1.1. 研究背景及意义

我国使用天然气的时间比较长，然而天然气工业发展比较迟，与世界先进国家或地区还有一定的差距。现在全球天然气占总能源使用比例近五分之一，而我国天然气占总能源使用比例远低于世界平均水平。21 世纪中期，全国绝大多数的城市将覆盖天然气。同时全国范围内都在全面展开推进天然气工程。因此无论是下游的市场需求还是上游的资源量，天然气绝对拥有良好的发展空间。

在我国经济社会发展的大背景下，石油天然气管道已经成为我国国家战略的一部分，并且其快速发展的趋势短期内不会改变。2013 年，人工煤气供应总量62.8 亿立方米，天然气供气总量 901.0 亿立方米，液化石油气供气总量 1109.7 万吨，分别比上年减少 18.4%、增长 13.3%、减少 0.45%。人工煤气供气管道长度3.05 万公里，天然气供气管道长度 38.8 万公里，液化石油气供气管道长度 1.34万公里，分别比上年减少 9.1%、增长 13.3%、增长 6.2%。用气人口 4.08 亿人，燃气普及率 94.25%，比上年增加 1.1 个百分点。

1.2 国内外研究现状

燃气泄漏是燃气系统中最典型的事故之一，近年来，国内外的诸多专家学者在管道输送安全方面做了许多研究。

国外研究开展较早，Levenspiel提出了管道断裂以及泄露的计算模型；尼日利亚学者 Olorunmaiye和英国学者 Catlin提出了用特征值法计算泄漏率。国外研究者 R.Isermann 和 H.Siebert 通过采集输入输出端的流量和压力信号，提出在实际应用中燃气管网泄漏动态分析的方法。

2003年，蔺跃武结合质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和气体状态方程，建立普遍化的管道泄漏模型。

2007年，向素平提出了一种不再局限于管道破损程度的泄漏模型。

2008年，刘中良等研究分析了天然气管道的泄漏过程，给出了在临界泄漏阶段以及亚临界泄漏阶段的泄漏速率计算公式。

2009年，王兆芹提出可以用泄漏孔的孔径与管径的比值(d/D)作为工程计算的模型应用判断条件。在 90%的准确度下，当 d/D≥0.6 时，使用管道模型计算泄漏率简单方便；当0.2lt;d/Dlt;0.6 时，宜采用其他泄漏模型。