超临界二氧化碳泄漏减压模型构建及泄漏量分析

为了解决超临界二氧化碳管道泄漏风险评估问题,基于工业规模超临界二氧化碳小孔泄漏试验结果,提出分别构建超临界泄漏阶段、气液两相泄漏阶段、气相泄漏阶段的理论模型,并通过确定各阶段的传递参数,实现二氧化碳减压过程的理论建模。采用MATLAB软件编制了模型求解程序。通过试验数据验证了理论模型的可靠性。基于理论模型计算结果定量探讨了初始压力、初始温度和泄漏口径对泄漏减压过程压力及质量流量的影响。结果表明:初始压力在8~9.5 MPa变化时,对减压过程压力及泄漏质量流量影响较小;初始温度在33~39℃变化时,压力降至临界值的时间逐渐增加;泄漏口径减小,压降时间显著变长;在泄漏减压初期,泄漏质量流量均出现波动,随后随压力降低而逐渐降低。构建的理论模型能够实现超临界二氧化碳泄漏质量流量预测。

基于OLGA的二氧化碳管道意外泄漏减压特性模拟可靠性

为探究OLGA软件能否用于模拟超临界二氧化碳管道意外泄漏减压特性这一问题,基于DN 250、长258 m的工业规模超临界二氧化碳管道意外泄漏试验,采用OLGA软件建立了与试验工况一致的模拟模型,得到50 mm、100 mm、233 mm(全口径)泄漏口径时,管线内不同位置二氧化碳压力、温度随时间的变化,探讨OLGA软件模拟二氧化碳管道意外泄漏减压的可靠性。结果表明:OLGA模拟模型用于预估泄漏减压持续时间具有较好可靠性;OLGA模拟模型无法预测意外泄漏瞬间的减压波传播行为;OLGA模拟模型预测得到的泄漏口径233 mm的超临界二氧化碳泄漏压降及温降与试验结果有显著偏差;OLGA模拟模型在一定程度上能够再现泄漏口径为50 mm、100 mm时超临界二氧化碳泄漏压降及温降行为,可应用于精度要求不太高的工程预测场合。