PHAST软件对液化天然气泄漏扩散的预防效果

赵昆淇

摘要 随着社会经济的发展，液化天然气在现代生活中的应用越来越广泛，为了能够持续、正常地供应天然气的使用需求，许多城市都建造了大型液化天然气储气罐。液化天然气始终属于易燃易爆炸的危险物品，一旦发生储气罐泄露，就极有可能发生毁灭性的火灾爆炸事件。PHAST软件由挪威的DNV公司研制，能够对液化天然氣储蓄站的泄露扩散和火灾爆炸情况进行定量的计算和定性影响的分析，从而提前做出风险防范准备措施，提高液化天然气储备站的安全管理水平，为提高泄露扩散的预防效果提供依据。

【关键词】PHAST软件 液化天然气 泄露扩散预防效果

天然气站作为天然气储存和输出的重要组成部分，在保障天然气的持续供应和安全平稳的功能上发挥着重要作用。其分布站点多、覆盖面广、环境较偏僻、站点内设备具有高危性、工作管理人员结构复杂，一旦发生泄露扩散事故都有可能造成难以估计的后果。本文对天然气泄露扩散的危险性进行分析，利用PHAST软件对可能引起的蒸气云爆炸、闪火、喷火等事故进行模拟，通过对事故的频率和后果进行计算得出结果并对结果进行详细的分析，最后得出相应的结论从而采取正确的预防措施。

1 液化天然气场的有害事故分析和分类

1.1 天然气站场情况概述

某天然气站其能够承受的最大天然气处理能力为9329xl04Nm3/d，进行天然气运输时需要气质在线分析，运输量计量，天然气的过滤、聚结和增压，待天然气完全冷却之后再往下游进行输送。

某天然气所使用的工艺设施及系统为：在线气质分析设备，计量设备，过滤、聚结设备，增压设备，清管器发送设备，紧急截断系统，自用气处理撬，压缩空气系统，放空、排污系统等。上游来气需要先进行总计量，计量完毕之后还需要进行气体气质的在线分析，然后将天然气通过汇气管输送至过滤分离器进行分离处理，分离处理完毕再将天然气输送至离心式压缩机组进行增压处理。

1.2 危险性分析

西气东输中的二线工程气源主要来自中亚的土库曼斯坦、哈萨克斯坦以及国内的塔里木田，由于上述气田的主要成分为甲烷，导致空气中的天然气体积分数达到一定程度，极易引发燃烧或爆炸现象发生。这是因为生产过程中不可避免的会逸散出些许天然气，当空气中逸散的天然气达到爆炸极限的浓度时遇到明火就会发生爆炸;未达到爆炸极限遇到明火就会燃烧。两种结果都会造成巨大的损失和危害。

1.3 事故模拟分析

导致天然气站点泄漏事故发生的原因总结为：站点内的管道发生破裂、站场的设备运行发生故障等。

2 PHAST软件模拟-算

2.1 PHAST软件介绍

挪威的DNV公司研制出了PHAST软件，该软件能够对液化天然气储蓄站的泄露扩散和火灾爆炸情况进行定量的计算和定性影响的分析。将事故发生频率及事故发生过程进行总结，再结合泄露介质的具体特性、温度、风速、火源位置等条件，计算出事故的火灾热辐射范围及爆炸冲击波范围。

2.2 参数设置

在PHAST软件中输入下列数据，对天然气的泄露扩散进行模拟：平均气温8.0℃，当地风速分别为1.5m/s和2.lm/s，地形平坦，气量为9277xl04Nm3/d，管道运行压力7.OMPa，占地面积42171m2，进站温度20℃，进站计算物质设定为甲烷。

2.3 事故模型建立

站场存在因高压、腐蚀、破裂造成的天然气泄露的危险，随时可能引发火灾和爆炸等灾害。在建立事故模型时考虑天然气泄露和破裂两种情况，输入设定参数后利用PHAST软件计算出特定条件下的事故后果。

2.4 计算结果

通过对泄露和破裂事故的频率计算，将各项参数输入PHAST软件得出的站场事故后果计算结果如表1所示。

3 事故后果分析

（1）分析结果：该站场工艺装置区发生泄漏事故的频率较高。原因分析：场内设备、管线集中分布于工艺装置区，导致各阀门、接头等皆成为易泄露部位。

（2）分析结果：该站场在热辐射影响下造成的事故后果较严重，喷火、火球及爆炸的影响范围广。

4 结论

（1）用PHAST软件模拟天然气泄露扩散的影响进行计算能够对扩散的面积进行定量描述，且准确度较高、直观性良好。

（2）平坦地区，孔径越大、风速越大扩散的面积会不断增大，其中孔径的大小对扩散的面积影响更为明显。

（3）通过设置不同的数据情况对液化天然气的扩散面积和浓度进行计算，为研究不同指标和不同因素对泄露扩散造成的危害进行了有效评估，为消除和预防其造成的危害提供了帮助。

参考文献

[1]朱伯龄，李孝春.PHAST软件对液化天然气泄漏扩散的研究[J].计算机与应用化学，2009，26 （11）：1418-1422.

[2]周玉希，蔡治勇，基于PHAST软件的LNG储配站储罐泄漏扩散分析[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2013，15 （sl）：12-16.