含氢管道工程设计若干间距参照依据。研究表明:含氢天然气站场的防火间距可参照天然气站场相关规定;含氢天然气管道潜在影响半径参考纯氢气管道潜在影响半径的计算方法具有较大风险,可采用提出的基于浓度修正的定量计算方法;含氢天然气管道站场防爆区域应综合执行相关氢气、天然气站场标准要求。研究成果可为含氢天然气管道工程设计提供借鉴。