“十二五”规划提出，2015年我国天然气消费目标初步定为2600亿立方米，在能源结构中的比例从4%提高到8.3%左右，意味着未来几年里中国将大力发展天然气工业。随着中国天然气工业基础设施的逐渐完善和发展，天然气逐渐普及到千家万户，天然气管道的安全运营对经济和社会生活平稳发展具有重要的现实意义。本文概述了天然气工业发展情况，并简要介绍了几种典型的危险气体扩散模型及定量风险分析方法。以西气东输管道泄漏事故为工程实例，考虑了天然气泄漏的初始动量和浮力的影响，建立了合适的泄漏源模型，并综合高斯模型和计算流体力学模型对天然气扩散机理进行了分析。硫化氢中毒及喷射火是天然气泄漏后果较严重的两种事故，在大量事故统计分析基础上，本文针对以上两种事故提出了一种新的风险分析方法，该方法综合了伤害范围评价模型与大气扩散模型，划分了危害范围，研究了不同规模泄漏事故可能导致的个人风险和社会风险，并绘制了相应的社会风险曲线图。针对硫化氢中毒事故，考虑到危险气体扩散过程的特征，本文通过分析暴露时间所引起的风险变化，对安全疏散时间进行了研究，获得了不同可接受风险水平下不同区域的安全疏散时间，为事故发生后的应急疏散提供了依据。