隧道天然气管道清管过程中的斜管倾角研究

穿越隧道的天然气管道因受到清管器的强烈撞击会产生应力集中问题,进而可能产生重大生产安全事故。为了保证隧道天然气管道的清管安全,以某隧道穿越管道为研究对象,基于ABAQUS显示动力学平台,建立了隧道天然气管道支墩敷设及覆土敷设管道清管模型,考虑支墩敷设与覆土敷设2种敷设形式,分析了清管器质量、清管器初始速度及斜管倾角等关键参数下清管器的冲击载荷,研究了穿越隧道管道在清管作业时,斜管倾角与清管器速度的关系,并建立了安全清管条件。研究结果表明:清管器质量对管道应力影响较小,斜管倾角与清管器初始速度的增加均会引起管道应力的增大;斜管倾斜角度对支墩敷设管道的应力影响较大,当所输送介质压力较大(10 MPa及以上)时,应避免出现支墩敷设管道的斜管倾角大于30°的情况,在施工条件允许的情况下,尽量将其控制在25°以内,覆土敷设管道的斜管倾斜角度在20°以内时,清管作业安全。所得结论有助于穿越隧道管道的设计及清管方案的制定。

隧道内天然气埋地管道泄漏扩散特征数值模拟

天然气输送管道会经过山区,隧道穿越技术被广泛采用,而隧道内天然气埋地管道由于腐蚀等因素有泄漏的风险。运用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件FLUENT模拟研究隧道内天然气埋地管道泄漏后的时空演化规律及管道埋深对泄漏扩散的影响。结果表明:隧道中天然气泄漏后扩散形态由圆形变为放射状,向隧道两端均匀扩散,主要分布在隧道顶部;沿隧道轴向截面,危险范围随时间延长而增加,其增长速度随时间延长而减缓;沿隧道径向截面,天然气体积分数出现明显分层现象;随着管道埋深增加,隧道内的天然气扩散范围减小,且扩散范围减小幅度较大;隧道内不同等级的危险范围都减小,且减小幅度越来越大。研究结果对预防事故发生和应急救援有指导意义。

小直径超长距离天然气管道隧道建设若干关键技术要点

以崇明岛—长兴岛—浦东新区5号沟LNG站管道工程为背景,分析了小直径超长距离天然气管道隧道难点及建设意义,介绍了天然气管道隧道中盾构机选型及针对性配置、管片快速接头、隧道安全高效施工、通风及焊接烟尘处理、管道防腐及应力分析、管道变形监测及预警、隧道充排水等若干关键技术要点。