超临界CO2管道破裂泄漏影响探讨

近年来,随着碳捕集与封存的需求不断提高,CO2 输送管道成为关键支撑,大规模发展趋势明显.相比气态输送,长距离CO2 输送管道采用超临界输送模式经济性更好,但具有泄漏后压力台阶较高、管道止裂韧性要求较高、泄漏后果与油气介质不同等显著特点.尤其对于超临界CO2管道泄漏问题,受CO2 密度大于空气、具有窒息性等特性影响,泄漏后果分析日益受到关注,值得深入研究.目前,国内外已经发布了相关CO2 管道输送技术规范,但未见对泄漏后果定量分析方法与临界阙值指标的明确要求,对工程设计的详细指导尚显不足,且鲜有与实验测试结果分析比对的探讨.基于CO2 相态特点,结合超临界CO2 输送特点,探讨了超临界CO2 泄漏后果的安全阙值选取问题,开展了国外超临界CO2 管道破裂实验的深度调研,比对性地开展了超临界泄漏后果模拟分析.研究表明,推荐选择摩尔浓度 4％作为CO2 线路管道破裂影响范围评价浓度值;国外大规模CO2 全尺寸破裂实验的泄漏影响范围大于同等规模天然气管道潜在影响半径;CO2 管道破裂泄漏扩散范围受管道长度、管道外径影响较大,对管道压力影响敏感性较低.研究成果可为超临界CO2管道设计提供相关参考.