随着信息化和数字化管理技术的快速发展,天然气无人值守站管理模式也随之发展而来,一旦发生泄漏,会引发火灾、爆炸、中毒等事故,且含硫无人值守井站设备众多,布局复杂,对检测效果要求更严格,而现有的气体检测报警仪大多是根据国家标准直接布置,没有考虑风速、泄漏速度等因素的影响,缺乏一定的准确性。因此,为了保证含硫无人值守井站的安全平稳运行,本论文将针对含硫无人值守井站气体泄漏风险大且检测布局不完善等问题,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,进行含硫无人值守井站气体泄漏扩散规律及泄漏检测布置优化研究。主要研究工作如下:(1)基于CFD技术和含硫无人值守井站真实场景构建了含硫无人值守井站三维模型。在充分调研和阅读文献的基础上,进入含硫无人值守井站现场调研,了解含硫无人值守井站的设置现状和周边环境,确定了井站模型构建的相关参数,以重庆某含硫无人值守井站为研究对象,建立了含硫无人值守井站的三维模型,设置了初始条件和边界条件,确定了含硫天然气的扩散浓度场。(2)通过CFD模拟计算,重点分析了不同气体组分、环境风速、泄漏速度、泄漏位置对含硫无人值守井站气体泄漏扩散过程的影响规律。结果表明:天然气组分中硫化氢含量越大,越不利于天然气的扩散,硫化氢和甲烷的危害区域随着含硫量的增大而明显增大,高浓度危险区域也明显变大。风速的作用加剧了天然气的扩散,在静风状态下,气体的浓度分布基本上呈对称分布。在风力的作用下,气体的浓度场向下风向发生了明显的偏斜,且风速越大,射流偏离竖直方向角度越大,天然气扩散的越完全,天然气的影响范围越小。随着泄漏速度的增加,天然气的危险区域在不断的增大,造成的事故后果越严重。泄漏位置不同,天然气在泄漏场景中的扩散浓度分布位置及影响区域不同。(3)根据气体泄漏扩散规律和相关标准规范,对气体检测报警仪的布置高度、有效检测范围、报警时间及检测报警仪类型等关键参数进行优化分析,提出含硫无人值守井站气体检测报警仪布置优化建议。结果表明:相同水平位置气体检测报警仪高位布置检测效果优于低位布置。在国家标准范围内,在一定风速范围内,甲烷气体检测仪可以随风速的增大适当加大布置间距,硫化氢气体检测仪的则要随风速的增大适当减小布置间距;在一定泄漏速度范围内,甲烷气体和硫化氢气体检测仪的布置间距可以随泄漏速度的增大适当增大。气体检测报警仪报警滞后时间过长会增加现场作业人员的暴露风险。在选型时要综合考虑检测气体组分、检测仪性能、经济性和使用寿命等确定仪表类型,综合考虑上述因素,建议含硫无人值守井站甲烷气体检测报警仪首选催化燃烧式,硫化氢气体检测仪优选电化学式(ECO)。