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隧道内埋地掺氢天然气管道泄漏扩散研究 被引量:1
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作者 袁巧玲 周诗岽 +1 位作者 吴文景 吕孝飞 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第9期123-132,共10页
氢能作为一种理想的清洁能源备受青睐,将氢气掺入到天然气管道中是实现氢能大规模输送的有效途径。在输送过程中,管道一旦发生泄漏便会严重影响管道的安全运行,目前隧道内埋地掺氢天然气管道的泄漏扩散规律尚不明确。建立了隧道内埋地... 氢能作为一种理想的清洁能源备受青睐,将氢气掺入到天然气管道中是实现氢能大规模输送的有效途径。在输送过程中,管道一旦发生泄漏便会严重影响管道的安全运行,目前隧道内埋地掺氢天然气管道的泄漏扩散规律尚不明确。建立了隧道内埋地掺氢天然气管道泄漏扩散数值模型,探究了掺氢比(体积分数)、泄漏孔径和来流风速对混合气体泄漏扩散特性的影响。结果表明,掺氢天然气泄漏后在隧道顶部大量积聚,呈现出中心区域浓度高、边缘区域浓度低的现象。随着掺氢比增大,混合气体爆炸下限降低,相同时间内的泄漏量增多。因隧道空间密闭,混合气体在短时间内不能充分扩散,因此掺氢比越大,爆炸危险区域越大,达到爆炸极限的时间越短。当掺氢比由5%增加到20%时,爆炸危险区域增加了3.18%,混合气体达到爆炸极限的时间缩短了3.7%。泄漏孔径越大,混合气体泄漏量越大,爆炸危险区域越大,混合气体达到爆炸极限的时间越短。当泄漏孔径由20 mm增大至100 mm时,沿隧道径向的爆炸危险区域由距地面1.49 m减小至0.30 m,轴向爆炸危险区域由13.4 m增大至91.9 m,达到爆炸极限的时间由95.2 s缩短至11.3 s。来流风速的平流输送作用促进了混合气体沿隧道轴向的扩散,缩小了隧道顶部的高浓度区域,爆炸危险区域显著缩小。当来流风速由0.5 m/s增大至2.0 m/s时,爆炸危险区域缩小了81.7%。因此,隧道内气体发生泄漏时应及时通风,避免燃烧爆炸等事故的发生。该研究结果可为隧道内埋地掺氢天然气管道的安全运行提供理论依据。 展开更多
关键词 数值模拟 埋地掺氢天然气管道 泄漏扩散 爆炸极限
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掺氢环境下含腐蚀缺陷X52天然气管道的结构强度失效机理研究 被引量:1
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作者 曹宇 陈鹏 +2 位作者 杨建功 王德强 白勇 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期186-192,共7页
[目的]旨在探究掺氢环境下含腐蚀缺陷管道的结构强度劣化规律。[方法]基于试验数据分析X52钢在不同掺氢比例下的承载性能,采用非线性有限元方法研究X52掺氢天然气管道在不同腐蚀缺陷下的结构强度失效机理。[结果]研究结果表明:掺氢比例... [目的]旨在探究掺氢环境下含腐蚀缺陷管道的结构强度劣化规律。[方法]基于试验数据分析X52钢在不同掺氢比例下的承载性能,采用非线性有限元方法研究X52掺氢天然气管道在不同腐蚀缺陷下的结构强度失效机理。[结果]研究结果表明:掺氢比例增大到50.0%时,管道在组合载荷下达到失效的位移最小为2.58 mm,结构韧性劣化程度较大;掺氢比例为25.0%时,缺陷深度越大,结构失效程度越严重,通过对正方形和圆形缺陷的对比,发现正方形缺陷的最大应力高于圆形缺陷。[结论]基于材料性能构建的含缺陷管道模型能够实现对不同掺氢环境下天然气管道服役状态结构承载力劣化程度的评估,所做研究可为新能源管道设计及健康监测提供工程化建议。 展开更多
关键词 掺氢天然气管道 腐蚀缺陷 非线性有限元方法 劣化程度
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掺氢管道BDS健康监测系统设计与实现
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作者 曹宇 陈鹏 +2 位作者 杨建功 王德强 史晓丹 《导航定位学报》 北大核心 2025年第4期202-209,共8页
针对利用现有天然气管道远程传输氢易产生氢损伤而导致管道力学性能劣化,以及无信号覆盖的管道段无法及时监测存在安全隐患的问题,提出一种基于北斗卫星导航系统(BDS)的掺氢天然气管道健康监测系统:通过BDS导航定位、数据传输和双向通... 针对利用现有天然气管道远程传输氢易产生氢损伤而导致管道力学性能劣化,以及无信号覆盖的管道段无法及时监测存在安全隐患的问题,提出一种基于北斗卫星导航系统(BDS)的掺氢天然气管道健康监测系统:通过BDS导航定位、数据传输和双向通信等服务功能,远程获取基于传感器监测的管道运行数据,并结合现有监测和巡检技术掌握管道健康状况;在可视化系统运行中可实时获取管道运行参数,若监测到管道发生泄漏,系统自动发出警报,显示当前泄漏位置及详情,实现快速抢险响应。系统可实现对服役掺氢天然气管道日常及危险状态监测,提高管道输送安全性和运维人员的工作效率。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统(BDS) 掺氢天然气管道 健康监测 导航定位 数据传输
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基于贝叶斯网络的掺氢管道泄漏风险评价方法 被引量:1
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作者 徐晴晴 张璇 +3 位作者 赵瑞东 熊鑫 蒋璐朦 禹盛阳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期61-70,共10页
氢气是一种可靠的清洁能源,开展氢气体积分数10%~20%的天然气掺氢输送是目前国内外氢气经济高效输送研究的热点。然而,掺氢后天然气的密度、热值、阻力等发生改变,打破管网的动态平衡。不同掺氢比例对管道的相容性、安全事故、完整性等... 氢气是一种可靠的清洁能源,开展氢气体积分数10%~20%的天然气掺氢输送是目前国内外氢气经济高效输送研究的热点。然而,掺氢后天然气的密度、热值、阻力等发生改变,打破管网的动态平衡。不同掺氢比例对管道的相容性、安全事故、完整性等均产生影响,将增大管道的失效风险。因此,本文开展掺氢天然气管道失效风险分析,通过识别掺氢过程中可能出现的各种风险因素,建立以掺氢天然气管道泄漏失效为顶上事件的事故树,再依据事故树与贝叶斯网络的映射关系转化为对应的贝叶斯网络。将时间因素纳入分析中,进行掺氢天然气管道失效的动态贝叶斯网络分析,得出导致管道失效的关键因素以及随时间变化的变化趋势。考虑到不同的掺氢比例会对管道部分基本事件的先验概率产生影响,在掺氢比例5%~30%工况下,对失效概率进行更新,获得管道失效概率随掺氢比例变化的变化趋势,为天然气管道掺氢技术的风险管理及控制提供了新的思路与方法。 展开更多
关键词 掺氢天然气管道 失效风险分析 贝叶斯网络 事故树 leaky noisy-or gate模型
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基于气网-水网协同的多时间尺度氢供应链优化 被引量:4
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作者 陈笑云 冯忠楠 +2 位作者 魏繁荣 翁汉琍 林湘宁 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期159-167,共9页
在现有的基础设施及市场需求量背景下,氢气通过天然气掺氢管道输送为主、移动式储氢输送为辅是较好的选择。建立考虑气体组分与流量变化关系的动态模型,分析混氢天然气输送的动态特性;构建储氢罐的水网航运模型,即各港口之间的内河运输... 在现有的基础设施及市场需求量背景下,氢气通过天然气掺氢管道输送为主、移动式储氢输送为辅是较好的选择。建立考虑气体组分与流量变化关系的动态模型,分析混氢天然气输送的动态特性;构建储氢罐的水网航运模型,即各港口之间的内河运输通过船舶实现规模化运氢;提出基于气网-水网协同的多时间尺度滚动优化策略,对不同时间维度下的负荷需求波动进行精细化调度与平抑,同时降低运行成本。仿真算例结果验证了所提模型的有效性和合理性。 展开更多
关键词 供应链 天然气管道 多时间尺度 优化调度
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