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基于阶梯气价的天然气销量优化模型及方法研究
1
作者 侯浩远 刘定智 +3 位作者 张曦 赵思睿 张元涛 左丽丽 《石油化工高等学校学报》 2025年第1期42-48,共7页
随着天然气需求的快速增长,亟需考虑天然气管网产供储销结构。基于系统分析与决策理论,可优化天然气分客户销售方案,实现盈利能力和经济效益的最大化。以某省某公司天然气销售管网年总效益最大为目标,以气源供气量、管道输送量、客户销... 随着天然气需求的快速增长,亟需考虑天然气管网产供储销结构。基于系统分析与决策理论,可优化天然气分客户销售方案,实现盈利能力和经济效益的最大化。以某省某公司天然气销售管网年总效益最大为目标,以气源供气量、管道输送量、客户销售量为决策变量,综合考虑节点流量平衡约束、产供储销各环节气量上下限约束、分省总销量约束等,对产业链上中下游各个环节中涉及到的气源采购成本、管输成本、储气库及LNG接收站储转成本以及客户销售收入采用阶梯计价方式,建立天然气客户销量优化数学模型,并选择GUROBI求解器作为优化计算工具对模型求解。以某省天然气管网未来10年的数据为基础进行测试,在满足客户天然气需求量的同时使效益达到最大,验证了该模型的合理性与准确性,为天然气销售业务提质增效提供了先进的分析工具和方法。 展开更多
关键词 天然气 效益最大 阶梯价格 销量优化 提质增效
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高架火炬掺氢燃烧热辐射模拟研究
2
作者 孙恒 高小雨 +1 位作者 刘楚茹 耿金亮 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期46-53,共8页
目的天然气掺氢后燃烧特性会发生改变,因此,有必要对掺氢天然气热放空过程进行研究,以确定掺氢输送条件下原有高架火炬适用的工况条件,从而确保天然气管输系统在掺氢输送时的安全。方法结合掺氢燃烧实验和CFD数值模拟,研究掺氢(摩尔分数... 目的天然气掺氢后燃烧特性会发生改变,因此,有必要对掺氢天然气热放空过程进行研究,以确定掺氢输送条件下原有高架火炬适用的工况条件,从而确保天然气管输系统在掺氢输送时的安全。方法结合掺氢燃烧实验和CFD数值模拟,研究掺氢(摩尔分数0~20%)天然气进行扩散燃烧时燃烧特性及热辐射半径变化情况,揭示掺氢对燃烧热辐射半径的影响机理,明确API STD 521—2014《泄压和减压系统》中热辐射半径解析模型可用于掺氢天然气的计算。结果在等体积流量下,掺氢减小了热释放量从而减短了火焰长度,而在侧风作用下的火焰倾斜角几乎不变,因此缩小了热辐射半径;在等质量流量下,掺氢增加了热释放量从而增长了火焰长度,而火焰倾斜角变大,使得热辐射半径变化极小。同时,风速增大会导致热辐射半径扩大。结论在安全热辐射半径不变的前提下,按体积流量计算,掺氢条件下最多可提高19%~23%体积流量的放空量,火炬系统的排放效率有所提高;按质量流量计算,掺氢条件下高架火炬的质量流量放空量与掺氢前相比几乎保持不变。 展开更多
关键词 高架火炬 掺氢 天然气 热辐射 CFD 火焰倾斜角
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逆断层作用下碳纤维预增强管道应变响应研究 被引量：2
3
作者 孔天威 刘啸奔 +4 位作者 黄微 刘城其 张东 张进 张宏 《石油机械》 北大核心 2023年第6期127-135,共9页
为了研究碳纤维复合材料(CFRP)对逆断层作用下埋地管道力学响应行为的影响,基于ABAQUS建立了三维逆断层作用下碳纤维预增强埋地管道数值仿真模型。采用基于应变的评价准则,研究了不同CFRP缠裹厚度、长度和角度对管道力学响应行为的影响... 为了研究碳纤维复合材料(CFRP)对逆断层作用下埋地管道力学响应行为的影响,基于ABAQUS建立了三维逆断层作用下碳纤维预增强埋地管道数值仿真模型。采用基于应变的评价准则,研究了不同CFRP缠裹厚度、长度和角度对管道力学响应行为的影响。研究结果表明:对于无CFRP缠裹管道,随着断层位移的增加,上盘处管道率先发生应变突变,但变化程度低于下盘处管道;缠裹10 mm厚的CFRP就能够较大程度地增强管道抵抗断层位移的能力,降低管道轴向应变值;缠裹长度对管道屈曲位置有较大影响,缠裹角度对屈曲位置影响较小,但较小的缠裹角度更有利于增加管道抵抗断层位移的能力;在实际穿越断层的油气管道工程中,可以在断层面附近处的管道缠裹CFRP,缠裹厚度可取20 mm,缠裹长度在断层面两端宜大于20 m,缠裹角度取较小值15°。所得结果可为工程设计及现场施工提供参考。 展开更多
关键词 埋地管道 碳纤维预增强管道 逆断层 力学响应 有限元分析 屈曲失效
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天然气管线计划性放空回收数值仿真模拟
4
作者 左丽丽 王珑云佳 +7 位作者 雷宏峰 孙恒 潘彪 田望 郭宇飞 孙晓阳 吴晓飞 郝千千 《天然气工业》 北大核心 2025年第1期175-186,共12页
天然气中甲烷的温室效应强度远高于二氧化碳,消除或减少输气管线放空作业中的天然气排放对实现双碳目标具有重要意义。为此,针对需计划性放空的输气管线,分别对采用下游压气站离心压缩机和移动式往复压缩机的2种天然气回收过程以及传统... 天然气中甲烷的温室效应强度远高于二氧化碳,消除或减少输气管线放空作业中的天然气排放对实现双碳目标具有重要意义。为此,针对需计划性放空的输气管线,分别对采用下游压气站离心压缩机和移动式往复压缩机的2种天然气回收过程以及传统冷放空过程建立了瞬态仿真模型,并对放空回收所需总时间、放空气量、回收气量等参数进行了对比分析。研究结果表明:(1)采用隐式中心差分法求解这些模型,获得的回收时长、排放时长、回收气量、排放气量等参数与相应的TGNET软件仿真结果及放空过程实际数据的偏差均在±8%以内;(2)针对放空气回收过程的仿真模型,离心压缩机和往复压缩机需要考虑进行边界条件的转换;在放空过程的模拟中,需要考虑立管出口处压力和流速边界条件的转换;(3)针对输气管线计划性放空提出了3种天然气回收方案,其中方案1利用下游压气站的离心压缩机,方案2利用移动式往复压缩机,方案3为方案1和方案2的组合,即先用下游压气站的离心压缩机进行回收,当其进口压力降至允许最低值时,再切换至移动式往复式压缩机继续回收过程。结论认为:(1)方案1的回收时长最短但回收率最低,方案2的情况刚好相反,而方案3的回收率与方案2相近但回收时长介于方案1和方案2之间;(2)针对阀室间管线放空气回收方案的选择,离心压缩机与往复式压缩机结合进行回收的方案,可同时兼顾回收时长和回收效率,具有较好的经济性和可行性,因而具有较好的综合效果。 展开更多
关键词 输气管线 放空 天然气回收 瞬态仿真 压缩机 方案优化
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基于LNG冷能的CO_(2)液化提纯及发电工艺设计与优化
5
作者 龚文政 王飞 +5 位作者 王荧光 梁勇 孙恒 郑达 王妍静 史博会 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第1期38-44,共7页
目的为了生产可直接用于工业制造及食品加工的高纯度CO_(2),提出了一种利用LNG冷能液化提纯CO_(2)及发电的新工艺。方法使用HYSYS软件对不同循环工质及不同的运行参数进行模拟,分析了循环工质对CO_(2)液化量和朗肯循环发电功率的影响,... 目的为了生产可直接用于工业制造及食品加工的高纯度CO_(2),提出了一种利用LNG冷能液化提纯CO_(2)及发电的新工艺。方法使用HYSYS软件对不同循环工质及不同的运行参数进行模拟,分析了循环工质对CO_(2)液化量和朗肯循环发电功率的影响,并以产品能耗为标准,对精馏塔参数进行了优化。结果当两级循环工质为纯工质时,丙烯+乙烯的组分搭配液化量和发电功率最大,分别为377900 kg/h,2284 kW;当循环工质为混合物时,该工艺液化量和发电功率明显高于纯工质的情况,且在第一级循环中混合工质乙烷与丙烯物质的量比为9.0∶1.0、第二级循环中混合工质甲烷、乙烯与丙烯物质的量比为2.0∶6.0∶2.0的情况下,液化量和发电功率最大,分别为386200 kg/h,3042 kW;合适的精馏塔塔板数为30块,进料位置为第10块塔板处,回流比为0.6。结论经与单级朗肯循环等其他工艺相比,双级朗肯循环工艺的CO_(2)液化率及?效率高,同时可将LNG冷能转换为电能并生产高纯度的液态CO_(2)产品,用于LNG接收站冷能利用模块。 展开更多
关键词 LNG 冷能利用 CO_(2)液化 提纯 朗肯循环 工质优选
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基于吸附法的放空气回收工艺模拟与优化
6
作者 潘彪 代龙宇 +3 位作者 孙晓阳 孙恒 左丽丽 桑海博 《石油化工》 北大核心 2025年第3期395-402,共8页
针对站场天然气的放空回收问题,设计了可回收5000 m^(3)放空气的吸附法放空回收工艺,并基于Aspen HYSYS和Aspen Adsorption软件建立了放空气吸附回收过程的仿真模型。通过对吸附回收过程的仿真模拟,完成了吸附回收-解吸利用的全过程动... 针对站场天然气的放空回收问题,设计了可回收5000 m^(3)放空气的吸附法放空回收工艺,并基于Aspen HYSYS和Aspen Adsorption软件建立了放空气吸附回收过程的仿真模型。通过对吸附回收过程的仿真模拟,完成了吸附回收-解吸利用的全过程动态模拟,得到了吸附床层内单位吸附量的变化,并对吸附法放空回收的工艺性能进行了评估。计算了不同操作条件下的回收时间、能耗和回收率,从工程实际的角度分析环境温度下储存量和吸附热管理的问题,吸附法回收单位气体的平均能耗为0.275(kW·h)/kg,吸附罐内最高温度为328 K,在9.6 min回收时间可实现高达87.1%的回收率,适用于小排量放空天然气回收过程。 展开更多
关键词 吸附法 放空气回收 动态模拟
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LNG接收站与天然气管网协同运行优化策略
7
作者 卓海森 赵思睿 +4 位作者 孙博 侯浩远 董龙伟 崔婧 左丽丽 《石油机械》 北大核心 2025年第1期135-142,共8页
随着天然气管网互联互通一体化格局的形成,各资源和市场纳入管网系统统一调度运营。基于LNG资源入网后存在站场和已有管道间压力匹配以及多资源间的气量协调问题,针对冬季保供期某LNG资源聚集区域,借助TGNET软件建立LNG接收站与天然气... 随着天然气管网互联互通一体化格局的形成,各资源和市场纳入管网系统统一调度运营。基于LNG资源入网后存在站场和已有管道间压力匹配以及多资源间的气量协调问题,针对冬季保供期某LNG资源聚集区域,借助TGNET软件建立LNG接收站与天然气管网协同运行仿真模型,研究不同边界条件下管网系统多资源调度供气方案,并重点针对可控的LNG资源,从管输费、能耗费以及总利润等角度开展了不同接收站间气量匹配方案的经济性比选。结合经济比选及方案模拟结果,提出了LNG资源入网供气能力提升的优化手段。研究结果表明:外输管道较长、管径小、沿线分输量小是制约LNG接收站气化能力释放的关键因素,通过增设压气站和增设复线2个优化手段可充分释放接收站气化能力,以此提升管网整体运行压力和输送能力。研究成果对冬供期天然气管网多资源以及各接收站间的调度管理具有一定的指导意义,所形成的LNG接收站与天然气管网的协同运行优化机制可为下游用户提供充足的供气保障,实现LNG接收站与天然气管网一体化高效运行。 展开更多
关键词 LNG接收站 互联互通 天然气管网 协同运行优化 压气站 阶梯气量 冬季保供
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天然气量价耦合非线性销售优化模型构建及应用
8
作者 赵思睿 刘定智 +4 位作者 张曦 侯浩远 张元涛 左丽丽 吴长春 《石油科学通报》 CAS 2024年第2期354-364,共11页
在国家天然气产业“X+1+X”政策下,针对直面市场竞争的销售环节,天然气价格对下游客户市场的开发至关重要。针对天然气销售公司与下游客户签订的阶梯气价结算合同在制定过程未充分考虑客户购气能力的不足,本文通过分析客户量价关系对阶... 在国家天然气产业“X+1+X”政策下,针对直面市场竞争的销售环节,天然气价格对下游客户市场的开发至关重要。针对天然气销售公司与下游客户签订的阶梯气价结算合同在制定过程未充分考虑客户购气能力的不足,本文通过分析客户量价关系对阶梯价格的影响,结合天然气供应链结构,建立了天然气量价耦合非线性优化模型。该模型以天然气销售公司总利润最大为目标函数,以天然气供应链各环节气量、供销气量以及客户各阶梯气价为决策变量,考虑各环节气量上下限约束、各客户调价空间约束、节点流量平衡约束、客户量价关系约束、阶梯价格约束、客户类型约束等,调用GUROBI求解器中的空间分支定界算法对该混合整数二次规划模型进行求解。将模型及算法应用于某省网大型多气源多客户(含10个气源和121个客户)的供销系统中,计算时间不超过5秒,算法求解效率高。与阶梯价格方案固定的销售情况相比,所得各客户销量及气价方案使得总效益最高提升17.2%,具有较好的优化效果。本文构建的模型及算法应用于不同客户类型的案例中,同时兼顾了客户和天然气销售公司的利益。可用于天然气销售公司与下游客户进行价格复议时推荐调价方案,并为天然气销售公司制定阶梯气价销售方案提供依据。 展开更多
关键词 天然气客户 阶梯气价 量价关系 非线性优化 调价方案
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高压电场作用下含蜡原油中带电胶粒与蜡晶作用机制 被引量：2
9
作者 谢意蔚 李鸿英 +4 位作者 黄文丽 苏杨 黄骞 韩善鹏 张劲军 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期149-156,共8页
电场改性是一种新兴的含蜡原油改性方法,带电胶粒(胶质、沥青质)在电场作用下聚集于蜡晶表面是其主要机制。为明确带电胶粒与蜡晶的作用机制,选取电场降黏效果差异显著的两种含蜡原油,测试并分析电场作用前后油样的表观黏度、阻抗以及... 电场改性是一种新兴的含蜡原油改性方法,带电胶粒(胶质、沥青质)在电场作用下聚集于蜡晶表面是其主要机制。为明确带电胶粒与蜡晶的作用机制,选取电场降黏效果差异显著的两种含蜡原油,测试并分析电场作用前后油样的表观黏度、阻抗以及蜡晶晶胞参数。结果表明:电场作用后降黏效果显著的1#原油阻抗上升,但作用温度下蜡晶晶胞参数不变,再降温至2℃后,蜡晶晶胞参数变化显著;对于无降黏效果的2#原油,电场作用后其阻抗不变,降温后的蜡晶晶胞参数也没有变化;电场作用下含蜡原油中的带电胶粒吸附于蜡晶表面,是电场发挥降黏效果的必要条件;部分含蜡原油中带电胶粒自缔合从而无法在电场作用下吸附于蜡晶表面,是该类原油不具有电场降黏效果的原因。 展开更多
关键词 含蜡原油 电流变效应 蜡晶 带电胶粒 机制
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