管道运输是与航空、铁路、公路、水运并驾齐驱的五大运输行业之一,已经成为国民经济和现代工业的命脉。然而,由于各种原因(如管道腐蚀、自然灾害、第三方破坏等)可能会造成管道中的天然气的泄漏,泄漏的天然气在环境中的扩散将对周围环境中的人和设施构成威胁,从而造成巨大的环境污染和生命财产损失。本文研究了以下问题：首先,利用失效事件树分析法对高含硫天然气管道失效可能产生的灾难性后果进行了研究,分析了高含硫天然气泄漏后造成的毒害危险区域和火灾爆炸危险区域,并确定了毒性危险区域的划分。第二,对天然气管道泄漏问题进行了理论分析研究,依据气体动力学、热力学、流体力学等基础理论,分别推导了泄漏过程中临界泄漏阶段和亚临界泄漏阶段的泄漏速率计算公式,并对扩散模式及参数进行筛选,从而确定天然气管道泄漏扩散模型。通过确定的天然气管道泄漏扩散模型进行硫化氢扩散范围的模拟计算。经过模拟计算后的结果表明,本课题研究的成果具有一定的针对性和实用性,能够为切实有效地制定安全应急预案提供了科学依据。第三,对天然气泄漏扩散过程进行了理论分析,建立了天然气泄漏扩散过程的数学模型并采用CFD软件进行数值模拟,获得了天然气扩散的特征及规律,并将其结果与经验公式的计算结果进行了对比。最后,归纳、分析了天然气管道失效泄漏的原因,并简要论述了高含硫天然气泄漏后减少中毒伤亡的措施。