大规模地下储氢用压缩机现状与发展趋势 被引量：9

1

作者 肖强 张乐 +3 位作者 张建军 钟曾根 曾胜 王玲子 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第2期75-82,共8页

地下储氢是实现氢能大规模存储的最具潜力的方式,氢气压缩机是氢气注采过程中的核心设备,其中离心压缩机与往复压缩机是较适应于地下大规模储氢的压缩机类型。本文从压缩机设计配置、流量压比、润滑与排气温度限制、安全与泄漏等多个角... 地下储氢是实现氢能大规模存储的最具潜力的方式,氢气压缩机是氢气注采过程中的核心设备,其中离心压缩机与往复压缩机是较适应于地下大规模储氢的压缩机类型。本文从压缩机设计配置、流量压比、润滑与排气温度限制、安全与泄漏等多个角度比较了离心与往复压缩机的特点,梳理了这2种压缩机的研究及应用现状。分析了应用于地下储氢时离心与往复压缩机目前还存在的技术问题,这主要为往复圧式缩机难以实现大流量运行,而离心压缩机压缩氢气时不易实现高压比,因此均需做出优化与改进。本文面向氢能领域前沿发展方向,为我国进一步发展大规模地下储氢的地上设备提供建设性意见。 展开更多

关键词 地下储氢 压缩机 往复 离心

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往复式压缩机撬装模块振动分析与优化研究 被引量：10

2

作者 黄志强 黄琴 +3 位作者 陈振 秦飞虎 杨金 李强 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第1期54-60,共7页

往复式压缩机是保障页岩气增压外输的重要设备。当压缩机撬装模块的机械固有频率与压缩机激振频率接近会出现共振,处于共振下运行的压缩机撬装模块会发生剧烈振动,长期剧烈振动会引起连接螺栓断裂、缓冲罐开裂等失效现象。基于振动理论... 往复式压缩机是保障页岩气增压外输的重要设备。当压缩机撬装模块的机械固有频率与压缩机激振频率接近会出现共振,处于共振下运行的压缩机撬装模块会发生剧烈振动,长期剧烈振动会引起连接螺栓断裂、缓冲罐开裂等失效现象。基于振动理论,建立压缩机撬装模块振动模型,开展振动特性研究,确定其在1、2阶激振频率范围内的各阶固有频率和振型,掌握压缩机撬装模块振动响应规律,并针对振动剧烈部件进行结构优化设计。结果表明:压缩机撬装模块的管线、循环加热器结构、分离器结构、主机及其附属结构存在较大的共振风险,原压缩机撬装模块共有11阶处于共振频率带范围,优化后为6阶,其中关键部件主机结构振幅最大降低17.9%。优化后的压缩机撬装模块各阶固有频率明显提高,振幅减小,研究结果可为减小机组共振风险和延长压缩机各部件使用寿命提供理论指导。 展开更多

关键词 振动与波 往复式压缩机 振动分析 模态 控制优化

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大型往复压缩机管路振动分析与优化 被引量：4

3

作者 黄志强 张克海 +3 位作者 陈振 秦飞虎 李强 黄开华 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1845-1853,共9页

为保证往复式页岩气压缩机管路的运行安全,以振动最为剧烈的二级排气管路为研究对象,基于平面波动理论和振动理论,开展了管路气流脉动分布规律和管路振动特性研究,锁定了管路气流脉动超标区域与振幅超标部位。开展了管路关键部位的振动... 为保证往复式页岩气压缩机管路的运行安全,以振动最为剧烈的二级排气管路为研究对象,基于平面波动理论和振动理论,开展了管路气流脉动分布规律和管路振动特性研究,锁定了管路气流脉动超标区域与振幅超标部位。开展了管路关键部位的振动测试,结果表明,管路振幅超标,试验与仿真结果的振动峰值频率、振幅吻合度高,验证了仿真模型与结果的准确性。综合试验与仿真结果,分析得出管路气流脉动超标是诱发管路振动超标的主要原因。针对管路振动超标问题,开展了孔板孔径比正交试验和管路结构优化设计,优化后管路的气流脉动和振幅得到了明显改善,且均在API 618标准许用值范围内,降低了管路结构破坏风险,提高了压缩机组的可靠性和安全性。 展开更多

关键词 安全工程 往复式压缩机 气流脉动 结构振动 振动试验 振动控制

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高速往复压缩机曲轴系振动特性与结构优化研究 被引量：4

4

作者 陈振 李涛 +3 位作者 黄琴 秦飞虎 李强 黄开华 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2532-2540,共9页

为避免往复式压缩机曲轴系出现扭振现象,建立曲轴系在全周期交变载荷作用下的动力学模型,利用有预应力的模态分析得到曲轴系的固有频率及振型,并结合Campbell图确定曲轴系的共振转速点,通过谐响应分析得到曲轴系在不同转速点的耦合振动... 为避免往复式压缩机曲轴系出现扭振现象,建立曲轴系在全周期交变载荷作用下的动力学模型,利用有预应力的模态分析得到曲轴系的固有频率及振型,并结合Campbell图确定曲轴系的共振转速点,通过谐响应分析得到曲轴系在不同转速点的耦合振动速度响应规律。开展压缩机曲轴系现场振动测试,结果表明,曲轴系存在3阶扭振现象,仿真与试验所得的共振转速点及响应速度峰值的吻合度高,验证了曲轴系动力学模型的准确性。最后针对曲轴系3阶扭振现象,开展了联轴器结构的正交优化设计研究,优化后的曲轴系抗扭性能得到明显的改善,提高了曲轴系的使用寿命和工作可靠性。 展开更多

关键词 安全工程 曲轴系 扭振 振动试验 正交试验设计

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页岩气压缩机撬装模块系统散热分析及布局优化 被引量：1

5

作者 黄志强 王智勇 +2 位作者 黄山 秦飞虎 杨金 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期555-563,共9页

页岩气压缩机在工作时易受到高温环境的影响,产生的大量余热积聚在隔声罩内,导致电机、管道、空冷器等过热,影响关键设备的使用寿命,严重威胁页岩气开采安全。因此,以DTY500型页岩气压缩机为研究对象,建立了压缩机撬装模块系统的散热仿... 页岩气压缩机在工作时易受到高温环境的影响,产生的大量余热积聚在隔声罩内,导致电机、管道、空冷器等过热,影响关键设备的使用寿命,严重威胁页岩气开采安全。因此,以DTY500型页岩气压缩机为研究对象,建立了压缩机撬装模块系统的散热仿真模型,开展其速度场和温度场特性仿真研究,并通过现场实验验证了仿真分析方法的正确性,最后对压缩机撬装模块进行布局优化。结果表明:进排风口布局优化前大部分高速流体并未覆盖电机、压缩缸、管道等热源区域,不利于设备的通风散热;优化后,系统的相对散热量提高了46.34%,散热效果显著提升。研究结果为压缩机撬装模块系统的优化设计提供了理论指导。 展开更多

关键词 页岩气压缩机 通风散热 相对散热量 现场测试 布局优化

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CO2压缩机管道用不锈钢的焊接工艺研究 被引量：4

6

作者 李亚军 赵太源 肖莉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2019年第11期90-93,共4页

通过焊接工艺试验、探伤试验、拉伸试验、冲击试验、硬度试验、弯曲试验、晶间腐蚀试验和显微组织分析方法,研究了焊接保护剂在CO2压缩机不锈钢管道中的焊接效果。试验结果表明,使用焊接保护剂后,焊缝成型良好,探伤合格,拉伸、冲击、硬... 通过焊接工艺试验、探伤试验、拉伸试验、冲击试验、硬度试验、弯曲试验、晶间腐蚀试验和显微组织分析方法,研究了焊接保护剂在CO2压缩机不锈钢管道中的焊接效果。试验结果表明,使用焊接保护剂后,焊缝成型良好,探伤合格,拉伸、冲击、硬度、弯曲和晶间腐蚀性能均满足NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》标准和特殊技术要求。试验后的焊缝组织为树枝状的奥氏体基体,上面分布有少量铁素体,铁素体有利于提高焊缝金属的耐晶界腐蚀能力和抗裂纹敏感性。焊接保护剂受热先熔化,在焊缝根部生成一种难熔化的惰性保护膜,使焊缝根部合金元素不被氧化和烧损,从而保证焊缝金属具有良好的工艺性能和力学性能。 展开更多

关键词 不锈钢 CO2压缩机 焊接工艺 焊接保护剂 显微组织

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四川盆地页岩气地质工程一体化高效开发关键技术与装备 被引量：4

7

作者 刘清友 朱海燕 +3 位作者 唐煊赫 佘朝毅 欧成华 刘勇 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第4期191-203,共13页

四川盆地页岩气具有储层构造复杂、埋藏深、甜点储层薄、裂缝/断层发育、地应力差大、破裂压力高、产量衰减快等世界罕见的复杂特征,致使原有北美页岩气开发技术难以满足四川盆地的特殊需求,亟需自主研发适应于四川盆地复杂地质条件的... 四川盆地页岩气具有储层构造复杂、埋藏深、甜点储层薄、裂缝/断层发育、地应力差大、破裂压力高、产量衰减快等世界罕见的复杂特征,致使原有北美页岩气开发技术难以满足四川盆地的特殊需求,亟需自主研发适应于四川盆地复杂地质条件的页岩气高效开发技术。针对四川盆地复杂地质条件下的页岩气储层地质甜点与工程甜点科学评价、长水平井高效钻井、分段体积压裂和控压高效开发的关键技术与装备等难题,基于地质工程一体化研究思路,以地质建模为基础,发明了复杂页岩气储层“地质-工程”双甜点评价新方法、复杂难钻地层高效增压提速与动态多因素个性化钻头设计方法、基于双甜点的地质工程一体化分段体积压裂参数优化方法;自主研发了系列个性化高效复合钻头、无线电控趾端压裂滑套、全溶桥塞和专用压缩机等高性能关键工具与装备,形成了具有中国自主知识产权的四川盆地页岩气地质工程一体化高效开发关键技术与配套装备。研究成果先后在四川盆地长宁、威远、涪陵等页岩气田大规模应用834井次,通过提高钻头使用寿命、缩减钻井周期、提升压裂效率及单井测试产量,支撑了中国页岩气高效开发关键技术与装备进步。 展开更多

关键词 四川盆地 页岩气 地质工程一体化 双甜点评价 个性化钻头 分段体积压裂 专用压缩机

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06Cr20Ni11钢埋弧焊焊缝的显微组织和性能 被引量：3

8

作者 杨越 李亚军 +2 位作者 郭容 龚利华 王正云 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期18-21,72,共5页

采用SJ601A焊剂和HS308L焊丝对06Cr20Ni11钢进行埋弧焊,通过宏观和微观观察、化学成分分析、拉伸试验、冲击试验、晶间腐蚀试验等方法研究了接头焊缝的显微组织和性能。结果表明:焊缝成形良好,表面无黏渣、气孔、压坑等缺陷,X射线探伤... 采用SJ601A焊剂和HS308L焊丝对06Cr20Ni11钢进行埋弧焊,通过宏观和微观观察、化学成分分析、拉伸试验、冲击试验、晶间腐蚀试验等方法研究了接头焊缝的显微组织和性能。结果表明:焊缝成形良好,表面无黏渣、气孔、压坑等缺陷,X射线探伤结果为I级焊缝;焊缝金属以铁素体-奥氏体模式凝固,组织为奥氏体和少量枝晶状δ铁素体;焊缝金属的拉伸性能和抗冲击性能均符合标准要求,冲击断裂方式为韧性断裂,耐晶间腐蚀性能良好。 展开更多

关键词 06Cr20Ni11钢 埋弧焊 显微组织 力学性能 耐晶间腐蚀性能

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碳钢-橡胶硫化黏接拉伸力学行为与黏接失效机理 被引量：2

9

作者 石昌帅 王澳 +3 位作者 祝效华 万孝峰 柴国栋 李波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期417-426,共10页

目的研究碳钢-橡胶黏接结构件的拉伸力学行为和黏接失效机理,同时获得黏接工艺参数对碳钢-橡胶黏接界面质量的影响规律。方法引入内聚力模型来描述黏接界面的黏接失效过程,通过黏接结构件界面力学性能实验拟合,获得内聚力参数,建立碳钢... 目的研究碳钢-橡胶黏接结构件的拉伸力学行为和黏接失效机理,同时获得黏接工艺参数对碳钢-橡胶黏接界面质量的影响规律。方法引入内聚力模型来描述黏接界面的黏接失效过程,通过黏接结构件界面力学性能实验拟合,获得内聚力参数,建立碳钢-橡胶黏接三维拉伸数值模型,从拉伸应力、剥离应力、损伤因子和刚度弱化的角度分析碳钢-橡胶在拉伸载荷作用下的黏接失效行为,研究刚度、初始损伤强度和断裂能对碳钢-橡胶黏接界面力学性能的影响规律。结果在实验得到的内聚力参数下,碳钢-橡胶黏接界面中部最大拉伸应力比边缘增大了0.42 MPa,黏接界面边缘的最大剥离应力比最大拉伸应力增大了0.77 MPa。在拉伸位移为1.35 mm时,黏接界面中部最先进入损伤演化。当拉伸位移增至1.8 mm时,黏接界面边缘进入损伤演化,黏接界面中部完全失效,刚度的减小使得黏接界面的抗拉伸能力增强,刚度越小黏接界面的抗拉伸能力增强效果越明显。初始损伤强度小于3.42 MPa,黏接界面损伤演化速度明显较慢,在较大拉伸位移下才会发生黏接失效。不同断裂能的黏接界面进入损伤演化时的拉伸位移一致,断裂能越大的黏接界面损伤演化至完全失效的速度越慢。结论碳钢-橡胶黏接界面中部的最大拉伸应力较大,最大剥离应力较小,黏接界面中部最先发生黏接失效。减小碳钢-橡胶黏接界面的刚度,提高初始损伤强度和断裂能可以有效预防黏接失效。不同内聚力参数的碳钢-橡胶黏接界面发生初始黏接失效的位置和范围具有随机性,但黏接失效均从黏接界面中部扩散至边缘。 展开更多

关键词 硫化黏接 内聚力模型 黏接失效 拉伸失效 橡胶 数值模拟

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压制压强对WC-8%Ni硬质合金性能的影响

10

作者 李亚军 栾道成 +6 位作者 袁宏辉 孙文文 王正云 邓天鑫 李缘 任阳 左城铭 《工具技术》 2019年第9期40-42,共3页

采用不同的压制压强160MPa、240MPa、320MPa、400MPa压制WC-8%Ni硬质合金B型试样,在真空烧结炉中进行1480℃×60min烧结。通过排水法实验、硬度实验、弯曲试验、金相显微镜等分析方法,研究了压制压强对WC-8%Ni硬质合金的相对密度、... 采用不同的压制压强160MPa、240MPa、320MPa、400MPa压制WC-8%Ni硬质合金B型试样,在真空烧结炉中进行1480℃×60min烧结。通过排水法实验、硬度实验、弯曲试验、金相显微镜等分析方法,研究了压制压强对WC-8%Ni硬质合金的相对密度、孔隙度、线收缩系数、硬度和抗弯强度的影响。结果表明,随着压制压强的增加,相对密度逐渐增加,线收缩系数逐步减小,硬度和抗弯强度先增加而后减少。在压制压强320MPa时,WC-8%Ni硬质合金的性能达到最佳值。 展开更多

关键词 压制压强 WC-8%Ni硬质合金 相对密度 硬度 抗弯强度

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油气集输悬索管桥动特性及地震非线性时程反应分析 被引量：2

11

作者 官杨 朱海燕 +3 位作者 范永涛 王国 路军 陈易 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第3期220-234,共15页

悬索管桥具有比传统悬索路桥柔性大、阻尼低、频谱不均匀、自重轻、横向刚度小等的典型特性,动力学行为复杂,更容易引起结构失效和破坏。文中以漾濞江油气集输悬索管桥为研究对象,基于Midas软件建立了地震载荷条件下的悬索管桥有限元模... 悬索管桥具有比传统悬索路桥柔性大、阻尼低、频谱不均匀、自重轻、横向刚度小等的典型特性,动力学行为复杂,更容易引起结构失效和破坏。文中以漾濞江油气集输悬索管桥为研究对象,基于Midas软件建立了地震载荷条件下的悬索管桥有限元模型,开展了悬索管桥的地震响应、抗震性能数值模拟研究,揭示了管桥体系的危险区域和可能存在的破坏形式,发现:合理设置吊杆和拉索分布密度,对悬索桥自身的抗震有利。根据相似原理,搭建了漾濞江悬索管桥的室内实验系统,探究悬索桥动力特性及结构参数对动力特性的影响规律,验证了数值模拟正确性,为漾濞江油气集输悬索管桥的抗震性能设计提供理论指导。 展开更多

关键词 悬索管桥 动力学特性 自振特性 地震响应 非线性时程

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触变-塑变复合成形铸铁材料的耐磨损和抗腐蚀性能研究 被引量：1

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作者 李荣飞 罗倩 +6 位作者 袁琳 祝泽林 周辉 张茂林 杨鹏 段悦洪 孟毅 《精密成形工程》 北大核心 2022年第6期50-58,共9页

目的针对天然气压缩机用铸铁构件服役环境恶劣的情况,研究一种提升其耐磨损和抗腐蚀性能的成形工艺。方法以天然气压缩机用FCD400铸铁材料为研究对象,通过熔融-冷却试验和热压缩试验获得FCD400铸铁材料在高温条件下的固-液相变规律、半... 目的针对天然气压缩机用铸铁构件服役环境恶劣的情况,研究一种提升其耐磨损和抗腐蚀性能的成形工艺。方法以天然气压缩机用FCD400铸铁材料为研究对象,通过熔融-冷却试验和热压缩试验获得FCD400铸铁材料在高温条件下的固-液相变规律、半固态触变成形性能、塑性成形性能。基于该铸铁材料性能建立合适的触变-塑变复合成形工艺方案。通过二段热压缩试验开展FCD400铸铁材料的触变-塑变复合成形的物理模拟,验证触变-塑变复合成形的可行性。随后,通过摩擦磨损试验和中性盐雾腐蚀试验,对比触变-塑变复合成形铸铁材料和原始铸态材料的耐磨损和抗腐蚀性能,验证触变-塑变复合成形的有效性。结果触变成形阶段变形量为12 mm且塑性成形阶段变形量为20 mm的触变-塑变复合成形FCD400铸铁材料具有更加精细的珠光体片层,以及更高的硬度和更好的耐磨性能。触变成形阶段变形量为20 mm且塑性成形阶段变形量为12 mm的触变-塑变复合成形FCD400铸铁材料具有更加离散且细小的球状石墨,离散分布的细小球状石墨对基体的撕裂作用更小并能够减缓腐蚀速率。结论通过调节触变-塑变复合成形工艺参数,能够实现对FCD400铸铁材料的耐磨损和抗腐蚀性能的主动调控。 展开更多

关键词 触变-塑变复合成形 摩擦磨损 耐腐蚀性能 铸铁材料

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焊接方法对Q345E钢管焊接接头组织和性能的影响 被引量：3

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作者 李亚军 赵太源 +1 位作者 何伟 肖莉 《化工设备与管道》 CAS 2019年第5期72-76,共5页

通过焊接工艺试验、探伤试验、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验、扫描电镜和显微组织分析,研究了钨极氩弧焊(GTAW)和氩电联焊(GTAW-SMAW)两种焊接方法对φ168 mm×8 mm的Q345E无缝钢管焊接接头组织和性能的影响。结果表明:钨极氩弧焊... 通过焊接工艺试验、探伤试验、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验、扫描电镜和显微组织分析,研究了钨极氩弧焊(GTAW)和氩电联焊(GTAW-SMAW)两种焊接方法对φ168 mm×8 mm的Q345E无缝钢管焊接接头组织和性能的影响。结果表明:钨极氩弧焊抗拉强度和冲击韧性优于氩电联焊,弯曲合格,两者性能符合NB/T 47014-2011规定要求;钨极氩弧焊焊缝组织为大量铁素体+珠光体,氩电联焊为大量珠光体+铁素体,说明焊接方法对焊接接头组织和性能影响较大。 展开更多

关键词 焊接方法 Q345E钢管 显微组织 力学性能

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临氢设备用2.25Cr-1Mo-0.25V钢及其焊材的研究现状

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作者 杨雪倩 曾妍 +1 位作者 曾田田 李亚军 《化工设备与管道》 CAS 2020年第6期27-31,共5页

简单介绍了临氢设备用2.25Cr-1Mo-0.25V钢的化学成分、力学性能和当前应用状况,重点介绍了国内外2.25Cr-1Mo-0.25V钢配套焊接材料的发展现况及焊接要点,如焊前预热、焊后消氢、焊后热处理等,为国内外焊接工作着提供了一定的参考依据。2.... 简单介绍了临氢设备用2.25Cr-1Mo-0.25V钢的化学成分、力学性能和当前应用状况,重点介绍了国内外2.25Cr-1Mo-0.25V钢配套焊接材料的发展现况及焊接要点,如焊前预热、焊后消氢、焊后热处理等,为国内外焊接工作着提供了一定的参考依据。2.25Cr-1Mo-0.25V钢配套国产焊接材料的研制,打破了国外垄断现象,缩短了企业的采购周期,减轻了企业的经济负担。 展开更多

关键词 临氢设备 2.25CR-1MO-0.25V钢 焊接材料 焊接工艺要点

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