[发明专利]海上平台泄漏可燃气扩散相似模型实验系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种海上平台泄漏可燃气扩散相似模型实验系统及其使用方法，其特征在于，包括海上平台模型、通风机、风速传感器、气体释放器、质量流量计、固定导向支架、气体传感器、数据采集器和计算机；海上平台模型一侧设置有通风机，通风机的出风口设置有导风管；海上平台模型与通风机之间设置有风速传感器；海上平台模型的一侧还设置有气体释放器，海上平台模型上泄漏点的一侧设置有固定导向支架，气体释放器出气口通过软导管经质量流量计连接固定导向支架；海上平台模型上还设置有气体传感器；计算机连接通风机、气体释放器和数据采集器，数据采集器连接风速传感器、质量流量计和气体传感器，本发明可广泛用于海洋石油工业安全生产领域中。

技术领域

本发明涉及一种相似模型实验系统及其使用方法，特别是关于一种海上平台泄漏可燃气扩散相似模型实验系统及其使用方法，属于海洋石油工业安全生产领域。

背景技术

海上平台是海洋油气开发的重要装备，据统计，因油气泄漏而诱发的火灾爆炸事故是海上平台生产过程中最严重的事故类型之一。因此，开展海上平台火灾、爆炸定量风险评价是海上平台基本设计中重要的安全工作之一。泄漏的可燃气形成的气云是火灾爆炸事故的物质基础，其形成、扩散和运移对火灾爆炸后果有重要的影响。可燃气云团体积及其浓度分布是火灾爆炸事故的基础输入，对火灾爆炸后果有重要的影响。因此，研究泄漏天然气扩散规律是预防海上平台火灾爆炸事故，控制其后果重要的途径。目前，现有技术中主要采用数值模拟方法研究泄漏天然气泄漏扩散行为与规律，但是模拟结果普遍无法得到验证，对模拟结果的准确性无法而知。

实验方法是研究可燃气泄漏扩散行为与规律最直接的方法，但是由于真实实验的环境因素不可控、危险性大、可操作性差和费用高等问题导致试验活动很难开展，能够在实验室内部进行的模拟试验则是一种很好的方式。相似模型实验以相似理论为基础，通过推导可燃气扩散相似准则数，获取相似比，以此对海上平台几何尺寸进行缩放，并对天然气泄漏扩散相关参数也按比例进行缩放。通过安装数据采集与监测设备对泄漏天然气的浓度进行监测，将监测的浓度数据与数值模拟计算结果进行对比验证。当误差在工程可接受的范围内，即可验证模拟结果的准确性，为开展大范围、多工况的模拟研究奠定基础。然而，现有技术中并没有针对海上平台泄漏可燃气扩散的具有安全性和准确性的实验系统，以实时监测可燃气浓度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有安全性和准确性的海上平台泄漏可燃气扩散相似模型实验系统及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上平台泄漏可燃气扩散相似模型实验系统，包括海上平台模型、通风机、风速传感器、气体释放器、质量流量计、固定导向支架、气体传感器、数据采集器和计算机；

用于模拟待测海上平台的所述海上平台模型一侧设置有用于模拟待测海上平台风速的所述通风机，所述通风机的出风口设置有导风管；所述海上平台模型与所述通风机之间设置有用于测量风速的所述风速传感器；

所述海上平台模型的一侧还设置有用于提供实验气体的所述气体释放器，所述海上平台模型上泄漏点的一侧设置有所述固定导向支架，所述气体释放器的出气口通过软导管经所述质量流量计连接所述固定导向支架，所述质量流量计用于实时测量实验气体的质量流量速率；所述海上平台模型上还设置有用于测量实验气体浓度的所述气体传感器；

所述计算机分别连接所述通风机、气体释放器和数据采集器，所述数据采集器还分别连接所述风速传感器、质量流量计和气体传感器。

进一步地，所述风速传感器固定设置在风流稳定装置上，所述风流稳定装置用于对所述导风管导出的风流进行调整，所述风速传感器用于实时测量调整后风流的风速。

进一步地，所述风流稳定装置为由金属丝网格构成的金属框架。

进一步地，所述金属丝网格的尺寸为5cm*5cm。