[發(fā)明專利]一種甲烷逸散因子的確定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010158995.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN111428348A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張景奇;張海濱;盧迪;安寶晶;牛黎明;朱曉霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海油總節(jié)能減排監(jiān)測(cè)中心有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F17/11;G06F111/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發(fā)明公開了一種甲烷逸散因子的確定方法，包括步驟：確定甲烷逸散產(chǎn)生的位置；選取可能存在甲烷逸散的部件，確定該部件在不同甲烷逸散孔徑下的甲烷逸散速度和甲烷逸散量：采用Fluent數(shù)值模擬軟件分別計(jì)算在不同甲烷逸散量下甲烷逸散位置周圍處的甲烷的逸散濃度場(chǎng)；得到利用甲烷逸散濃度求解甲烷逸散量的高斯氣體濃度擴(kuò)散方程：檢測(cè)在法蘭逸散位置處的甲烷逸散濃度；將測(cè)得的甲烷逸散濃度帶入高斯氣體濃度擴(kuò)散方程中，計(jì)算甲烷的逸散量；將所得到的全部甲烷逸散位置處的甲烷逸散數(shù)據(jù)按照甲烷逸散部件的設(shè)定分類進(jìn)行求和，再除以該類型部件的檢測(cè)數(shù)量，最終得到每個(gè)類型部件的甲烷逸散因子。采用本方法解決了直接檢測(cè)逸散量困難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含有甲烷氣體逸散的領(lǐng)域，特別適用于工業(yè)生產(chǎn)過程中甲烷逸散因子的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

甲烷是一種溫室效應(yīng)很強(qiáng)的溫室氣體，單位質(zhì)量甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的二十倍以上。目前，在工業(yè)生產(chǎn)過程中甲烷逸散源的確定，以及各部分甲烷逸散量的計(jì)算尚未出現(xiàn)系統(tǒng)且全面的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種精準(zhǔn)、簡(jiǎn)單的甲烷逸散因子確定方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種甲烷逸散因子的確定方法，包括以下步驟：

第一步，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程的工藝特點(diǎn)，確定甲烷逸散產(chǎn)生的位置；

第二步，選取可能存在甲烷逸散的部件，根據(jù)甲烷逸散部件處的工況條件以及甲烷逸散點(diǎn)的逸散孔徑，確定該部件在不同甲烷逸散孔徑下的甲烷逸散速度和甲烷逸散量：

甲烷逸散速度的計(jì)算公式為：

甲烷逸散量的計(jì)算公式為：

式中：

q——逸散點(diǎn)處甲烷的逸散量，kg/s；

λ₁——流量系數(shù)，0.35λ₁1；

d——甲烷逸散點(diǎn)的逸散孔徑，m；

ρ——逸散點(diǎn)處的甲烷密度，ρ＝717kg/m³；

k——甲烷的絕熱指數(shù)，k＝1.308；

R_g——甲烷的常數(shù)，R_g＝518J/(kg·K)

T——甲烷氣體溫度，K；

p₂——逸散點(diǎn)出口處絕對(duì)壓力，Pa；

p₃——逸散點(diǎn)入口截面絕對(duì)壓力，Pa；

u_l——甲烷逸散速度，m/s；

第三步，在第二步的工況下，將甲烷逸散速度和甲烷逸散點(diǎn)的逸散孔徑作為數(shù)值模擬計(jì)算的邊界條件，建立存在甲烷逸散的部件的三維模型，考慮環(huán)境風(fēng)速的影響，以甲烷為第一相，空氣為第二相，采用Fluent數(shù)值模擬軟件分別計(jì)算在不同甲烷逸散量下甲烷逸散位置周圍處的甲烷的逸散濃度場(chǎng)；

第四步，建立高斯氣體濃度擴(kuò)散模型，改變高斯氣體濃度擴(kuò)散方程中的有效源高H，利用第三步數(shù)值模擬所得到的不同甲烷逸散量下的甲烷的逸散濃度場(chǎng)，通過改變有效源高H，得到有效源高H與逸散量之間的關(guān)系，擬合出利用甲烷逸散濃度C計(jì)算甲烷的逸散量q的方程，以逸散點(diǎn)為原點(diǎn)建立三維直角坐標(biāo)系，得到利用甲烷逸散濃度C求解甲烷逸散量q的高斯氣體濃度擴(kuò)散方程為：

q——逸散點(diǎn)處甲烷的逸散量，kg/s；

C——甲烷逸散濃度，kg/m³；