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压缩行存储格式与解耦方法结合的掺氢天然气管网瞬态仿真算法
1
作者 李玉星 陈若飞 +7 位作者 朱建鲁 仇柏林 吕浩 陈凤 张双蕾 杨浩 陈俊文 何佳薪 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期188-200,共13页
随着纯氢与掺氢天然气管网的快速发展,传统的数值求解算法面临数值稳定性及求解效率的挑战,迫切需要研究高效、稳定的数值求解新方法,以优化掺氢天然气管网设计,提高管网运营效率。为此,在研究了掺氢对天然气管网瞬态仿真过程中矩阵条... 随着纯氢与掺氢天然气管网的快速发展,传统的数值求解算法面临数值稳定性及求解效率的挑战,迫切需要研究高效、稳定的数值求解新方法,以优化掺氢天然气管网设计,提高管网运营效率。为此,在研究了掺氢对天然气管网瞬态仿真过程中矩阵条件数的影响基础上,提出了将压缩行存储格式(CSR)与水热力解耦策略相结合的数值求解算法,并评估了其在瞬态输氢管网仿真中的适应性。研究结果表明:①天然气管网掺氢会导致瞬态仿真中矩阵的条件数增加数十至数百倍,影响解的稳定性;②相较于传统的二维矩阵算法,基于CSR的数值求解算法能至少提升10倍计算效率,且随着矩阵规模的增大,提升效果呈指数级增长;③在管网仿真中推荐优先使用稀疏LU分解法,当结果不稳定时,再考虑使用稀疏QR分解作为备用方案;④解耦策略下,求解矩阵的条件数显著降低,算法的稳定性提高,仿真求解性能至少为耦合的10倍,在基于CSR的算法中,也有50%以上的性能提升。结论认为,该研究成果可以为提高纯氢与掺氢天然气管网瞬态仿真效率提供有益的参考,具有重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 掺氢天然气 瞬态 管网仿真 数值求解 稀疏矩阵 CSR 解耦 仿真效率
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油气输送管道水合物堵塞机理、特性及其检测研究进展
2
作者 邓乐洋 王雨婷 +4 位作者 王春辉 宋光春 王武昌 刘四洋 李玉星 《油气与新能源》 2025年第2期47-55,共9页
水合物在管道内的堵塞会严重威胁油气生产的安全及效率,针对该问题,有必要对油气管道的水合物堵塞展开系统研究。针对油气管道水合物堵塞的形成机理和检测方式的研究,采用对不同流体性质的管道堵塞机理分析方法,对特殊管道特殊管段水合... 水合物在管道内的堵塞会严重威胁油气生产的安全及效率,针对该问题,有必要对油气管道的水合物堵塞展开系统研究。针对油气管道水合物堵塞的形成机理和检测方式的研究,采用对不同流体性质的管道堵塞机理分析方法,对特殊管道特殊管段水合物的堵塞特性进行了总结。针对堵塞机理的研究表明,水合物在管道内的聚集、沉积、栓塞及流动黏度的突增是导致水合物堵塞管道的主要原因,不同管输体系中水合物堵管的具体机理并不相同,需结合实际工况进行系统分析。针对堵塞检测方式的研究表明,相较于常规检测方式,介电常数检测及声波检测等新型方式具有精准度高、实时性强且能反映堵塞体特征参数等优点,应用前景良好,值得深入研究。针对特殊管段水合物堵塞特性的研究表明,盲管、弯管及变径管等特殊管段水合物堵塞风险相较于普通管段更高,深入开展可视化和量化实验研究、优化管段结构设计将有助于更好防治特殊管段水合物堵塞。 展开更多
关键词 水合物 管道 堵塞 特殊管段 检测方式
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20号钢环焊缝中夹杂物对氢扩散行为影响
3
作者 李玉星 宁元星 +2 位作者 刘翠伟 王财林 张慧敏 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期160-167,共8页
氢气大规模输送是实现中国“双碳”战略目标的重要环节,但将氢气掺入现有天然气管网可能引发管道氢脆,焊缝处存在严重的应力集中,更易导致氢富集进而可能导致管道失效。采用ABAQUS软件建立含夹杂的20号钢环焊缝二维模型,利用热力耦合方... 氢气大规模输送是实现中国“双碳”战略目标的重要环节,但将氢气掺入现有天然气管网可能引发管道氢脆,焊缝处存在严重的应力集中,更易导致氢富集进而可能导致管道失效。采用ABAQUS软件建立含夹杂的20号钢环焊缝二维模型,利用热力耦合方法分析焊接温度场及残余应力场;在考虑接头组织不均匀性和焊缝处存在残余应力的基础上进行氢扩散仿真模拟,分析夹杂分布、取向和形状对焊缝中氢扩散特性的影响规律。结果表明:当夹杂平行于氢扩散方向时,夹杂边界周围应力集中的区域易产生氢偏聚;填充层中夹杂-焊缝金属界面局部氢浓度最高,约为根焊层的2.45倍;当夹杂垂直于氢扩散方向时,残余压应力不利于堆叠夹杂的氢捕获;与平行于氢扩散方向夹杂相比,填充层夹杂内最高氢浓度降幅达到了48%;当填充层存在球状夹杂时,氢并没有在夹杂-焊缝金属界面聚集,而是扩散到了接头附近的母材区域,增大了管材失效风险。 展开更多
关键词 夹杂物 环焊缝 残余应力 氢扩散 氢富集
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瑞士乳杆菌LH43作为辅助发酵剂对酸奶品质和蛋白质构象的影响
4
作者 马岩 李玉星 李柏良 《食品科学》 北大核心 2025年第5期134-141,共8页
为了探究具有产高分子质量胞外多糖能力的瑞土乳杆菌LH43作为辅助发酵剂对酸奶的影响,本实验利用质构分析仪、流变仪、扫描电镜、核磁共振仪、荧光分光光度计和圆二色光谱分析酸奶的凝胶特性和蛋白质构象。结果表明,采用瑞士乳杆菌LH43... 为了探究具有产高分子质量胞外多糖能力的瑞土乳杆菌LH43作为辅助发酵剂对酸奶的影响,本实验利用质构分析仪、流变仪、扫描电镜、核磁共振仪、荧光分光光度计和圆二色光谱分析酸奶的凝胶特性和蛋白质构象。结果表明,采用瑞士乳杆菌LH43作为辅助发酵剂能够显著提升酸奶的质构特性、持水能力及流变特性,改善了酸奶的微观结构和风味特性。同时,该菌株还降低了酸奶蛋白质的表面疏水性、游离巯基含量及无规卷曲相对含量,并增加了α-螺旋结构的相对含量,这证实了α-螺旋和无规卷曲是导致发酵乳凝胶产生差异的内在因素。综上所述,瑞士乳杆菌LH43可用于改善乳制品的凝胶性能,本研究可为酸奶发酵工艺的发展提供新的参考。 展开更多
关键词 瑞士乳杆菌 辅助发酵剂 加工性质 蛋白质构象
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纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数预测 被引量：1
5
作者 朱建鲁 吕浩 +6 位作者 王鑫 周慧 刘翠伟 李玉星 李璐玲 段鹏飞 任诚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期127-135,共9页
纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用... 纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用性,搭建了纯氢和掺氢天然气管输调压综合实验平台,开展纯氢和不同比例的掺氢天然气管输流动实验,根据实验采集的流量、温度、压力和管道的长度、管径等参数计算管道的摩阻系数,同时建立了摩阻系数与雷诺数、粗糙度之间的关系,并修正了传统摩阻系数公式,最后利用湖南省巴陵—长岭纯氢气管道的实际运行数据进行了验证。研究结果表明:①由于氢气与天然气物性差异较大,掺氢比会影响流动摩阻系数,相同条件下掺氢比越大摩阻系数越小;②传统摩阻系数计算公式存在30%左右的误差,创新提出的适用于纯氢和掺氢天然气的3段式摩阻系数经验公式,相对误差最大11.84%,能够有效降低误差;③与巴陵—长岭纯氢气管道实际的运行数据相比,修正后摩阻系数预测公式的平均误差为0.62%,该公式可以满足实际工程的误差要求。结论认为,得到的纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数修正公式可应用于纯氢与掺氢天然气管道工程设计,具有重要的工程应用价值和前景。 展开更多
关键词 管道输送 氢气 掺氢 天然气 摩阻系数 公式修正 管输工艺设计
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海上平台超临界CO_(2)管道泄漏扩散规律实验研究 被引量：8
6
作者 刘涛 曹杨 +6 位作者 周伟 胡毅然 宋光春 杨雅琪 李彦尊 韩辉 李玉星 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期205-215,共11页
CO_(2)封存是实现中国“双碳”目标的有效技术途径之一,海上CO_(2)封存通常依托海上油气平台管道回注,CO_(2)回注过程中可能发生泄漏而严重影响作业人员安全。以恩平15-1海上平台为研究对象,开展超临界CO_(2)泄漏扩散规律实验研究。通... CO_(2)封存是实现中国“双碳”目标的有效技术途径之一,海上CO_(2)封存通常依托海上油气平台管道回注,CO_(2)回注过程中可能发生泄漏而严重影响作业人员安全。以恩平15-1海上平台为研究对象,开展超临界CO_(2)泄漏扩散规律实验研究。通过缩比设计,搭建与恩平15-1相应的物理模型实验平台,利用相似理论和量纲分析方法,设计了超临界CO_(2)泄漏扩散参数,开展了海上平台管道CO_(2)在不同泄漏压力(1.5~3.0 MPa)、泄漏孔径(0.5~6.2 mm)、泄漏方向(水平、竖直、斜45°)及环境风速(0~0.5 m/s)下的相似模型实验,研究泄漏CO_(2)在平台上的扩散情况及浓度分布规律。结果表明:压力和环境风速的变化,会影响CO_(2)泄漏后的近场射流,但对其远场扩散的影响较小;CO_(2)浓度会在泄漏约20 s后达到峰值并保持稳定,不会随泄漏时间的增加而增大;泄漏口径会显著影响泄漏口轴向CO_(2)浓度的分布规律。研究结果为海上平台CO_(2)泄漏监测与安全防护设计提供了参考。 展开更多
关键词 海上平台 恩平15-1 CO_(2)回注 CO_(2)泄漏扩散规律 物理模型实验 量纲分析
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静置工况条件下掺氢天然气浓度分布规律 被引量：6
7
作者 李敬法 宇波 +2 位作者 苏越 刘翠伟 李玉星 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-155,共11页
利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能... 利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能量最小原理,推导了在重力场作用下掺氢天然气浓度分布数学模型,并采用Peng-Robinson真实气体状态方程对该数学模型进行了求解,最后研究了甲烷—氢气二元组分混合气体在4种典型场景高度和5种掺氢比下氢浓度随高度的分布规律。研究结果表明:(1)在重力影响下管道顶部和底部的氢浓度存在差异,但其受高度差的影响显著,对于米级的水平管道、几十米级的一般城镇楼宇天然气立管、百米级的高层楼宇天然气立管,氢浓度随高度变化的差异微小,可完全忽略氢分层;(2)对于千米级大落差的掺氢天然气管道,当掺氢比不超过20%时,氢分层仍可忽略,但当掺氢比很高时(例如50%)管道顶部和底部的氢浓度差将超过1%,此时需考虑工程实际情况评估能否忽略氢分层;(3)西气东输某管道考虑真实气体组成、掺氢比20%、管道落差200 m时,各气体组分的浓度随落差高度的分布规律揭示了在实际工程中此类落差高度的掺氢天然气氢分层可忽略。结论认为,对于掺混均匀的掺氢天然气在静置这种最容易发生分层的极端工况下,如果不存在千米级极端大落差和极端大掺氢比,掺氢天然气管道分层现象可完全忽略;该认识从理论上厘清了目前关于掺氢天然气分层现象的争议,对掺氢天然气管道安全输送具有重要指导意义。 展开更多
关键词 掺氢天然气 氢分层 掺氢比 能量最小原理 静置工况
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天然气管道随动流量掺氢实验及新认识 被引量：2
8
作者 李敬法 宇波 +3 位作者 李璐伶 段鹏飞 刘翠伟 李玉星 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期165-173,共9页
如何获得高掺混均匀度和精度的掺氢天然气是天然气管道掺氢输送的核心问题之一。虽然目前常采用随动流量掺氢工艺,但国内外尚未见公开报道的实验数据,氢气和天然气的掺混均匀度和掺混精度得不到实验验证,在一定程度上制约了掺氢天然气... 如何获得高掺混均匀度和精度的掺氢天然气是天然气管道掺氢输送的核心问题之一。虽然目前常采用随动流量掺氢工艺,但国内外尚未见公开报道的实验数据,氢气和天然气的掺混均匀度和掺混精度得不到实验验证,在一定程度上制约了掺氢天然气管道输送技术的进一步发展。为此,研究了天然气管道随动流量掺氢工艺,并基于高效静态混合器、氢组分浓度三维在线检测和双反馈随动流量定比掺氢,搭建了天然气管道随动流量掺氢实验系统,最后开展了掺氢流量100 Nm3/h以内、掺氢比5.0%~20.0%的实验研究。研究结果表明:①设计搭建的随动流量掺氢实验系统的掺混均匀度大于95%,不考虑测量误差影响时掺氢精度绝对值小于等于1.67%,考虑测量误差影响时,当掺氢比大于等于10.0%时掺氢精度绝对值小于等于3.30%,而掺氢比为20.0%时掺氢精度绝对值小于等于1.70%,随动流量掺氢性能优于标准规范技术指标;②相同实验条件下,受氢气分析仪精度等级和量程的影响,掺氢比越小,掺氢精度越低;③为合理表征掺氢精度,在制定相关标准规范时建议根据掺氢比范围分级定义随动流量掺氢精度。结论认为,该成果认识可为掺氢天然气管道输送技术的发展和相关标准规范的制定提供重要理论和技术参考。 展开更多
关键词 掺氢天然气 管道输送 掺氢工艺 掺混均匀度 掺氢精度 随动流量 静态混合器 实验研究
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高压CO_(2)管道泄漏动态压力计算模型研究 被引量：2
9
作者 朱海山 王海锋 +6 位作者 柳歆 路建鑫 胡其会 李玉星 朱建鲁 殷布泽 列斯别克·塔拉甫别克 《天然气与石油》 2024年第1期25-30,共6页
高压CO_(2)管道运行过程中可能因为腐蚀或外部因素发生泄漏,由于CO_(2)相态复杂,管内压力相应产生复杂动态响应变化,管内压力动态变化规律对于减压波预测、管材韧性止裂具有重要影响。为研究不同工况下管道泄漏过程中管内压力变化特性,... 高压CO_(2)管道运行过程中可能因为腐蚀或外部因素发生泄漏,由于CO_(2)相态复杂,管内压力相应产生复杂动态响应变化,管内压力动态变化规律对于减压波预测、管材韧性止裂具有重要影响。为研究不同工况下管道泄漏过程中管内压力变化特性,基于等熵原理建立了高压CO_(2)管道泄漏管内动态压力计算模型,并结合工业规模CO_(2)管道泄漏实验数据以及HYSYS软件计算结果对模型进行了验证。结果表明:相比HYSYS软件,新建模型对于高压CO_(2)管道泄漏过程压降的预测与实验结果更吻合,平均预测误差为3.9%,表明新建模型可以准确预测高压CO_(2)管道泄漏过程管内压力的动态响应变化规律。研究成果可为高压CO_(2)管道泄漏过程管内动态减压特征预测提供理论支撑。 展开更多
关键词 高压CO_(2)管道 CO_(2)管道泄漏 动态压力 计算模型
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在役天然气管道改输氢气工艺安全探讨 被引量：1
10
作者 杜通林 陈俊文 +8 位作者 庞帅 汤晓勇 花争立 李玉星 李天雷 邱淑娟 边江 李科 吴琼 《天然气与石油》 2024年第5期79-87,共9页
利用管道输送氢气是较为经济的中长距离氢能储运模式。相比新建纯氢管道或天然气管道掺氢输送,利用在役天然气管道改输氢气具有灵活利用管道资产、促进氢能高效利用、完善能源替代等优点。近年来,国内外开展了新建氢气管道的实践运行,... 利用管道输送氢气是较为经济的中长距离氢能储运模式。相比新建纯氢管道或天然气管道掺氢输送,利用在役天然气管道改输氢气具有灵活利用管道资产、促进氢能高效利用、完善能源替代等优点。近年来,国内外开展了新建氢气管道的实践运行,但尚未大规模开展在役天然气管道改输氢气的研究。基于氢气与天然气特性比对,梳理了在役天然气管道改输氢气的评价技术要点,开展了运行压力、介质流速、安全保障等方面的分析探讨。研究表明,现行国外标准规范通过限制环向应力改输氢气管道以进一步提高管道安全性,但可能降低管道的最高运行压力;在役天然气管道改输氢气后需关注:提高介质流速应重视杂质控制、站场插入式仪表涡激振动等问题;氢气泄漏后的潜在影响范围有所缩小,站场外部防火间距评价与调整还需开展系统论证;管道放空系统热辐射范围减小,放空系统的爆燃、爆轰风险应予以控制。研究成果为后续在役天然气管道改输氢气评价提供了借鉴。 展开更多
关键词 氢气 在役天然气管道 改输 工艺安全 探讨
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掺氢天然气站场泄漏后果演化及评价研究 被引量：1
11
作者 陈俊文 贾红蕊 +6 位作者 李天雷 彭方宇 王雅熙 韩辉 李玉星 付建民 任虹蔚 《油气与新能源》 2024年第4期97-107,共11页
利用天然气管道系统混输氢气是一种高效、经济的输送方式,研究掺氢天然气站场泄漏后果演化及定量风险对保障掺氢管网安全运行有重要意义。建立了掺氢天然气站场模型,运用FLACS(一种基于计算流体力学的火灾与爆炸仿真软件)模拟了不同场... 利用天然气管道系统混输氢气是一种高效、经济的输送方式,研究掺氢天然气站场泄漏后果演化及定量风险对保障掺氢管网安全运行有重要意义。建立了掺氢天然气站场模型,运用FLACS(一种基于计算流体力学的火灾与爆炸仿真软件)模拟了不同场景下掺氢天然气泄漏扩散后果的演化过程,分析了掺氢比、泄漏孔径、泄漏压力及泄漏温度等因素的影响。研究发现:在高风速条件下,增大掺氢比,泄漏扩散危险范围和火灾热辐射危险半径减小;较大的泄漏孔径导致泄漏危险性显著增加;泄漏压力和泄漏温度对泄漏扩散后果影响不大。基于模拟后果,对掺氢天然气站场进行了喷射火定量风险评价,发现喷射火定量风险值随掺氢比的增加而降低。研究结果可为掺氢天然气站场的建设与安全维护提供参考。 展开更多
关键词 掺氢天然气 站场 泄漏扩散 后果演化 风险评价
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基于干细胞因子/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用
12
作者 项芳琴 李玉星 李柏良 《食品科学》 EI CAS 北大核心 2025年第3期20-26,共7页
目的:基于干细胞因子(stem cell factor,SCF)/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用。方法:雄性ICR小鼠随机分为空白组、模型组以及鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12低剂量(1.5×10^(6)CFU/只)、中剂量(1.5×10^(7... 目的:基于干细胞因子(stem cell factor,SCF)/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用。方法:雄性ICR小鼠随机分为空白组、模型组以及鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12低剂量(1.5×10^(6)CFU/只)、中剂量(1.5×10^(7)CFU/只)和高剂量(1.5×10^(8)CFU/只)组,各组小鼠分别连续灌胃相应的药物15 d后,灌胃盐酸洛哌丁胺混悬液(4 mg/kg)建立便秘模型,测定各组小鼠的体质量、首粒黑便排出时间、5 h内黑便排出数量及质量、小肠推进率、血清中胃肠调节肽和炎性细胞因子水平及小鼠结肠组织SCF、C-kit转录水平,并观察结肠病理结构。结果:与模型组相比,中、高剂量的鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12均能缩短小鼠的首粒黑便排出时间(P<0.001),增加小鼠5 h内排黑便的粒数和质量(P<0.01、P<0.001),提高小肠内的墨汁推进率(P<0.001);升高小鼠血清中胃动素、胃泌素、P物质和白细胞介素(interleukin,IL)10的质量浓度,降低内皮素1、生长抑素、血管活性肠肽和IL-6的质量浓度;增加结肠组织中SCF和C-kit mRNA相对表达量(P<0.01、P<0.001);修复受损结肠屏障。结论:鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12能够通过调节SCF/C-kit通路,进而影响胃肠调节肽和炎性细胞因子的释放,发挥其促进胃肠蠕动的功能,改善便秘症状。 展开更多
关键词 鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12 便秘 润肠通便效果 炎性细胞因子 胃肠调节肽 干细胞因子/C-kit信号通路
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基于影响比对的氢气管道流速探讨
13
作者 陈俊文 汤晓勇 +7 位作者 花争立 李玉星 朱红钧 谌贵宇 陈凤 李天雷 张双蕾 刘翠伟 《天然气与石油》 2024年第2期29-35,共7页
近年来,氢能高效利用是世界各国的关注重点和研究热点,也是新能源的重要发展方向之一。大规模运输氢气时,管道运输更加高效、安全,采用氢气管道输送是推进氢能大规模利用的有效途径。相比天然气,氢气的单位体积热值较低,分子量较小,在... 近年来,氢能高效利用是世界各国的关注重点和研究热点,也是新能源的重要发展方向之一。大规模运输氢气时,管道运输更加高效、安全,采用氢气管道输送是推进氢能大规模利用的有效途径。相比天然气,氢气的单位体积热值较低,分子量较小,在管道输送中对提高氢气管道流速的需求较大,为提升管道输送效率,氢气流速提高后对管道系统的潜在影响值得探讨。基于氢气、天然气物理特性,开展了氢气、天然气的流速影响场景分析,提出了氢气管道流速选择的关注要点;剖析了基于冲蚀的氢气、天然气管道流速评价方法,对含固体杂质工况下氢气、天然气的冲蚀尺度进行了比对;探讨了氢气、天然气的管道流动噪声问题,开展了定量分析。研究表明,相比于露空管道系统,埋地管道系统更应关注流速问题;氢气管道允许的冲蚀流速更大,管道系统具备提速潜力,但应对气体夹带杂质的问题进行持续关注;在相同的能量输送场景下,氢气管道内流动噪声声压值稍大于天然气管道噪声声压值,可参考常规噪声控制手段应对。研究成果可为氢气管道设计提供借鉴。 展开更多
关键词 氢气管道 冲蚀流速 流动噪声 探讨
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横向滑坡作用下埋地管道参数敏感性研究
14
作者 韩建红 何鹏 +4 位作者 孙明源 刘鹏 王少锋 艾昕宇 李玉星 《石油机械》 北大核心 2024年第11期130-139,共10页
为研究横向滑坡作用下管道的参数敏感性,通过有限元模拟研究了不同滑坡、管道和土体参数下管道位移和轴向应变的变化特征。研究结果表明:管道力学响应随着滑坡位移和倾角的增大而显著增大,尤其是滑坡倾角大于40°时;埋地管道横向滑... 为研究横向滑坡作用下管道的参数敏感性,通过有限元模拟研究了不同滑坡、管道和土体参数下管道位移和轴向应变的变化特征。研究结果表明:管道力学响应随着滑坡位移和倾角的增大而显著增大,尤其是滑坡倾角大于40°时;埋地管道横向滑坡中受影响的管道长度和位移随滑坡宽度的增大而增大,但当滑坡宽度大于20 m后,管道轴向应变在滑坡区明显减小,管道危险性显著降低;管径、壁厚、管材与埋地管道力学响应呈负相关,内压、埋深、土体弹性模量、黏聚力与埋地管道力学响应呈正相关。研究探明了横向滑坡灾害下埋地管道的参数敏感性,对于保障横向滑坡下的埋地管道安全具有重要意义。 展开更多
关键词 埋地管道 横向滑坡 数值模拟 力学响应 参数敏感性
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气液混输管道段塞流泄漏流场特征
15
作者 方丽萍 李玉星 +1 位作者 梁金禄 周雄 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期194-202,共9页
气液混输是油气管道运输的常用技术,与单相管道相比,当气液混输管道泄漏时,由于气液相间相互作用,流动情况复杂。所有流型中,段塞流研究最为困难。为了研究气液混输管道段塞流型下泄漏的流场特征,对比单相管道与混输管道泄漏动态压力波... 气液混输是油气管道运输的常用技术,与单相管道相比,当气液混输管道泄漏时,由于气液相间相互作用,流动情况复杂。所有流型中,段塞流研究最为困难。为了研究气液混输管道段塞流型下泄漏的流场特征,对比单相管道与混输管道泄漏动态压力波的波形特点,基于动网格与UDF(user-defined function)模拟泄漏发生的全过程,分析泄漏过程以及液塞经过泄漏孔口过程的压力、流速、湍流强度变化,得到气液混输间歇流泄漏流场特征。结果表明:与单相管道相比,当泄漏方位为上部和中部时,混输管道段塞流泄漏瞬间形成明显的方向向下的动态压力波脉冲,持续泄漏则交替出现多个向上和向下的信号脉冲,且信号的幅值远大于正常流动信号的幅值。泄漏瞬间产生的方向向下的动态压力脉冲是由压力突然下降引起,泄漏瞬间引起的压力变化主要反映在管道压力上,通过管道安装的动态压力传感器可有效反映泄漏瞬间产生的压力变化。液塞到达与离开泄漏位置是影响管道压力波动的主要因素。动网格仿真模拟与试验结合的方法可用于研究气液混输管道段塞流泄漏的流场特征。 展开更多
关键词 气液混输管道 段塞流泄漏 流场特性
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基于EM-FR-C5.0DT耦合模型的输气管道地质灾害风险预测模型
16
作者 艾昕宇 何鹏 +6 位作者 孟祥振 王新刚 李玉星 刘鹏 韩建红 梁裕如 由洋 《油气与新能源》 2024年第4期84-96,107,共14页
延安气田地处陕北山区,输气管道沿线发生地质灾害的风险较高,管道生产运行存在一定安全隐患,通过加强风险预测研究,可快速准确甄别沿线高后果区,对管道防灾减灾具有重要意义。为此,选取延安气田内部临镇-子长输气干线作为研究对象。首先... 延安气田地处陕北山区,输气管道沿线发生地质灾害的风险较高,管道生产运行存在一定安全隐患,通过加强风险预测研究,可快速准确甄别沿线高后果区,对管道防灾减灾具有重要意义。为此,选取延安气田内部临镇-子长输气干线作为研究对象。首先,通过相关性分析筛选出高程等11个影响因子,依次开展灾点空间分布规律研究;其次,采用加权频率比法将灾点属性值转换为可体现灾害风险贡献率的EM-FR(加权频率值),划分出低、极低风险区,在此范围内选取非灾点,以此构建EM-FR-C5.0DT(加权频率比-C5.0决策树)、EM-FR-BP(加权频率比-BP神经网络)等2种耦合模型,并预测研究区域的风险性;最后,在研究区域内随机选取非灾点,构建单一C5.0DT、BP模型,并与上述2种耦合模型开展精度对比分析。结果显示:耦合模型预测性能优于单一模型,其中EM-FR-C5.0DT模型效果最优。研究成果表明,在低、极低风险区内,选取非灾点构建数据集得到的耦合模型,可明显提升模型预测精度,更适合小样本地质灾害风险性建模,可为延安气田输气管道风险性研究提供一定借鉴。 展开更多
关键词 输气管道 熵值法 C5.0决策树 BP神经网络 风险性预测
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天然气长输管道泄漏检测方案对比 被引量：41
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作者 李玉星 彭红伟 +2 位作者 唐建峰 邓雷颖 王风波 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期101-104,共4页
大口径、长距离天然气输送管道的泄漏检测和定位技术日益受到人们的重视。总结评价了用于天然气长输管道泄漏检测和安全预警的各种技术方案,讨论了其基本原理、适用范围、技术成熟度、优点和缺点以及工程应用情况;采用灵敏度、定位精度... 大口径、长距离天然气输送管道的泄漏检测和定位技术日益受到人们的重视。总结评价了用于天然气长输管道泄漏检测和安全预警的各种技术方案,讨论了其基本原理、适用范围、技术成熟度、优点和缺点以及工程应用情况;采用灵敏度、定位精度等7项技术指标对各种泄漏检测方法进行了评价和对比。目前,音波泄漏检测技术和分布式光纤泄漏检测技术由于具有诸多方面的优点,是近年来国内外泄漏检测技术研究的重点和热点,这两种技术已初步应用于实际,并取得了良好的效果。重点对这两种泄漏检测技术的原理、适用范围、所能达到的技术指标、优、缺点以及工程案例进行了详细讨论、分析和对比,可为我国天然气长输管道泄漏检测和安全预警系统的开发和研究提供技术依据。 展开更多
关键词 天然气管道 泄漏 检测 方法 对比 分布 光纤 声波
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海上平台超临界CO_(2)泄漏温降特性实验研究
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作者 曹杨 刘涛 +5 位作者 宋光春 胡毅然 李彦尊 周伟 韩辉 李玉星 《油气与新能源》 2024年第6期20-25,33,共7页
依托海上平台将超临界CO_(2)回注至海底咸水层是海上CCUS的关键环节。超临界CO_(2)泄漏后短时间内容易形成低温区域,对周围油气设施运行、作业人员的安全与健康构成威胁。以恩平15-1海上平台为研究对象,通过搭建小尺寸平台,采用相似模... 依托海上平台将超临界CO_(2)回注至海底咸水层是海上CCUS的关键环节。超临界CO_(2)泄漏后短时间内容易形成低温区域,对周围油气设施运行、作业人员的安全与健康构成威胁。以恩平15-1海上平台为研究对象,通过搭建小尺寸平台,采用相似模型实验方法,研究了不同泄漏孔径(0.5 mm、1.6 mm和6.2 mm)、不同泄漏方向(垂直、水平、斜上45°)工况下超临界CO_(2)泄漏后周围温降特征与分布规律。研究发现:最低温度和最大温降出现在泄漏口附近,随着距离越大,温度越高,温降越小;在相同的初始泄漏压力、泄漏温度条件下,泄漏孔径越大,温度越低,温降越大;不论泄漏孔径大小,温降从大到小的方向顺序均为水平、斜上45°、竖直向上。 展开更多
关键词 海上平台 超临界CO_(2) 小孔径泄漏 泄漏方向 温降特征
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不同相态管输CO_2的节流放空实验 被引量：11
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作者 李玉星 滕霖 +3 位作者 王武昌 胡其会 赵青 李顺丽 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期126-136,共11页
为了探究管输CO_2节流放空过程中的压力、温度响应及相态变化,基于Joule-Thomson效应搭建了橇装实验装置,分别进行了超临界态、液态、气态及含杂质气态CO_2多级节流放空实验。通过实验发现:(1)超临界态及气态实验出口温度先上升后下降,... 为了探究管输CO_2节流放空过程中的压力、温度响应及相态变化,基于Joule-Thomson效应搭建了橇装实验装置,分别进行了超临界态、液态、气态及含杂质气态CO_2多级节流放空实验。通过实验发现:(1)超临界态及气态实验出口温度先上升后下降,而液态实验出口温度先下降后上升并最终与主管温度变化一致;(2)主管内CO_2的压力、温度随着实验的进行而不断下降,且各截面之间参数差异明显,表明压力扰动传播速度受密度影响;(3)含杂质N2的CO_2放空时出口温度低于纯气态CO_2放空,主管内压力随时间变化速率大于纯CO_2实验主管压力变化速率;(4)管外气云逐渐收缩为气锥,气锥随管内压力下降、温度上升逐渐减弱并最终消失。实验结果表明:(1)在单级节流相同压降下,液态实验产生的温降明显小于超临界态及气态节流温降,但液态CO_2全节流过程会因发生相变而使平均节流效应增强;(2)密度影响内能对外耗散的程度,进而影响节流系数,即密度增大,节流系数降低。进而建议,通过增大泄放速率、节流入口增温、节流出口整流等措施来实现对CO_2放空过程的安全控制。 展开更多
关键词 CO2管道 CCS 节流 放空 相态实验 超临界态 节流效应 气云变化 安全控制
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气液混输管路清管时间和清管球运行速度预测 被引量：19
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作者 李玉星 冯叔初 王新龙 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期99-102,共4页
混输管路清管操作实验和理论的研究对混输管线的设计及生产管理具有重要意义。为研究混输管路清管工况下的变化规律 ,建立了长 380米、管径 80毫米的混输清管实验管道 ,利用水和空气为试验介质 ,得到了混输管路清管过程清管器运行时间... 混输管路清管操作实验和理论的研究对混输管线的设计及生产管理具有重要意义。为研究混输管路清管工况下的变化规律 ,建立了长 380米、管径 80毫米的混输清管实验管道 ,利用水和空气为试验介质 ,得到了混输管路清管过程清管器运行时间和运行速度变化规律 ,并得到了通过清管球压降的计算关系式。针对水平管路 ,建立了清管模拟的数学模型 ,编制了计算软件 ,用于预测混输管路清管过程中清管时间、清管球运行速度等。软件计算结果与实验数据的吻合较好。 展开更多
关键词 气液混输管路 清管时间 清管球 运行速度 预测 气体输送 数学模型
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