城镇燃气管网应急值守点优化选址方法研究

为了合理布局应急值守点,实现城镇燃气管网突发事件高效处置,提出以应急抢险总到达时长最短、值守点与突发事件热点区域距离最近、应急值守点数量最少为优化目标,建立城镇燃气管网应急值守点选址多目标优化模型。采用基于拥挤距离的多目标粒子群算法求解模型,基于应急抢险时效性原则和合理性原则,建立备选值守点适应性评价指标体系,结合层次分析法(AHP)和逼近理想解排序法(TOPSIS),开展应急值守点选址方案适应性评价。研究结果表明:提出的城镇燃气管网应急值守点选址方法满足应急处置时效性、经济性与各值守点承担工作量均衡性,能确保筛选出的值守点具有良好的应急抢险适应性,实现值守点数量规模与布局结构优化。研究结果可为城镇燃气管网应急值守点布局优化提供参考。

大功率离心式压缩机后空冷器喷雾降温数值模拟与性能提升

川渝地区骨干管网部分压缩机后空冷器在夏季高温环境中使用时出现了风扇直接降温效果不达标的情况,为此,研究了增加喷雾降温系统辅助后空冷器进行加速散热的方法进行辅助降温。采用ANSYSWorkbench软件构建后空冷器翅片管束的仿真模型,模拟了不同喷雾降温工况中翅片管束的流场变化,基于数值模拟分析结果,提出了后空冷器喷雾降温系统自动化控制方法。研究结果表明:喷雾量会直接影响后空冷器翅片管管壁换热系数及管内天然气冷却效果,可通过调节喷雾量的大小来控制出口处天然气温度;喷雾液滴直径越小,蒸发吸热效果越好,但会增加设备投资成本;增加喷雾降温装置后的翅片管束散热效果能够满足夏季天然气外输要求;采用喷雾降温系统自动控制方案能够优化设备运行过程,实现节能降耗。

天然气管道氮气置换技术研究

针对新建或需要检修的天然气管道,介绍了其投产前用氮气置换空气的几种方法,阐述了它们的工作原理与实施步骤,对比分析了它们的优缺点,从而得出各种方法的适用场合,同时,探讨并总结了氮气置换过程中注氮温度、注氮压力、注氮点、注氮量、天然气推进速度等操作参数的确定方法,得出了相应的结论,为确保天然气管道的安全投产奠定了基础。针对置换工艺与操作参数最优化的确定方法,提出了意见和建议。

316L-20G双金属复合管焊缝组织元素扩散分析

通过对20G钢内衬316L金属复合管的焊缝区、316L基体以及20G钢进行EDS元素扫描,再采用扫描电镜对316L焊缝区、20G钢焊缝区进行线扫描分析,对焊缝组织主要合金元素的扩散进行了研究。结果表明:焊缝过渡层中合金元素被碳钢稀释,碳原子向316L和焊缝扩散,同时316L和焊丝中的合金元素Cr、Ni也向碳钢中渗透,但过渡层起到了良好的隔离作用,致使316L不锈钢金属中合金元素含量没有明显降低,保持了316L母材耐腐蚀性能。

天然气管道氮气置换工艺参数的确定

对天然气管道氮气置换工艺参数的确定及控制方法进行了研究。根据气体状态方程及相关推导和计算,导出了注氮温度、注氮压力、注氮量、注氮施工时间以及氮气和天然气的推进速度等参数的定量计算式,并分析了这些参数的最优值。结果表明:通过预计算天然气管道氮气置换工艺参数及确定其控制方法,可以提高管道的运行效率及安全性。

丝网传感器的气液两相流可视化测量特性研究

关于丝网传感器(WMS)可视化测量能力已有学者采用多种流体可视化技术进行了研究评估,数值仿真方法以其低成本、灵活多样优势受到了广泛关注,但瞬态流场-电场的WMS耦合仿真评估鲜有报道。针对空间分辨率3.125 mm,16×16电导型WMS,基于电场域中被测介质局部电导率与流体相含率的线性关系提出了流场-电场耦合方法。采用COMSOL实现了分层流、环状流和段塞流的气液两相流体仿真以及相应的耦合计算,结果表明WMS测量重构图、电流密度模值分布等信息与真实气液相分布严格对应,证明WMS具有出色的可视化测量能力和耦合方法的可行性。此外采集了不同液位高度静态分层流WMS实验数据,并与仿真数据进行分析对比,二者测量归一化值重构图与静态流体分布相吻合,表明了仿真模型的可靠性,以及测量值归一化处理能有效修正因WMS“边缘电场畸变”造成的边缘点测量值与流体分布之间的非线性映射关系,确保整个横截面上两者之间的一致线性映射。

天然气管道清管过程动态预测软件开发及应用

【目的】中国骨干天然气管网包含多条大口径、长距离天然气管道,对于天然气长输管道开展周期性清管作业是保障其安全、平稳、高效运行的重要手段。目前,清管作业仍是利用设立监听点和依靠操作人员经验方法来开展,无法提前模拟清管方案,并预测清管器运行速度、运行位置、到达时间以及管内压力变化等参数。【方法】为此,根据实际天然气清管作业特点,构建清管过程动态预测数学模型并求解,开发了天然气管道清管过程动态预测软件,并将其应用于某管道A—B、B—C、D—E输气管段的实际清管作业进行清管时间、清管速度预测。【结果】(1)基于改进的两相流瞬态清管模型和动态预测软件,能够准确预测清管过程中清管器运行速度、所处位置及到达各站时间等关键参数;(2)利用52次现场实际清管作业监测数据,验证了所用天然气管道清管过程动态预测软件的可靠性;(3)软件预测的清管时间、清管速度较实测数据的平均相对误差分别为5.94%、6.56%。【结论】应用该天然气管道清管过程动态预测软件,能够实现清管作业方案编制的高效性,降低清管人工负荷,保障清管过程的安全性,提升管道管理的智能化程度。(图3,表6,参28)

燃气管道埋地阀井智能监控技术研究

目的城市燃气管网中阀井在燃气管网适应性分析、管网泄漏报警和应急抢险等方面起着举足轻重的作用,然而传统城镇阀井还不能满足管网流量计量、管道安全监控报警及管网参数收集等生产需求。该研究旨在扩展传统阀井的功能,提高设备生产能力。方法在传统阀井设计的基础上,结合生产需求,提出了一种兼具流量计量、信息采集、气体浓度检测等功能的阀井紧急切断阀。同时为解决对阀井实时监控、数据采集、故障报警、阀位显示、远程切断操作等难题,在结合SCADA系统的基础上,提出了一种阀井信息采控一体化设备。结果该设备具有切断阀位显示、切断远程控制、泄漏报警、液位报警、数据采集等功能。结论依托互联网和大数据平台,采用该阀井一体化设备可实现对城市管网进行远程化和智能化管理。