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天然气管道掺氢装置及混合特性
1
作者
杨东海
孙雅倩
+3 位作者
田磊
房昆
郭凯
李默翻
《中国石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期178-184,共7页
天然气掺氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要技术手段,有必要开展基于天然气掺氢技术的混合装置及混合效果研究。为了优选混合装置并探究其混合效果,选用氢气和甲烷两种工质,构建T型管(主管与支管夹角为30°、60°和90°...
天然气掺氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要技术手段,有必要开展基于天然气掺氢技术的混合装置及混合效果研究。为了优选混合装置并探究其混合效果,选用氢气和甲烷两种工质,构建T型管(主管与支管夹角为30°、60°和90°)混合器、单切向混合器及文丘里混合器模型,并基于Fluent对所构建模型进行数值模拟,对不同模型的混合效果进行对比分析。结果表明:在采用控制变量法的情况下,随着速度、掺氢比分别增大,混合效果越差;速度比(甲烷/氢气)对混合性能影响很大,速度比越大,混合效果越好;在已设定的几种条件下,单切向混合器的混合效果最佳,T型管(90°)混合器的混合效果最差。
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关键词
天然气掺氢
ANSYS
Fluent
数值模拟
混合特性
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职称材料
非金属管材临氢环境下相容性研究进展
被引量：
7
2
作者
刘翠伟
张睿
+4 位作者
田磊
王财林
徐修赛
裴业斌
李玉星
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期145-156,共12页
非金属聚合物材料已被大规模用作中、低压燃气管道管材,其临氢环境下与氢的相容性研究对于掺氢天然气输送的发展具有重要意义。为此,综述了现有的非金属聚合物管材在氢环境中的气体渗透性能以及力学性能劣化研究,分析了温度、氢压、材...
非金属聚合物材料已被大规模用作中、低压燃气管道管材,其临氢环境下与氢的相容性研究对于掺氢天然气输送的发展具有重要意义。为此,综述了现有的非金属聚合物管材在氢环境中的气体渗透性能以及力学性能劣化研究,分析了温度、氢压、材料微观结构等因素对非金属管材渗透性能以及力学性能的影响,指出了目前研究存在的不足并对未来研究方向进行了展望。研究结果表明:(1)低氢压下,非金属管材的渗透性能与力学性能几乎不受氢环境影响,随温度升高,非金属管材的渗透系数增大,力学性能降低;(2)氢气分子在非金属材料中的渗透系数大于甲烷分子,各气体间的渗透系数相互独立,材料结晶度等微观结构参数能够影响材料在临氢环境下的渗透性能和力学性能;(3)气体泄漏是影响非金属管材运行安全的主要因素,其主要途径以及泄漏速率可以作为评价临氢环境下非金属管材适用性的主要指标;(4)和热塑性管材相比,弹性体密封件氢渗透性能更差,容易发生溶胀而导致其物性变化,直接影响掺氢非金属管道的安全运行。结论认为:(1)后续需开展多因素耦合条件下非金属氢管道寿命预测模型、非金属管材临氢服役性能评价准则、密封件及密封材料临氢适用性评价技术方法与评价准则等方面的研究工作;(2)建议建立掺氢环境下非金属管道建设与运行的相关规范以及安全评价方法,形成相关标准规范,以期为非金属管道掺氢输送的发展和大规模应用奠定基础。
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关键词
非金属管道
聚合物
氢能
掺氢输送
氢渗透
拉伸性能
氢相容性
微观结构
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职称材料
题名
天然气管道掺氢装置及混合特性
1
作者
杨东海
孙雅倩
田磊
房昆
郭凯
李默翻
机构
中国
石油大学(华东)储运与建筑工程学院
中国宏观经济研究院能源所
中国
石油工程建设有限公司
兰州理工大学石油化工学院
出处
《中国石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期178-184,共7页
基金
国家社科基金重大项目(19ZDA084)
中国经济改革促进与能力加强项目(TCC6-2019-A31)。
文摘
天然气掺氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要技术手段,有必要开展基于天然气掺氢技术的混合装置及混合效果研究。为了优选混合装置并探究其混合效果,选用氢气和甲烷两种工质,构建T型管(主管与支管夹角为30°、60°和90°)混合器、单切向混合器及文丘里混合器模型,并基于Fluent对所构建模型进行数值模拟,对不同模型的混合效果进行对比分析。结果表明:在采用控制变量法的情况下,随着速度、掺氢比分别增大,混合效果越差;速度比(甲烷/氢气)对混合性能影响很大,速度比越大,混合效果越好;在已设定的几种条件下,单切向混合器的混合效果最佳,T型管(90°)混合器的混合效果最差。
关键词
天然气掺氢
ANSYS
Fluent
数值模拟
混合特性
Keywords
hydrogen blending of natural gas
ANSYS Fluent
numerical simulation
mixing characteristics
分类号
TE832 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
非金属管材临氢环境下相容性研究进展
被引量：
7
2
作者
刘翠伟
张睿
田磊
王财林
徐修赛
裴业斌
李玉星
机构
中国
石油大学(华东)储运与建筑工程学院
中国
石油大学(华东)山东省油气储运安全省级重点实验室
中国宏观经济研究院能源所
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期145-156,共12页
基金
国家重点研发计划项目“中低压纯氢与掺氢燃气管道系统渗氢扩散机理与相容性研究”(编号:2021YFB4001601)。
文摘
非金属聚合物材料已被大规模用作中、低压燃气管道管材,其临氢环境下与氢的相容性研究对于掺氢天然气输送的发展具有重要意义。为此,综述了现有的非金属聚合物管材在氢环境中的气体渗透性能以及力学性能劣化研究,分析了温度、氢压、材料微观结构等因素对非金属管材渗透性能以及力学性能的影响,指出了目前研究存在的不足并对未来研究方向进行了展望。研究结果表明:(1)低氢压下,非金属管材的渗透性能与力学性能几乎不受氢环境影响,随温度升高,非金属管材的渗透系数增大,力学性能降低;(2)氢气分子在非金属材料中的渗透系数大于甲烷分子,各气体间的渗透系数相互独立,材料结晶度等微观结构参数能够影响材料在临氢环境下的渗透性能和力学性能;(3)气体泄漏是影响非金属管材运行安全的主要因素,其主要途径以及泄漏速率可以作为评价临氢环境下非金属管材适用性的主要指标;(4)和热塑性管材相比,弹性体密封件氢渗透性能更差,容易发生溶胀而导致其物性变化,直接影响掺氢非金属管道的安全运行。结论认为:(1)后续需开展多因素耦合条件下非金属氢管道寿命预测模型、非金属管材临氢服役性能评价准则、密封件及密封材料临氢适用性评价技术方法与评价准则等方面的研究工作;(2)建议建立掺氢环境下非金属管道建设与运行的相关规范以及安全评价方法,形成相关标准规范,以期为非金属管道掺氢输送的发展和大规模应用奠定基础。
关键词
非金属管道
聚合物
氢能
掺氢输送
氢渗透
拉伸性能
氢相容性
微观结构
Keywords
Non-metallic pipe
Polymer
Hydrogen energy
Hydrogen blended transportation
Hydrogen permeation
Tensile property
Hydrogen compatibility
Microscopic structure
分类号
TE973 [石油与天然气工程—石油机械设备]
TQ317 [化学工程—高聚物工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
天然气管道掺氢装置及混合特性
杨东海
孙雅倩
田磊
房昆
郭凯
李默翻
《中国石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
非金属管材临氢环境下相容性研究进展
刘翠伟
张睿
田磊
王财林
徐修赛
裴业斌
李玉星
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
已选择
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