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海洋石油是具有高风险的行业,尤其是开采高压天然气的生产设施,现场有大量静密封点,极有可能发生可燃气泄漏。计算流体力学(CFD)方法可以实现分析、判断和预测可燃气泄漏后所影响到的扩散区域,在事故的预防、控制以及平台应急、逃生方面均具有重要的指导意义。
本文在上述背景下,运用计算流体动力学软件FLUENT,对某气田群的海上平台可燃气泄漏进行了模拟计算。
在对气田群进行前期调查和初步分析的基础上,依据设施运行状况和平台划分的危险区域,分析包括分离器、洗涤罐、触媒器、球阀、蝶阀、闸阀、针阀及压缩机在内设备固有的各类故障概率的分布情况,探讨海洋石油生产设备的包括泄漏在内的固有危险特征;根据OREDA数据库中数据,对中心平台和井口平台的危险区域内每个设备相关的阀体、法兰、设备连接和管线的数量和尺寸进行统计,估算出平台各单元的泄漏频率。
计算结果表明中心平台和井口平台上接触塔和测试分离器的泄漏概率最大,建议重点加强对上述设备单元内的管线、阀门、法兰等日常维护、保养,从预防角度进行风险控制;中心平台上接触塔、生产分离器和天然气清管球发射器,井口平台上井口采气树、测试管汇和测试分离器运行压力较高,泄漏后扩散后影响的范围、潜在升级的后果比较严重,建议对上述重点设备开展基于风险分析的检测工作;甲板空间内设置的防火墙、中控等房间形成阻挡物,在一定程度上影响了甲板空间内的通风效果,当风向为阻挡物的上风向时,天然气泄漏后扩散影响范围较大,此时应对整个影响区域内的明火源进行严格控制。
基于CFD计算结果,可以有效划分平台的危险区域和火灾区域,为应急程序的细化提供参考依据,为事故发生后的应急指挥、选择正确的逃生路线提供参考。