国家管网集团综合管理标准体系研究

标准是企业实施科学管理的依据,标准化是实现企业管理现代化的基础和重要手段。国家管网集团高度重视标准化建设,结合集团公司业务特点、工作界面和综合管理标准化需求,构建了一套科学合理的综合管理标准体系,主要包括战略规划与执行、生产运维管理、流程与IT、研发管理、供应链管理、人力资源管理、财经管理、支撑保障等子体系,提高了企业综合管理水平和企业效益。

基于光纤声波传感器的管道泄漏监测技术研究

天然气已经成为我国主要的清洁能源之一,其运输和储存存在着一定的安全风险,管道的安全监测技术研究便成为了一个迫切需要解决的问题。本文提出了基于光纤激光器管内声压传感的管道泄漏监测技术,设计了适应于天然气管道检测的光纤激光声波传感器。采用液柱声场实验验证了8000 Hz以下范围内,光纤激光器管内声波传感器的灵敏度约为80 dB re pm/MPa,并设计了管道泄漏实验,采用次声波频谱能量法不仅实现了管道泄漏监测,而且完成了2种不同孔径泄漏量的识别。

数据噪声对天然气管网在线仿真的影响研究

SCADA系统实时测量的压力、流量、温度及组分等数据,是天然气管网在线仿真的关键边界条件,由于实时数据存在噪声和异常值,因此影响在线仿真精度和运行稳定性。为此,以应用广泛的隐式差分仿真模型为分析对象,结合实际管网系统中压力表、流量计的测量精度,采用Gaussian白噪声模拟不同的测量噪声水平,分析压力噪声、流量噪声对模型收敛性和仿真精度的影响,从而明确隐式差分模型对压力和流量的不同敏感性,优选管网在线仿真模型滤波参数。结果表明:第一,在0.5%的单压力噪声条件下,流量最大相对误差为63.41%,压力最大相对误差为0.15%;第二,在1%的单流量噪声条件下,流量最大相对误差为0.11%,压力最大相对误差为0.07%;第三,压力噪声导致的仿真误差远大于流量噪声,且仿真的流量误差远大于压力误差;第四,随计量精度降低,噪声导致的仿真压力误差和流量误差均逐渐增加。隐式差分仿真模型对于压力参数的敏感性高于流量参数,测量压力的较小噪声将导致严重的仿真流量误差。因此,在线仿真中应重点对压力边界进行滤波处理,从而有效提升模型的仿真精度。

油气管道环焊缝新型修复技术研究

为了寻求适应高钢级油气管道环焊缝缺陷的新型修复方法,克服传统修复技术的局限性,提出了电弧增材制造技术用于油气管道环焊缝修复的可行性。首先,对激光熔覆、冷喷涂、电弧增材制造3种新型修复技术进行对比分析后,采用电弧增材制造技术进行实验研究;其次,在X80管道环焊缝处沿轴线截取22 mm厚的试样,并在环焊缝处设计坡口角度为60°,坡口深度为11 mm的缺陷,采用电弧增材制造冷金属过渡工艺、ER50-6焊丝进行修复实验;最后,对修复试样进行力学实验测试,并对实验数据和断口形貌进行分析。实验结果表明,电弧增材制造修复后试件抗拉强度最高达639 MPa,强度与管体基材匹配。研究结果表明,电弧增材制造技术用于X80油气管道环焊缝缺陷的修复是可行的,具有沉积效率高、成本低、力学性能能满足修复要求的特点,对于高钢油气管道环焊缝缺陷修复的可行性和经济性具有重要的现实意义。

油气管道系统安全状态监测技术研究进展

油气管道是关键基础设施之一,一旦发生损坏,将对公共安全造成影响。为降低运行风险,提高风险防控能力,管道行业针对密切影响安全生产的第三方损坏、地质灾害、腐蚀、设备故障等风险开展监测技术攻关。“十三五”期间,在国家重点研发计划支持下,泄漏监测、第三方损坏预警、地灾监测、腐蚀监测、储罐状态监测及输油泵故障等油气管道系统安全状态监测技术研究取得长足进展,通过状态监测及时发现事故隐患和早期事故,切断事故成灾链条,防止次生灾害的扩大化。油气管道安全状态监测技术的应用提升了管道安全防护水平,实现对运行风险的预知预控,事故发生率显著下降。

大口径长输天然气管道掺氢混气特性研究

长输天然气管道具有管径大、流速快的特点,掺氢混气的不均匀度会增加管道输送系统金属氢脆、密封渗漏、设备运行不稳定等风险。针对我国某长输天然气管道的运行工况,采用数值模拟的方法研究了4种静态混合器(SK型、SX型、SL型、HEV型)进行掺氢输送(掺氢比为3%)时的流场特性以及混合效果。结果表明,4种静态混合器对天然气掺氢混气均具有扰动混合作用,混合不均匀度随输量的增大而减小,压力损失随输量的增大而增大;在掺氢比为3%、掺氢压力为4.22 MPa、输量为13×10^(8)~36×10^(8)Nm^(3)/a的工况下,SK型、SX型、SL型和HEV型静态混合器的混合特性和效果差异较大,应在不同的混合距离处,将混合不均匀度下降至5%以下。综合考虑,可优选或创新设计结构相对简单、混合距离短、混合不均匀度较低、湍流特性优异、剪切特性良好并且压降适中的静态混合器,作为大口径长输天然气主管路掺氢混合器。

环焊缝缺陷漏磁内检测图像识别技术研究

为解决油气管道环焊缝信号复核及缺陷排查工作严重依赖人工问题,采用高斯混合模型(GMM)聚类分析方法完成漏磁检测伪彩色图像的颜色特征提取和缺陷识别分类算法开发。考虑了信号断点、变壁厚等常见异常信号的影响,研制出环焊缝缺陷漏磁内检测图像智能分析软件,实现了环焊缝漏磁内检测信号图像的自动采集和缺陷智能识别分析。与人工复核结果比较,缺陷智能识别分类的准确率达到90%以上,可应用于环焊缝漏磁内检测信号复核并提高缺陷排查效率和智能化水平。

管道大数据平台技术研究与应用

本文研究了油气管道大数据平台建设方案并开展大数据平台应用点分析,根据大数据技术的主要特点和应用方案,结合业务现状,针对管道内外检测综合分析、天然气管道运行优化、管网安全综合监控可视化3个场景进行应用研究,在考虑充分利用现有信息系统及基础设施条件下,进一步细化和完善管道大数据平台完整架构,给出应用架构和建议。

输气管道地区等级升级风险管理技术研究

随着长输管道建设快速发展以及城市化进程加快,我国长输管道面临地区等级升级导致重大风险的问题和挑战。目前还未制定输气管道地区升级的安全管理标准。国外管道地区升级标准推荐通过管道工程评估酌减确定管道最大允许操作压力。结合我国国情及管道工程实践,基于分析评判管道建设运行维护状况,提出了管道地区等级升级评价程序,以及在役管道和新建管道适用的简易评价程序。指出管道地区升级应深化实施管道完整性管理,定期开展防腐层检测和内检测,加强管道巡线和第三方施工管理。科学应对管道地区升级导致的风险隐患,对于保证输气管道公共安全和经济运行具有重要意义。

金属构件空气耦合声谐振检测方法研究

针对天然气长输管道易发生腐蚀减薄等损伤,采用常规漏磁和接触式超声方法难以进行中低压天然气管道内检测的问题,本文提出了一种空气耦合声谐振检测方法,利用空气作为耦合介质,结合声谐振技术,实现了非接触、大提离条件下的金属构件壁厚和局部腐蚀检测。通过建立数值模型和试验验证,分析了单频正弦激励和宽频线性调频激励下声场分布及回波时频域响应信号的差异特征,对比聚焦型和平面型换能器的空气耦合声谐振检测能力,并基于界面回波信号差分法,开展了构件壁厚测量和平底孔缺陷检测试验。模拟和试验结果表明,该方法能有效提高回波能量强度,准确测量金属构件壁厚,可实现31 mm提离高度下金属构件壁厚及局部腐蚀的检测误差控制在±0.5 mm内,对于保障管道安全运行具有重要的实际应用价值。

我国现代煤化工产业清洁高效利用战略研究

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的集群化部署是推动现代煤化工产业实现清洁高效利用的重要引擎。为了解决我国现代煤化工产业碳排放强度大、碳减排成本高等问题,本文在收集整理我国现代煤化工产业已投产及在建、拟建项目的产量或产能数据的基础上,通过运用二氧化碳捕集潜力计算模型,以及构建的现代煤化工CCUS项目源汇匹配模型,分别研究了我国现代煤化工项目的分布情况、碳排放量情况、CCUS项目的二氧化碳捕集潜力、CCUS项目的源汇匹配情况,以及CCUS项目的全流程成本。研究结果表明:1)当今,我国现代煤化工产业已形成了以“三西(蒙西、陕西、山西)+宁夏”为核心,以新疆、青海2省(自治区)为补充,以东部沿海省份为外延的现代煤化工产业格局。2)在考虑了在建和拟建的现代煤化工项目后,我国现代煤化工产业的碳排放量呈现出了显著上升的趋势。截至2020年,我国在建的现代煤化工项目的二氧化碳年排放量预计为26388万t,拟建的现代煤化工项目的二氧化碳年排放量预计为64479万t。3)截至2020年,我国现代煤化工CCUS项目对二氧化碳的年捕集潜力为55622万t,其中内蒙古、陕西、新疆、山西是我国现代煤化工CCUS项目碳捕集潜力最大的省份(自治区),二氧化碳年捕集潜力分别为14873万t、9988万t、8088万t、4000万t。4)在兼顾了二氧化碳捕集规模与管道运输经济性的省份(自治区)之中,内蒙古及陕西与鄂尔多斯盆地、山东与渤海湾盆地、新疆与鄂尔多斯盆地及准噶尔盆地、江苏及浙江与苏北盆地分别形成了良好的源汇匹配关系。5)从CCUS全流程成本和碳捕集潜力及源汇匹配关系的角度来看,陕西、山东、江苏、浙江4省是适合优先运用现代煤化工CCUS技术的省份。

基于概率统计的压缩机可靠性研究

在统计国家管网现场大型离心压缩机机组2006~2022年运行故障数据的基础上,对数据进行清洗,将离心压缩机系统分为多个子系统进行概率统计,通过历史故障数据进行经验分布拟合与检验,建立了整个离心压缩机及其部件故障数据计算模型。除工艺系统服从对数正态分布外,其他服从双参数Weibull分布;所建立的计算模型都有95%以上的置信区间。

高寒区管道建设施工和维护维修技术研究

中俄油气管道敷设在高寒地区,应解决冻土地质灾害、特殊环境维抢修和低温腐蚀防护问题。文中介绍了标准对标以及借鉴国外高寒区管道先进实践经验。管道施工技术方面,低温环境钢管韧性试验指标更严格,研制大口径专用铺管机、管沟回填工艺预防机械损伤。管道维抢修技术方面,定期开展基线检测评估和应用热棒技术防治管道冻胀融沉,研发冻土/沼泽维抢修机械,严格焊接前预热、防风雪和保温措施,保证低温焊接质量。低温腐蚀防护方面,优选牺牲阳极保护技术和柔性阳极技术。借鉴国外管道先进做法有助于提高国内高寒区管道建设和运行管理水平。

深水油气输送软管内部流体渗透规律研究进展

海洋柔性管道作为我国实现海上油气自主开发急需的关键技术装备,由于其结构及材料特点,无法避免内部流体的渗透,国内相关研究仍处于起步阶段,渗透带来的后果尚不明确,研究方法尚不成熟。从输送软管内部气体的渗透行为出发,阐明渗透可能引起的危害;对目前国内外软管渗透的数学模型、实验方法、现场测试手段三种研究方法进行详细分析,并对比评价输送软管流体渗透量的预测模型,阐述未来模型构建应当囊括的因素;材料实验应侧重不同工况下的材料渗透性质,样管及原型实验应侧重模拟屏蔽效应等影响渗透的因素;系统梳理现有的现场测试手段,认为测试应重点向环空剩余体积连续监测、环空流体组分检测和外包覆层破损检测方向发展。

油气管网智能感知体系

油气管网运行管理的数字化转型和智能化运行需要感知体系提供数据作为支撑。阐述了智能感知的定义和油气管网感知体系的历程,分析了油气管网在供给侧(源)、输运侧(网)、存储侧(储)和需求侧(荷)4个环节的感知需求,从油气量、工艺量、环境量、状态量、行为量、空间量等6个方面介绍了油气管网感知的信息类型,在此基础上论述了油气管网智能感知体系的内涵和架构。最后,从提升感知能力、实现全产业链感知、增强智能化水平等方面提出了油气管网感知体系的发展建议。

企业标准化对标方法研究

企业标准化已成为企业共识,对标作为企业标准化的重要方法,能够精准、高效地建立健全企业标准化机制,有效促进企业管理规范、技术进步、产业升级、质量提高。本文从标准化对标的意义和存在问题出发,结合PDCA循环管理模式,经研究给出企业在进行标准化工作的正确思路和具体程序,其中标杆选定为对标工作的核心环节,标杆选择是否恰当,影响企业的标准化战略、职责、制度等,通过多种标杆选定方法有效提升标杆选择的准确性,从而实现对标工作的精准完成。

中国水泥行业点源层面CCUS技术减排潜力与优化部署

高能耗、高排放的水泥行业是中国减碳工作中重点关注的行业。目前水泥行业总CO_(2)排放约13.75亿吨,占全国总排放的12%,面临巨大的减排压力。碳捕集、利用与封存(CCUS)技术能对水泥行业深度减排,是实现“碳达峰与碳中和”目标不可或缺的关键性技术。为精准测算水泥行业开展CCUS的减排潜力和优化部署方案,基于生产线尺度数据测算水泥生产过程各个环节的CO_(2)排放量以及适合开展CO_(2)捕集的规模。构建全流程成本核算模型和CCUS源汇匹配模型,得到水泥行业开展CCUS技术各环节的成本、源汇匹配优化方案和减排潜力。研究结果表明:中国水泥行业与过程相关的CO_(2)排放约占60%,该环节的捕集规模为6.18亿吨CO_(2)/年。华北地区的河北、华东地区的山东和中南地区的湖北、河南的水泥熟料生产线CO_(2)捕集潜力大并且成本低,与渤海湾盆地、江汉—洞庭盆地和临汾盆地形成良好的源汇匹配关系,适合优先开展CCUS技术减排,形成示范效应。

石油天然气工艺管道安装技术分析

在石油天然气工艺管道施工中,质量管理与材料选择的重要性不言而喻。二者不仅直接关系到管道施工的安全性和稳定性,更对项目的长期运行效益产生深远影响。因此,应高度重视质量管理与材料选择工作,确保每一环节都符合规范要求。同时,为了进一步提升施工质量,还应广泛推广先进的工艺管道安装技术,使其得到更广泛的应用和普及。通过不断优化施工工艺、提升技术水平,能够有效提高石油天然气工艺管道的施工质量,为石油化工产业的稳健发展奠定坚实基础。

天然气管网仿真分层计算方法

随着用气需求的日益增加,天然气管网的规模逐渐复杂化,管网仿真消耗的计算资源和计算时间亦趋庞大。对于管网仿真过程中出现的大型代数方程组,结合天然气管网的拓扑结构特征,提出一种分层计算方法,该方法将管网自上而下分解为若干层,每层又包含若干独立的子管网,从而使得每个子管网的计算可以独立执行。这种处理方法降低单次求解方程组的规模,同时也使得每层中各子管网的求解可以并行实现,从而有效提高仿真计算的效率。最后基于一个复杂管网的数值案例对算法的计算精度和效率进行分析,结果表明:相比于传统直接求解方法,分层算法可以在维持同等计算精度的前提下,提高仿真求解速度,在该案例中平均加速比达到了2倍左右。

先进企业标准化管理体制机制研究

建立标准化管理体制机制的最终目的是提高效益,促进技术创新,实现内部技术的科学管理。本文通过阐述企业标准化管理的意义,分析先进企业标准化管理体制机制的特点,提出管网集团标准化管理体制的启示。