[发明专利]一种甲烷逸散因子的确定方法

说明书

本发明公开了一种甲烷逸散因子的确定方法，包括步骤：确定甲烷逸散产生的位置；选取可能存在甲烷逸散的部件，确定该部件在不同甲烷逸散孔径下的甲烷逸散速度和甲烷逸散量：采用Fluent数值模拟软件分别计算在不同甲烷逸散量下甲烷逸散位置周围处的甲烷的逸散浓度场；得到利用甲烷逸散浓度求解甲烷逸散量的高斯气体浓度扩散方程：检测在法兰逸散位置处的甲烷逸散浓度；将测得的甲烷逸散浓度带入高斯气体浓度扩散方程中，计算甲烷的逸散量；将所得到的全部甲烷逸散位置处的甲烷逸散数据按照甲烷逸散部件的设定分类进行求和，再除以该类型部件的检测数量，最终得到每个类型部件的甲烷逸散因子。采用本方法解决了直接检测逸散量困难的问题。

技术领域

本发明涉及含有甲烷气体逸散的领域，特别适用于工业生产过程中甲烷逸散因子的计算方法。

背景技术

甲烷是一种温室效应很强的温室气体，单位质量甲烷的温室效应是二氧化碳的二十倍以上。目前，在工业生产过程中甲烷逸散源的确定，以及各部分甲烷逸散量的计算尚未出现系统且全面的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种精准、简单的甲烷逸散因子确定方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种甲烷逸散因子的确定方法，包括以下步骤：

第一步，根据工业生产过程的工艺特点，确定甲烷逸散产生的位置；

第二步，选取可能存在甲烷逸散的部件，根据甲烷逸散部件处的工况条件以及甲烷逸散点的逸散孔径，确定该部件在不同甲烷逸散孔径下的甲烷逸散速度和甲烷逸散量：

甲烷逸散速度的计算公式为：

甲烷逸散量的计算公式为：

式中：

q——逸散点处甲烷的逸散量，kg/s；

λ₁——流量系数，0.35λ₁1；

d——甲烷逸散点的逸散孔径，m；

ρ——逸散点处的甲烷密度，ρ＝717kg/m³；

k——甲烷的绝热指数，k＝1.308；

R_g——甲烷的常数，R_g＝518J/(kg·K)

T——甲烷气体温度，K；

p₂——逸散点出口处绝对压力，Pa；

p₃——逸散点入口截面绝对压力，Pa；

u_l——甲烷逸散速度，m/s；

第三步，在第二步的工况下，将甲烷逸散速度和甲烷逸散点的逸散孔径作为数值模拟计算的边界条件，建立存在甲烷逸散的部件的三维模型，考虑环境风速的影响，以甲烷为第一相，空气为第二相，采用Fluent数值模拟软件分别计算在不同甲烷逸散量下甲烷逸散位置周围处的甲烷的逸散浓度场；

第四步，建立高斯气体浓度扩散模型，改变高斯气体浓度扩散方程中的有效源高H，利用第三步数值模拟所得到的不同甲烷逸散量下的甲烷的逸散浓度场，通过改变有效源高H，得到有效源高H与逸散量之间的关系，拟合出利用甲烷逸散浓度C计算甲烷的逸散量q的方程，以逸散点为原点建立三维直角坐标系，得到利用甲烷逸散浓度C求解甲烷逸散量q的高斯气体浓度扩散方程为：

q——逸散点处甲烷的逸散量，kg/s；

C——甲烷逸散浓度，kg/m³；