氢能管道输送技术发展现状与分析 被引量：1

1

作者 杨明 李龙冬 +3 位作者 张伟凯 林小飞 曹权 张晓瑞 《现代化工》 北大核心 2025年第5期25-30,36,共7页

氢能的管道输送包括高压气态氢输送和液态氢基能源(液氨或甲醇)输送,管道为新建或利用原有管道改输,已具备一定的发展基础,但仍面临技术与经济的双重挑战。介绍了氢能管道输送的技术分类与技术原理,并给出评价指标,总结了国内外氢能管... 氢能的管道输送包括高压气态氢输送和液态氢基能源(液氨或甲醇)输送,管道为新建或利用原有管道改输,已具备一定的发展基础,但仍面临技术与经济的双重挑战。介绍了氢能管道输送的技术分类与技术原理,并给出评价指标,总结了国内外氢能管道输送的发展现状与趋势,分析了氢能管道输送的关键技术与经济性。氢能管道输送具备一定的技术可行性,将迎来规模化的发展,成为最高效、最经济的氢能大规模长距离输送方式。 展开更多

关键词 管道 氢气 液态氢基能源 关键技术 经济性

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超临界二氧化碳输送管道关阀水击过程动态仿真及影响因素分析

2

作者 陈潜 焦健 +2 位作者 邢晓凯 盛绪飞 李欣泽 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期133-142,共10页

超临界二氧化碳输送管道在关阀等流速急剧变化的工况下会产生水击现象,导致管道超压和发生相变,需对管道水击工况进行仿真和分析。构建了超临界二氧化碳管道关阀水击动态过程非等温仿真数学模型,基于初始条件和内外边界条件确定动态仿... 超临界二氧化碳输送管道在关阀等流速急剧变化的工况下会产生水击现象,导致管道超压和发生相变,需对管道水击工况进行仿真和分析。构建了超临界二氧化碳管道关阀水击动态过程非等温仿真数学模型,基于初始条件和内外边界条件确定动态仿真模型的定解条件,采用时间递推法和Newton-Rapshan算法求解模型。以某超临界二氧化碳管道系统为例,模拟了关阀前后管道运行参数的时空变化情况,分析了压力、输量、关阀位置、时间、地形起伏、温度对超临界二氧化碳管道水击过程的影响。将所构建水击动态模型的仿真结果与OLGA软件仿真结果相比,管道压力和温度最大绝对偏差为0.27 MPa和1.51 K;管道运行压力、运行输量、关阀位置和地形起伏对水击过程管道参数变化及安全性的影响较大。 展开更多

关键词 水击过程 二氧化碳管道 关阀过程 动态仿真 数值计算方法

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新疆油田某超临界CO_(2)管道安全停输时间预测 被引量：1

3

作者 李欣泽 邹炜杰 +7 位作者 孙晨 付璇 陈潜 袁亮 王梓丞 邢晓凯 熊小琴 郭良辉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2823-2833,共11页

为得到超临界CO_(2)管道安全停输时间,本文采用商业软件OLGA建立了多因素协同作用下管道安全停输时间计算模型。基于中国石油新疆油田分公司规划的超临界CO_(2)管道工程参数范围,开展了对输量、管径、管长、首站出站温度、土壤环境温度... 为得到超临界CO_(2)管道安全停输时间,本文采用商业软件OLGA建立了多因素协同作用下管道安全停输时间计算模型。基于中国石油新疆油田分公司规划的超临界CO_(2)管道工程参数范围,开展了对输量、管径、管长、首站出站温度、土壤环境温度、总传热系数、末站进站压力等管道安全停输时间影响因素研究,并基于灰色关联度分析方法,得出了土壤环境温度、管长等为敏感因素。为预测管道的安全停输时间,基于以上参数化分析得到的1728组安全停输时间计算结果,建立了管道安全停输时间数据库,结合量纲分析方法,利用Python拟合得到了用于映射七大可变参数(自变量)与超临界CO_(2)管道安全停输时间(因变量)的高度非线性回归计算公式。结果表明:该拟合公式预测结果的最大相对误差小于10%,预测准确性良好,且该方法具有较高的计算效率。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 安全停输时间 灰色关联 公式化 预测

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超临界CO_(2)管道安全停输再启动过程和安全停输时间影响因素 被引量：6

4

作者 李欣泽 孙佳奇 +9 位作者 袁亮 张超 王梓丞 孙晨 董正淼 张海帆 孙颖婷 邢晓凯 熊小琴 邹炜杰 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第6期136-147,共12页

超临界CO_(2)管道在停输和再启动等瞬态过程中,流体易发生相变,密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化,使得管内的CO_(2)流体体积发生剧烈波动,将对管道产生脉动冲击,危害管道安全。为了明确超临界CO_(2)管道安全停输时间的影响因素,... 超临界CO_(2)管道在停输和再启动等瞬态过程中,流体易发生相变,密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化,使得管内的CO_(2)流体体积发生剧烈波动,将对管道产生脉动冲击,危害管道安全。为了明确超临界CO_(2)管道安全停输时间的影响因素,从安全控制的角度出发,首先结合超临界CO_(2)物性、相图和准临界性质,确定了超临界CO_(2)管道安全停输时间的定义,从管道停输开始至管内任一点流体进入气液共存区的时间;然后依托新疆油田CO_(2)管输示范工程,分别采用商业软件和MATLAB编程的方式,建立超临界管输水力热力计算模型,探究了管道停输及再启动过程中管内温度、压力、密度及相态协同变化波动规律;最后采用因素轮换法研究了主要工艺参数和环境参数对管道安全停输时间的影响规律。结果表明:降低首站出站温度、提高管道运行压力、较高土壤环境温度、较低管土总传热系数有助于延长超临界CO_(2)管道的安全停输时间。研究结果可为超临界CO_(2)管道安全运行提供一定理论支持和技术保障。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 管道输送 瞬变特性 停输再启动 相变 安全停输时间

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低温输送管道稠油粘附能预测模型 被引量：1

5

作者 吕杨 郭雨茜 +4 位作者 田守成 王峥嵘 赵元 刘天慧 付璇 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期198-205,共8页

海上和内陆油田集输系统含水率较高(90%以上)产生严重的集输管道原油粘附现象。通过建立以Deriagwin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO)理论为基础,分子间热运动、管流剪切应力、范德华引力(VDW)和双电层静电斥力(EDL)等各作用能项为核心的... 海上和内陆油田集输系统含水率较高(90%以上)产生严重的集输管道原油粘附现象。通过建立以Deriagwin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO)理论为基础,分子间热运动、管流剪切应力、范德华引力(VDW)和双电层静电斥力(EDL)等各作用能项为核心的粘附能预测模型对高含水稠油粘附现象进行了研究,并计算了集油温度(粘附温度),分析了粘附能影响因素,最终对模型进行了验证。结果表明,预测模型中VDW可以促进稠油粘附,而分子热运动、管流剪切应力和EDL可以抑制稠油粘附现象。这些相互作用也受温度、溶液相离子浓度、分离距离和油滴粒径变化影响,可以通过改变这些影响因素来防治稠油粘附现象。粘附温度计算值与粘附温度实验值对比表明,模型计算值误差在2℃以内。本文研究成果可为进一步开展低温输送现场试验提供理论基础与应用指导。 展开更多

关键词 高含水稠油 低温输送 粘附现象 DLVO理论 预测模型

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基于热力学过程的二氧化碳管道泄漏速率高精度计算方法

6

作者 杨明 陈晓玲 +2 位作者 尚妍 焦健 邢晓凯 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第29期12586-12592,共7页

管道输送CO_(2)作为碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization,and storage,CCUS)技术的中间纽带,对CCUS系统的运行起到至关重要的作用。而泄漏是CO_(2)管输过程中的主要风险,其中泄漏速率是评估管道泄漏事故的关键指标。由于泄... 管道输送CO_(2)作为碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization,and storage,CCUS)技术的中间纽带,对CCUS系统的运行起到至关重要的作用。而泄漏是CO_(2)管输过程中的主要风险,其中泄漏速率是评估管道泄漏事故的关键指标。由于泄漏过程涉及压力和物性的剧烈变化,仿真方法往往难以收敛。同时经典小孔泄漏对于CO_(2)管道泄漏的计算精度无法满足实际需求。为解决这一问题,提出了一种基于等熵膨胀过程和壅塞效应的数学模型,考虑缩脉效应对泄漏的影响,对泄漏口流通面积进行修正。该模型可用于CO_(2)管道泄漏口的温度、压力和泄漏速率的准确计算,其预测结果与泄漏实验数据吻合良好,表现出较高的计算精度和稳定性,显著优于经典小孔泄漏模型。该模型可为泄漏远场扩散的研究提供泄漏源强数据,进而为CO_(2)管输安全工程方面的决策提供参考。 展开更多

关键词 CCUS 二氧化碳 泄漏速率 计算模型

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超临界CO_(2)管道停输过程温压及相态变化规律预测 被引量：2

7

作者 李欣泽 孙晨 +5 位作者 刘晓飞 邹炜杰 姜星宇 郭良辉 董宝军 邢晓凯 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第1期143-152,共10页

不同于原油、天然气管道,超临界CO_(2)管道在停输过程中,需要关注温度和压力共同作用下的CO_(2)相态变化。掌握停输过程管道各位置流体温压变化关系、初始气化工况点和气化程度,对实现管道安全状态预判具有重要意义。基于中国石油天然... 不同于原油、天然气管道,超临界CO_(2)管道在停输过程中,需要关注温度和压力共同作用下的CO_(2)相态变化。掌握停输过程管道各位置流体温压变化关系、初始气化工况点和气化程度,对实现管道安全状态预判具有重要意义。基于中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司百万吨级超临界CO_(2)管道示范工程KB CO_(2)管道,建立了管道水力热力模型并求解,获得了管道停输后全线压力、温度、密度、持液率及相态变化规律,发现流体密度值与单位温降对应的压降值存在正相关性。基于Peng-Robinson状态方程,得到流体气化前压力、温度和密度变化的函数表达式,该温压关系在CO_(2)相图中为相态迁移路径线的斜率值。该值主要受流体密度影响,流体密度500 kg/m^(3)、650 kg/m^(3)和800 kg/m^(3)对应的斜率值分别为0.213、0.325和0.473。同时,给出了流体初始气化时的温压计算公式和气化后持液率变化预测公式。CO_(2)相图中相态迁移路径线与气液平衡线的交点即为流体初始气化压力和温度点。CO_(2)流体气化后,压力和温度状态点将沿着气液平衡线移动,直到温度降至管道周围土壤环境温度。采用OLGA软件对推导出的计算公式进行了验证,计算值与模拟值的误差在±4.00%以内,说明公式具有较高的准确性。最后应用公式对示范工程停输过程安全状态进行了预测,发现管道起点发生气化时的压力最高,为避免管道任意点发生气化,需在管道压力降至7.0 MPa前进行再启动操作。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 管道输送 停输过程 相变

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地震灾害作用下埋地管道事故统计分析与启示

8

作者 帅义 徐春燕 +7 位作者 史鹏宇 胡融睿 范玉然 韩俊艳 任运波 田野 张怡 高唯 《天然气工业》 北大核心 2025年第7期158-167,共10页

随着中国管道系统建设规模的持续扩大,地震灾害对埋地管道安全完整性的威胁日益加剧。地震灾害可能导致埋地管道发生断裂、变形损伤、屈曲失稳等失效破坏,严重时甚至会引发泄漏、燃烧、爆炸等重大事故。为此,系统收集地震灾害引发管道... 随着中国管道系统建设规模的持续扩大,地震灾害对埋地管道安全完整性的威胁日益加剧。地震灾害可能导致埋地管道发生断裂、变形损伤、屈曲失稳等失效破坏,严重时甚至会引发泄漏、燃烧、爆炸等重大事故。为此,系统收集地震灾害引发管道失效的案例,通过广泛收集国内外地震灾害下管道失效案例共55例,总结了地震导致管道失效的主要原因、失效形式及其后果,并从震级、管道类型、失效模式等多个维度进行事故规律的统计,分析了地震作用下埋地管道的失效事故规律,对埋地管道的建设与安全运行具有重要意义。研究结果表明,①国内外由地震引发的管道失效事故数量逐年增多,特别是跨越地震断裂带区域的管道尤其明显;②城市天然气和供水管道系统因其分布集中、路由复杂,在地震中更容易遭受破坏,且常伴随严重的次生灾害发生;③6级及以上地震是管道失效的主要诱因,失效模式以断裂和泄漏为主,占比分别为53.3%、29.0%;④断层位移、地震诱发的滑坡和土壤液化等永久地表变形是引发管道失效的主要原因,其中断层活动占比最大,达到72.8%。结论认为,通过对管道失效案例的统计分析,揭示了地震作用下埋地管道的事故规律及特点,可为埋地管道的抗震设防、管道地震灾害的风险评估以及管道的安全运维提供重要的参考依据。 展开更多

关键词 地震破坏 管道失效 统计分析 破坏机制 失效类型 抗震能力

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超临界CO_(2)长输管道多管段多点放空方案设计

9

作者 廖涛 王梓丞 +5 位作者 张海帆 安国钰 熊小琴 张文辉 李欣泽 邢晓凯 《化工进展》 北大核心 2025年第10期5582-5589,共8页

放空系统是超临界CO_(2)长输管道的重要组成部分,已有的研究关于放空点位对CO_(2)管道放空特性的影响鲜有提及,而放空点位的确定对于放空系统及多管段计划放空方案设计非常重要。基于OLGA软件所建立的放空计算模型,对新疆已规划的某超临... 放空系统是超临界CO_(2)长输管道的重要组成部分,已有的研究关于放空点位对CO_(2)管道放空特性的影响鲜有提及,而放空点位的确定对于放空系统及多管段计划放空方案设计非常重要。基于OLGA软件所建立的放空计算模型,对新疆已规划的某超临界CO_(2)长输管道多管段多点放空进行模拟研究。结果表明,放空远端点压降速率可间接反映出管道整体的放空速率;含中间阀室放空的多管段放空方案,中间阀室放空点的流体同时来源于上下游两段管道,该点的压力温度可由两个方向的高温高压流体进行补充,其压降及温降速率较端点放空点有所减缓;多管段放空时,随着放空点数的增加,相同放空点位置处压降及温降速率逐渐增大;双管单点放空方案管线最低点温度降至-20℃的时间为0.51h,总放空时长为4.29h,具有放空时长短,放空点温降、压降缓的优点。因此,超临界CO_(2)长输管道实施多管段放空时,推荐优先采用双管单点放空,即中间阀室放空方案,在保证温度可控的同时,实现二氧化碳的快速泄放。通过研究得到了超临界CO_(2)长输管道多管段放空作业时放空点的确定原则,可为放空系统以及计划放空方案设计提供参考。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) CO_(2)长输管道 放空 数值模拟 方案设计

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天然气集输管道微米级固体颗粒沉积数值模拟

10

作者 张洪杰 陈云涛 +3 位作者 洪将领 刘俊麟 栾思佳 付璇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10218-10227,共10页

在天然气开采过程中,总有如地层砂等固体颗粒随采出气采出,较大的颗粒可被除砂装置去除,而微米级颗粒容易随气体流入集输管道内,进而发生沉积,对管道运行安全造成影响。为探究天然气集输管道内微米级固体颗粒的沉积规律,利用计算流体力... 在天然气开采过程中,总有如地层砂等固体颗粒随采出气采出,较大的颗粒可被除砂装置去除,而微米级颗粒容易随气体流入集输管道内,进而发生沉积,对管道运行安全造成影响。为探究天然气集输管道内微米级固体颗粒的沉积规律,利用计算流体力学(CFD)软件,通过自定义函数定义临界沉积速度和恢复系数,分析沉积规律,并使用响应曲面法拟合出了沉积率与各影响因素间的关系式。结果表明:在流速变化时,小粒径和大粒径颗粒的沉积率变化趋势相反;在流速保持不变时,虽然沉积率的变化趋势相同,但较大流速下大粒径颗粒沉积率约为40%,较小流速下大粒径颗粒沉积率可达到70%。此外,不同管道形状下颗粒的沉积位置也表现出显著的差异性。最终通过响应面法的分析,确定了对沉积率影响较大的因素包括管道后段的坡度和颗粒的粒径。 展开更多

关键词 天然气管道 颗粒沉积 数值模拟

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油水混输管道CO_(2)腐蚀特性研究进展 被引量：2

11

作者 付璇 邢晓凯 李欣泽 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5353-5368,共16页

CO_(2)油水混输管道所处的酸性环境极易引起管道内腐蚀,成为限制二氧化碳捕集与驱油封存技术发展的关键问题之一。目前,油水体系CO_(2)腐蚀行为研究已经成为管道安全和低碳技术领域广泛关注的重点问题。本文着眼于油水体系中钢材的CO_(2... CO_(2)油水混输管道所处的酸性环境极易引起管道内腐蚀,成为限制二氧化碳捕集与驱油封存技术发展的关键问题之一。目前,油水体系CO_(2)腐蚀行为研究已经成为管道安全和低碳技术领域广泛关注的重点问题。本文着眼于油水体系中钢材的CO_(2)腐蚀行为,分析总结了油水共存环境中CO_(2)腐蚀的行为特点和研究方法,比较了实验研究常用装置的优缺点及其腐蚀速率的表征方法,系统阐述了油气水多相环境中流动条件、水相组成、乳状液含水率及稳定性、流动形态和腐蚀产物膜等环境和组成条件对CO_(2)腐蚀行为的作用规律及腐蚀速率定量表征模型的发展现状。总体来看,对油水体系中CO_(2)腐蚀行为影响因素的定性分析和定量表征正逐步深入,但油相组成及乳状液微观形态与腐蚀速率的关联性仍不明确,可在现有宏观装置中耦合在线粒度分析仪等微观仪器进行原位数据采集,探究原油组成、界面润湿特性、乳状液微观结构及反相点等油相因素对CO_(2)腐蚀速率及产物膜性质的影响机理,建立考虑油相和乳状液特性的普适性腐蚀速率机理模型并逐步应用于工程实践。 展开更多

关键词 CO_(2)腐蚀 油水乳状液 腐蚀速率 集输管道 实验研究

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基于等容热力学的超临界CO_(2)管道减压波传播特性研究 被引量：2

12

作者 李欣泽 姜星宇 +5 位作者 王德中 孙晨 邹炜杰 尚妍 熊小琴 邢晓凯 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第7期129-138,共10页

CO_(2)管道泄漏的减压行为预测和断裂控制是CO_(2)管道输送安全的重要研究方向,现有减压波预测模型存在气液两相声速计算误差大,临界点计算不易收敛等问题。基于等容热力学改进了当地声速计算方法,建立了新的减压波预测模型,计算分析了... CO_(2)管道泄漏的减压行为预测和断裂控制是CO_(2)管道输送安全的重要研究方向,现有减压波预测模型存在气液两相声速计算误差大,临界点计算不易收敛等问题。基于等容热力学改进了当地声速计算方法,建立了新的减压波预测模型,计算分析了气体组成、初始相态、起始压力和起始温度等对减压波曲线和降压曲线的影响,并对实际工程中CO_(2)管道泄漏的减压行为进行了预测。结果表明,相比燃烧后捕集或燃烧前捕集,富氧燃烧捕集气体下的初始减压波波速降低约26%,减压平台压力提高22%。随着减压过程进行,管内介质温度和压力工况点不再沿气液平衡线移动,而是直接进入气液两相区。超临界态的降压曲线与CO_(2)泡点线的交点所对应的饱和压力比密相态的高约26%,减压平台压力较高。低运行温度和高运行压力能够有效降低减压平台压力。由于管道沿程运行参数的差异,管道断裂风险由管道起点依次降低,前段管段是高风险管段。本研究可为CO_(2)管道设计和工程应用提供理论依据。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 管道输送 等容热力学 减压波曲线 降压曲线

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基于平衡电磁的管道裂纹内检测技术研究与应用 被引量：2

13

作者 田野 陈海艳 +3 位作者 胡江锋 李坤 张杰 许小蓓 《压力容器》 北大核心 2024年第7期63-70,78,共9页

为解决管道裂纹在线检测评价的难题,基于平衡电磁检测的技术原理,建立管道表面电磁场和裂纹仿真计算模型,设计研制了Φ1219 mm管道平衡电磁内检测系统,制作含裂纹标样管并开展了牵拉试验。仿真分析结果表明,管道裂纹引起的电磁场畸变会... 为解决管道裂纹在线检测评价的难题,基于平衡电磁检测的技术原理,建立管道表面电磁场和裂纹仿真计算模型,设计研制了Φ1219 mm管道平衡电磁内检测系统,制作含裂纹标样管并开展了牵拉试验。仿真分析结果表明,管道裂纹引起的电磁场畸变会引起平衡电磁传感器中电压信号的幅值和相位变化,不同角度裂纹产生的信号相位规律不同。对于轴向裂纹,裂纹长度与电压信号峰谷间距正相关;对于环向裂纹,裂纹长度与检测到电压信号的探头数量和探头间距相关;感应电压信号幅值与裂纹角度、埋藏深度、裂纹深度等裂纹形态和位置相关,通过以上特征可以有效实现阈值内全角度裂纹的识别和量化。通过预制含裂纹标样管的牵拉试验和对比分析,验证了平衡电磁内检测系统在2 m/s的检测速度下有较好检测性能的结论,管体及环焊缝裂纹的检出率和量化精度基本满足预期性能指标要求,低速下阈值内裂纹检出率可达91.67%,可信度为90%的条件下,环焊缝裂纹长度量化精度在±10 mm以内、深度精度在±3 mm以内,研究结果可为管道环焊缝裂纹检测提供一个新的解决方案。 展开更多

关键词 平衡电磁技术 管道裂纹 内检测 牵拉试验

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非等温二氧化碳管道稳态和瞬态运行仿真方法 被引量：1

14

作者 张海帆 王梓丞 +4 位作者 史瑶 陈潜 邢晓凯 焦健 李欣泽 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第35期15014-15022,共9页

二氧化碳管道输送被认为是大输量、长距离二氧化碳运输的最经济、高效和安全的方式。在对二氧化碳管道的规划设计或运行管理过程中,都需要对二氧化碳管道系统的水力热力稳态或非稳态运行过程进行仿真。提出了非等温二氧化碳管道系统稳... 二氧化碳管道输送被认为是大输量、长距离二氧化碳运输的最经济、高效和安全的方式。在对二氧化碳管道的规划设计或运行管理过程中,都需要对二氧化碳管道系统的水力热力稳态或非稳态运行过程进行仿真。提出了非等温二氧化碳管道系统稳态和非稳态运行仿真方法,首先基于PR(Peng Robinson)状态方程和热力学微分关系式得到二氧化碳管道运行仿真所需的物性参数计算表达式,然后提出了基于解常微分控制方程组的稳态运行仿真方法和基于时间递推和隐式中心差分法的非稳态运行仿真方法,构建了稳态和非稳态仿真数学模型,基于Newton-Raphson算法求解数学模型,得到二氧化碳管道运行参数的时空演化规律。基于本文中提出的仿真方法和OLGA仿真软件,比较和分析了气态和超临界态输送的二氧化碳管道稳态和非稳态运行仿真结果,稳态仿真结果中气态和超临界态管道系统沿程压力、温度的最大绝对误差分别为0.03 MPa、1.04 K和0.18 MPa、0.71 K,非稳态仿真结果中管道系统各节点流量和压力的最大相对误差分别为2.7%和2.9%。本文中所提出的非等温二氧化碳管道系统水力热力稳态和非稳态运行仿真方法可以为实际二氧化碳管道的运行调控和安全流动保障提供参考。 展开更多

关键词 二氧化碳管道 稳态仿真模型 非稳态仿真模型 非等温管道 水力热力仿真

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基于平衡电磁技术的管道内表面裂纹检测研究

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作者 田野 张杰 +1 位作者 陈海艳 李坤 《中国安全生产科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S1期98-105,共8页

为解决长输油气管道内表面裂纹缺陷检测难、效率低等问题,通过分析管道内表面裂纹缺陷的检测机理及互感模型,开发1套基于平衡电磁技术的管道内表面裂纹检测系统,该检测系统包括平衡电磁技术检测传感器、直接数字式频率合成(direct digit... 为解决长输油气管道内表面裂纹缺陷检测难、效率低等问题,通过分析管道内表面裂纹缺陷的检测机理及互感模型,开发1套基于平衡电磁技术的管道内表面裂纹检测系统,该检测系统包括平衡电磁技术检测传感器、直接数字式频率合成(direct digital synthesizer,DDS)信号发生器、功率放大器、多通道高速采集电路、传输电路等。利用该系统对含裂纹缺陷的Φ457管道进行牵拉试验,研究不同尺寸裂纹缺陷对检测信号的影响规律。研究结果表明:检测信号幅值及峰谷间距随周向裂纹宽度的增加而增大;检测信号峰谷间距随轴向裂纹长度增加而增大;检测信号幅值随周向及轴向裂纹深度增加而增大;检测系统对于开口宽度超过0.1 mm,深度大于1.31 mm的裂纹基本上均能有效检测,并且可基于检测信号的分布特征对裂纹角度进行判别,即平衡电磁技术可准确量化裂纹尺寸和区分裂纹角度。研究结果可为管道表面裂纹检测提供新的技术参考方案。 展开更多

关键词 管道内表面裂纹 平衡电磁技术 裂纹检测系统 高速采集电路 牵拉试验 裂纹角度

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基于文本挖掘的储气库安全隐患管理及可视化研究

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作者 龚晓凤 赵连成 +2 位作者 张杰 贺叔滢 季成 《中国安全生产科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S1期66-72,共7页

为有效利用储气库在日常管理中积累的大量安全隐患记录,分析和揭示其中潜藏的重要信息,以指导安全管理实践。首先,对安全隐患数据进行预处理,采用词频统计和词云图方法展示安全隐患数据初步概况,运用TF-IDF算法提取安全隐患数据关键词,... 为有效利用储气库在日常管理中积累的大量安全隐患记录,分析和揭示其中潜藏的重要信息,以指导安全管理实践。首先,对安全隐患数据进行预处理,采用词频统计和词云图方法展示安全隐患数据初步概况,运用TF-IDF算法提取安全隐患数据关键词,绘制安全隐患语义网络图。研究结果表明:使用TF-IDF算法挖掘出储气库安全隐患数据关键词“人员”、“注采站”、“管道”等;绘制网络图,对网络图进行分析发现隐患关键词之间的关联关系;对网络图进行中心性分析发现重要的安全隐患节点,发现注采站和施工现场是隐患频发地点,安全治理的3个关键要素是现场、作业和人员。研究结果可为储气库安全管理人员加深对安全隐患数据的理解,并制定有效的安全隐患治理策略提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 安全隐患 TF-IDF 关键词提取 可视化 网络图分析

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热历史与剪切历史对克乌稠稀混油凝点的影响

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作者 熊小琴 李海鹏 +2 位作者 邢晓凯 王子薇 徐宁 《石油化工》 北大核心 2025年第9期1323-1329,共7页

针对稠稀混油在输送过程中凝点升高的现象,以克乌线稠稀混油为例,利用POM,DSC等方法,基于宏观流变和微观图像,研究了热历史和剪切历史对混油凝点的影响,分析了析蜡峰温处蜡晶图像的分形维数和表观面积分数与混油凝点变化规律之间的关系... 针对稠稀混油在输送过程中凝点升高的现象,以克乌线稠稀混油为例,利用POM,DSC等方法,基于宏观流变和微观图像,研究了热历史和剪切历史对混油凝点的影响,分析了析蜡峰温处蜡晶图像的分形维数和表观面积分数与混油凝点变化规律之间的关系。实验结果表明,随加热温度的升高,混油的凝点先升高后降低,加热至40℃时,混油凝点上升幅度最大。快速冷却和长时间静置均会导致混油凝点出现轻微上升;低转速剪切对混油凝点影响不显著,而当转速升至2000 r/min以上时,混油凝点上升幅度可达8℃。剪切时间对混油凝点的影响有限。微观表征结果显示,凝点越高,蜡晶图像的分形维数和表观面积分数越小。 展开更多

关键词 原油 凝点 热历史 剪切历史 分形维数 表观面积分数

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适用于超临界/密相二氧化碳管输的稳态水力热力耦合计算模型

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作者 王梓丞 张海帆 +4 位作者 袁鹏 孙晨 邹炜杰 李欣泽 邢晓凯 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4701-4708,共8页

超临界/密相CO_(2)管道输送是当前国际上实现长距离、大规模碳运输最为安全且经济的方式。适用于超临界/密相CO_(2)的水力热力计算模型可为CO_(2)管道工艺设计参数选择及方案优选提供理论支撑。针对现有模型存在的不足,本文以考虑高程... 超临界/密相CO_(2)管道输送是当前国际上实现长距离、大规模碳运输最为安全且经济的方式。适用于超临界/密相CO_(2)的水力热力计算模型可为CO_(2)管道工艺设计参数选择及方案优选提供理论支撑。针对现有模型存在的不足,本文以考虑高程差的管道稳态连续性方程、运动方程和能量守恒方程为基础,采用PR(Peng-Robinson)状态方程计算CO_(2)物性参数,结合焓、熵、温度、压力、密度的热力学关系式,通过提出合理假设条件,全面联立运动方程和能量方程,推导建立了一维非等温超临界/密相CO_(2)管道稳态输送水力热力耦合计算模型。本文分别通过实验和OLGA软件从多个方面验证了模型具有较高的精度。该模型简洁易用,避免了烦琐复杂且耗时耗力的数值求解过程,大幅降低了计算难度,可为超临界/密相CO_(2)管道输送工艺仿真软件国产化提供理论与技术支持。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 管道输送 稳态 水力热力耦合 密相

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红浅油田老化油的乳化特性与破乳工艺优选

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作者 李家学 马尧 +3 位作者 孙杰 鲁文君 李晓燕 杨遥 《油田化学》 北大核心 2025年第2期363-371,共9页

老化油是原油经过长时间曝氧老化在原油油罐中油水过渡层位置形成的一种具有高乳化稳定性的油水固混合物,常规的破乳脱水处理非常困难。文章通过测试红浅油田老化油的油水界面张力和界面膜强度,分析固体颗粒、聚合物、无机盐离子和曝氧... 老化油是原油经过长时间曝氧老化在原油油罐中油水过渡层位置形成的一种具有高乳化稳定性的油水固混合物,常规的破乳脱水处理非常困难。文章通过测试红浅油田老化油的油水界面张力和界面膜强度,分析固体颗粒、聚合物、无机盐离子和曝氧时间对老化油体系乳化稳定性的影响程度,同时采用有机、无机破乳剂对老化油进行破乳脱水实验,确定最优的破乳剂配方和工艺参数。研究结果表明,增大固体颗粒含量、聚合物含量和延长曝氧时间均会提高老化油的乳化稳定性,从而导致老化油破乳处理难度增加。无机盐能降低老化油油水界面膜强度,有助于老化油的破乳处理。聚乙二醇辛基苯基醚(X-100)与十二烷基苯磺酸钠(ABS)按质量比3∶1的复配破乳剂,在加量为2%、加热温度控制60~65℃、有效沉降时间30 min以上,可实现老化油脱水率接近100%,且脱出水质澄清。所形成的老化油脱水处理剂配方和工艺参数为红浅油田老化油处理提供技术指导,同时实验所得的油田老化油乳化特性及破乳剂选择实验规律可为国内外其他油田老化油处理提供参考。 展开更多

关键词 老化油 油水界面膜强度 乳化特性 破乳剂

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碎片冲击浮顶储罐的动力响应分析

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作者 龚晓凤 段庆全 +2 位作者 张杰 丁梦康 丁俊刚 《中国安全生产科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S1期135-140,共6页

为降低储罐受到冲击后可能引发泄漏、火灾和爆炸等事故的可能性,并分析可能对周围的人或设备造成灾难性后果,通过国内外学者对爆炸碎片随机参数的相关研究,对某化工园区内容积为150 m^(3)的卧式储罐爆炸后产生的碎片参数进行预测,得到... 为降低储罐受到冲击后可能引发泄漏、火灾和爆炸等事故的可能性,并分析可能对周围的人或设备造成灾难性后果,通过国内外学者对爆炸碎片随机参数的相关研究,对某化工园区内容积为150 m^(3)的卧式储罐爆炸后产生的碎片参数进行预测,得到爆炸碎片质量、速度和数量等参数的取值范围,并利用ABAQUS/Explicit对冲击过程进行有限元模拟。研究结果表明:在碎片速度和质量分别大于70 m/s和2000 kg时,储罐会产生裂纹。研究结果可为浮顶储罐在受到金属碎片冲击后进行风险评估提供参考。 展开更多

关键词 爆炸碎片 冲击 原油储罐 动态响应

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