[發明專利]一種針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法

在審

• 申請號: 202110311771.2
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112926876A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 曹振宇;郭大江;劉曉東;申超;陳紅霞;李合青;張盼盼
• 申請（專利權）人: 河南鑫利安全技術服務有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

1.一種針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟一：確定燃氣管道泄漏時的氣體流動狀態，并根據氣體流動狀態計算氣體泄漏質量流率；

步驟二：基于氣體泄漏質量流率構建熱輻射通量模型；

步驟三：基于風險最大原則，利用excel軟件對熱輻射通量模型進行迭代計算，得出不同熱輻射對應的距離半徑，進而得到距離半徑與熱輻射造成的危害的對應關系。

2.根據權利要求1所述的針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，所述氣體流動狀態屬于音速流動或亞音速流動；

氣體流動狀態屬于音速流動時的公式為：

氣體流動狀態屬于亞音速流動時的公式為：

其中，P為介質壓力，P₀為環境壓力，r為氣體絕熱指數。

3.根據權利要求2所述的針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，當氣體流動狀態屬于音速流動時，氣體泄漏質量流率的計算公式為：

當氣體流動狀態屬于亞音速流動時，氣體泄漏質量流率的計算公式為：

其中，Q為氣體泄漏質量流率，C_d為氣體泄漏系數，A為泄漏孔面積，P為容器內介質壓力，M為泄漏氣體的分子量，Y為流出系數，R_g表示理想氣體常數，T表示介質溫度。

4.根據權利要求3所述的針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，所述流出系數Y的計算公式為：

5.根據權利要求3所述的針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，所述熱輻射通量模型為：

其中，q為距離X處接收到的熱輻射強度，f為熱輻射率，H_c為燃燒熱，τ＝1-0.0565lnX為大氣傳輸率。

6.根據權利要求5所述的針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，所述利用excel軟件對熱輻射通量模型進行迭代計算的方法為：

S31、將介質壓力P、環境壓力P₀、氣體絕熱指數r的取值以及氣體流動狀態對應的音速流動公式和亞音速流動公式輸入excel文檔中，得到氣體流動狀態的類別；

S32、當氣體流動狀態屬于音速流動時，將氣體絕熱指數r、介質壓力P、氣體泄漏系數C_d、泄漏孔面積A、泄漏氣體的分子量M、理想氣體常數R_g和介質溫度T的取值以及音速流動對應的氣體泄漏質量流率的計算公式輸入excel文檔中，輸出氣體泄漏質量流率Q，轉至步驟S34；

S33、當氣體流動狀態屬于亞音速流動，將氣體絕熱指數r、介質壓力P、氣體泄漏系數C_d、泄漏孔面積A、泄漏氣體的分子量M、理想氣體常數R_g和介質溫度T的取值以及流出系數Y的計算公式和音速流動對應的氣體泄漏質量流率的計算公式輸入excel文檔中，輸出氣體泄漏質量流率Q，轉至步驟S34；

S34、將熱輻射率f、燃燒熱H_c的取值以及大氣傳輸率的計算公式和熱輻射通量模型的計算公式輸入excel文檔中；

S35、將熱輻射強度q的目標值輸入excel文檔中，選擇“數據-模擬分析-單變量求解”進行迭代運行，輸出距離X的值。

7.根據權利要求1所述的針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，根據《化工企業定量風險評價導則》獲得不同熱輻射強度造成的危害程度為：

8.根據權利要求7所述的針對天然氣管道泄漏噴射火熱輻射定量評價方法，其特征在于，通過熱輻射通量模型將不同熱輻射強度造成的危害程度轉化為距離噴射火中心不同半徑范圍內造成的危害程度為：