纳米颗粒改变碳酸盐岩凝析气藏储层润湿性评价

为了改变凝析气藏近井储层润湿性,有效解除凝析气反凝析伤害,采用X射线衍射、低温N 2吸附和扫描电子显微镜观测等方法,对氟化SiO 2纳米颗粒结构特征进行了研究,评价了不同矿物含量碳酸盐岩岩心对氟化SiO 2纳米颗粒的吸附程度;通过开展接触角测定、自发渗吸、岩心驱替单相和两相渗流实验,研究了纳米颗粒吸附前后岩石润湿性、自发渗吸效率、单相渗流压差、油气两相相对渗透率曲线以及凝析油采收率的变化。结果显示:氟化SiO 2纳米颗粒形状近似均匀球体,平均颗粒粒径为30.34 nm,平均孔径为20.00 nm;氟化SiO 2纳米颗粒在碳酸盐岩表面的吸附量随孔隙度的增大而增加,但在低渗透岩心中,吸附量和润湿接触角的变化幅度还随方解石含量的增加而增大;纳米颗粒吸附后岩石的油气两相共渗区变宽,等渗点向左上方移动,最大油气相对渗透率均大幅增加,束缚水饱和度和残余油饱和度明显降低;氟化SiO 2纳米颗粒能在约10 min内吸附在岩石表面,将强亲油、强亲水的液体润湿型岩石转变为中间(气体)润湿型,降低孔隙中毛管压力和凝析油渗流阻力,提高气、油两相的相对渗透率,达到解堵提产增效的效果。该研究结果具有极大的现场应用推广价值。

氢气迁移对蒸汽冷凝传热影响的数值分析

含不凝性气体蒸气冷凝传热对于严重事故下的安全壳完整性分析至关重要。已有研究多关注含空气的蒸气冷凝传热特性,而对含氢气-空气条件关注较少,氢气迁移对冷凝传热的影响机制尚未明确。本研究采用数值模拟方法,考察多组分扩散方程在含冷凝相变条件下的适用性,在此基础上,研究传热管近壁区含氢混合气体的迁移特性,及其对冷凝传热的影响。研究表明,管外近壁区存在3种典型气体流态,分别为重力流、分离流和浮力流,气体流态改变会显著影响近壁区气体的对流传质速率,这对于冷凝传热的影响要强于扩散传质,最终导致冷凝传热系数随氢气相对浓度的增加呈现先减小后增大的变化规律。本研究结果对安全壳严重事故下氢气释放后的蒸汽冷凝传热特性评估具有重要意义。

PVDF疏水膜冷凝处理含氨湿气过程的研究

研究了膜冷凝(MC)法处理含氨湿气的过程,基于自行搭建的小试装置,选择不同孔径聚偏氟乙烯(PVDF)商品膜,考察了MC过程中进料气体污染物浓度、进气流量、进气温度、膜表面温度差ΔT及膜孔径等因素对MC的水回收性能和凝结水中NH_(3)-N含量的影响规律.结果表明,进料气体流量为1.0 L/min,NH_(3)-N质量浓度为400 mg/L,进料温度为50℃且ΔT为20℃时,可以获得较高的水回收性能和较低NH_(3)-N含量的凝结水.

基于液氮冷凝的LNG罐箱BOG回收技术研究

液化天然气蒸发气组分中甲烷占绝大多数。甲烷增温潜势高,是造成全球变暖的第二大温室气体。为了强化源头控制和资源化利用,针对LNG罐箱储运过程中放空排放的BOG(蒸发气),提出了一种基于液氮冷能利用的LNG罐箱BOG冷凝法回收利用工艺,建立了BOG液氮冷凝回收系统主要技术参数的数学模型,开展了新技术应用研究及其经济社会环境效益分析。结果表明,该工艺技术可以控制BOG的无组织排放,实现LNG罐箱放散BOG的回收利用,在能源资源化利用、污染物协同控制、减少安全生产事故以及控制全球温度升高等方面产生积极影响。

安全壳隔间壁面冷凝诱发的氢气分层行为研究

为了评估安全壳隔间冷壁附近的蒸汽冷凝对氢气聚集风险的影响,本研究采用数值模拟的方法对局部隔间内含氢混合气体的迁移和聚集现象开展分析。结果表明,在足够高的氢气和蒸汽浓度条件下,蒸汽冷凝会诱发近壁区的混合气体形成浮力流。当隔间内释放气体的Fr小于临界值时,高浓度的氢气会在近壁区浮力流的驱使下聚集于隔间顶部;反之,隔间内的氢气会被混合均匀。当冷凝诱发浮力流的组分浓度被满足,蒸汽冷凝会增强安全壳局部隔间内高浓度氢气聚集的稳定性,隔间内氢气分层所需的临界Fr明显高于无冷凝条件。本文研究结论可为核电站严重事故下的氢气安全行为提供理论参考。

失水事故下安全壳内热工水力与非能动安全壳热量导出系统耦合特性

为研究冷管段失水事故下安全壳内热工水力特性、非能动安全壳热量导出系统的耦合特性与失水事故后安全壳的响应特性,本文基于相似理论建立了一套大比例安全壳综合试验装置。通过该实验装置获得压力、壳内气体温度、壳内气体成分与浓度等参数,对安全壳大空间内温度分布、不凝结气体分布以及壳内流场的特性进行研究。结果表明:在安全壳与非能动安全壳热量导出系统耦合作用下,非能动安全壳热量导出系统具有足够的排热能力,可以确保事故工况下安全壳内压力得到有效抑制,壳峰值压力均低于设计限值,且具有足够的安全裕量。同时,随着喷放进入后期,壳内温度与不凝结气体分布的不均匀性逐渐降低,壳内呈现环流状态。本文也可为后续自主开发模拟带有非能动安全壳热量导出系统的安全壳内热工水力行为的程序提供有力的支持,进而提高我国核电设计能力与技术水平。

罐式冷藏集装箱冷凝器的风道降阻设计

罐式冷藏集装箱是目前运输低温液体的最主要途径,其制冷系统出风口被液罐遮挡,导致罐箱制冷系统能效低,需在有限的安装空间下提升罐箱制冷系统能效。本文提出通过优化冷凝器风道结构与管路排布来减小风道总阻力损失、提升冷凝器风量的思路,来提升系统能效;通过优化出风口形状、分布和尺寸,保证冷凝器的出风口在受到一定遮挡的条件下也能够有足够的风量;通过优化冷凝器管路布置,在保证换热能力不下降的条件下进一步降低冷凝器阻力损失、提升风量。对上述风道降阻设计方案的测试结果表明,针对冷凝器风道结构和管路排布的优化可提升罐箱制冷系统能效25.0%,说明本文提出的冷凝器风道降阻设计方案能够有效提升罐箱制冷系统的能效。

氧化吸收工艺尾气焚烧炉中SO_(3)生成动力学

目的研究采用氧化吸收工艺的硫磺回收装置尾气焚烧炉操作参数和气体条件变化对SO_(3)生成的影响,以减少尾气焚烧炉中SO_(3)的生成。方法在实验室中利用管式炉模拟尾气焚烧炉研究SO_(3)的生成,采用控制冷凝法测定反应管出口气体中SO_(3)含量。仅在气相条件下研究不同工况和气质条件对SO_(3)生成的影响。结果SO_(2)和O_(2)体积分数增加会增加SO_(3)体积分数,SO_(3)体积分数与反应气体停留时间呈线性关系,在反应体系中引入CS2也能明显提高SO_(3)体积分数,但对SO_(3)生成率无明显影响;反应体系中引入少量CH4也会明显提高体系中SO_(3)体积分数,并提高SO_(3)生成率。结论明确了SO_(3)生成情况与尾气焚烧炉操作参数和气质条件的关系。SO_(3)生成对反应物SO_(2)和O_(2)的反应级数分别为0.87和0.45,SO_(2)氧化过程的表观活化能为69.04 kJ/mol。

螺旋管外空气-蒸汽冷凝强化传热实验研究

管外含空气蒸汽冷凝是非能动安全壳热量导出系统工作的重要环节,为了提高系统的传热效率需要对空气-蒸汽冷凝强化传热进行研究。本文在压力0.2~1.3 MPa,壁面过冷度50~120℃,对管外径为19、25、38 mm的螺旋管外含空气蒸汽冷凝进行了实验研究。实验结果表明:螺旋管管径越小,换热系数越大,19 mm管的换热效果可达38 mm管的1.55倍;与竖直管相比,螺旋管强化换热效果受压力影响较大,压力越高,强化换热效果越好,0.2 MPa时换热系数较竖直管低3%左右,而1.3 MPa时比竖直管可强化65%左右。螺旋管有较好的强化换热效果,可对非能动安全壳热量导出系统的优化设计提供支持。

气田集输站场流量测量仪表选型及应用改进

随着油气水产量不断提升和产出特征复杂多变,对于流量测量仪表的精度和运行适应性提出了更高要求。结合地面流程设计和现场仪表选型试验,基于测试评价与误差分析,对油气水三相流量测量仪表、储罐油水液位仪表进行了优化选型,仪表的投用率得到提升,在后期应用中加以改进和完善,取得良好应用效果。

百万超超临界机组双背压凝汽器液位异常分析及处理

某百万超超临界机组在整套启动期间,双背压凝汽器两侧液位出现异常偏差,低背压侧凝汽器液位维持不变,而高背压侧凝汽器缓慢上涨直至与低背压侧凝汽器形成1 113 mm的液位偏差后保持相对稳定。过高的液位差会影响凝汽器的正常换热效果,降低机组运行效率及安全稳定性,液位异常期间通过溶氧量及真空度的变化,发现清理凝结水泵入口滤网时,操作不当使空气漏入了凝汽器,是导致凝汽器液位产生偏差的根本原因,及时进行故障消除处理后系统恢复了正常运行。

基于安全壳综合性能实验的“华龙一号”安全壳热工水力行为数值模拟分析

在以往的核电厂安全壳热工水力行为模拟分析中,由于缺乏相关实验支持,非能动安全壳热量导出系统数值计算模型往往采用已有经验关系式并对模型简化。为解决上述问题,本文基于“华龙一号”安全壳综合性能实验台架开发了“华龙一号”非能动安全壳热量导出系统数值计算模型,并将其耦合到安全壳热工水力计算模型中。同时,本文采用该模型对“华龙一号”主蒸汽管道破裂严重事故后安全壳内热工水力行为开展了模拟分析。研究结果表明:非能动安全壳热量导出系统运行未对安全壳内温度和水蒸气浓度分布造成明显扰动;“华龙一号”非能动热量导出系统具有足够的排热能力,能够满足设计要求(安全壳压力低于设计压力520 kPa)。

环状疏膜板强化管束外含空气蒸汽冷凝特性分析

管外含空气蒸汽冷凝是非能动安全壳热量导出系统工作中关键的传热过程,为了提高系统中换热器的换热效率需要对管束外强化换热进行研究。本文将环状疏膜板强化换热管与管束结合并使用CFD软件对其进行数值模拟,研究对冷凝换热的影响。结果表明:疏膜板布置方式、管间距等会对换热产生影响,交错布置疏膜板后换热系数最高可以比光管束提高28%;不同的布置方式对换热影响较大,不同布置换热系数可相差18%;管间距会通过影响疏膜板高度而影响强化效果。管束合理设置疏膜板后,可有较好的强化换热效果,可为换热器优化设计提供依据。

PISAA软件中含不凝性气体的蒸汽冷凝模型研究与验证

针对核电厂事故状态下含不凝性气体的蒸汽在安全壳内壁面上的冷凝传热问题,本文以严重事故一体化分析软件的开发为背景,建立了基于热质比拟方法的安全壳内含不凝性气体蒸汽冷凝计算模型,用于求解安全壳内壁面由于冷凝造成的传热量以及产生的凝结水的量,并通过Wisconsin实验以及ISP47-TOSQAN实验对该模型进行了验证。结果表明:严重事故一体化分析软件中的冷凝模型针对Wisconsin实验各工况下的冷凝传热系数计算结果与实验测量值基本一致,冷凝传热系数平均偏差在10%左右,最大偏差不超过30%,整体与实验测量值吻合较好,均在工程可接受偏差范围内;严重事故一体化分析软件针对ISP47-TOSQAN实验中的阶段A和阶段B的计算结果与实验测量值吻合,稳态1/2/3/4保持一致,准确地模拟了实验过程。

多回路冷凝法技术在聚丙烯装置尾气回收中的应用

陕西延长石油集团炼化公司延安石油化工厂,结合其20万t/a聚丙烯装置实际,自主开发出了一种多回路冷凝装置尾气的回收工艺技术,并成功工业化应用于该装置的3路丙烯尾气的冷凝回收系统。近5年的运行结果表明:经多种措施及操作优化后,该3路冷凝丙烯尾气回收系统,不仅实现了长周期连续平稳、安全运行,还可有效回收丙烯、丙烷分别约为2660,140 t/a。

严重事故软件中非能动安全壳热量导出系统传热特性模型的开发与验证

针对“华龙一号”核电厂非能动安全壳热量导出系统在事故工况下与安全壳内高温高压气体之间的传热问题,本文介绍了自主化严重事故一体化分析软件PISAA中所建立的非能动安全壳热量导出系统传热特性模型,包括基本控制方程、换热器换热模型以及上升段的压降计算模型,并利用非能动安全壳热量导出系统系统性能综合实验对上述模型进行了验证。设计工况下的排热功率计算值与实验值误差为2.25%;非设计工况下,在二元和三元气体工况功率较高时,计算排热功率与实验值十分接近,而随着工况功率降低,计算排热功率略高于实验功率,计算偏差有所增大,但均在30%以内,满足一般的热工水力及严重事故计算需求。

严重事故下水蒸气凝结对气溶胶扩散泳影响研究

基于模拟AP系列非能动安全壳冷却的气溶胶迁移机理试验平台,开展了在干燥及潮湿气氛下的气溶胶沉积试验。结果表明:在潮湿气氛下,气空间内气溶胶浓度会由于扩散泳沉积作用而衰减得更快,且水蒸气的凝结质量流量越大,气溶胶浓度衰减越快。证实了非能动安全壳冷却设计能够通过提高扩散泳沉积作用而强化气空间的气溶胶衰减。利用该特点,可针对性地采取措施增强水蒸气凝结,强化气溶胶扩散泳作用,提高安全壳内的放射性去除效果。

MCCI过程中混凝土类型对安全壳的影响

堆芯熔融物-混凝土相互作用(Molten Corium-Concrete Interaction,MCCI)是安全壳晚期失效的重要影响因素之一,可能引起安全壳功能丧失并导致大量放射性物质向环境释放。因此有必要研究和分析混凝土类型对MCCI现象的影响,以评估MCCI过程中安全壳潜在的失效风险。应用严重事故一体化分析程序MELCOR2.1,建立了大功率非能动反应堆安全壳整体模型和堆坑模型,分别研究了熔融物与典型玄武岩混凝土和石灰石-沙混凝土的相互作用,评价了该作用对安全壳完整性带来的风险。分析结果表明:在MCCI过程中,两种典型类型的混凝土的消融速度明显不同,玄武岩混凝土具有更高的侧壁消融速度;但是石灰石-沙混凝土具有更高的不凝气体产气量。研究表明:安全壳底板失效时间远超过24 h,与混凝土类型无关;计算得到的安全壳压力均低于C级承载压力,满足保护安全壳裂变产物边界24 h的目标。

煤化工废水“零排放”技术及工程应用现状分析

煤化工产业耗水量大,废水排放量大,污染物浓度高,水资源短缺和环境污染问题限制了煤化工产业的发展。分析了不同的煤气化生产工艺产生的废水水质特征;推荐了不同的煤气化生产工艺产生的废水处理及回用处理工艺;介绍了煤化工废水"零排放"工程设计实例,并就"零排放"技术在工程运行中存在的问题做了详细的分析。

含硼固冲发动机补燃室内凝相产物燃烧效率测试方法

针对含硼贫氧推进剂固体火箭冲压发动机,提出了一种补燃室内凝相产物燃烧效率测试方法。设计了水冷探针取样装置,传热计算结果证明了该装置取样过程的可靠性。通过地面直连式试验,对补燃室凝相产物进行了采集,分2个工况,并使用现代仪器手段SEM、EDS及XRD,对产物的化学成分进行了深入分析。结果表明,凝相产物主要包含B、O和C三种元素;产物的主要成分为B2O3。此外,还含有B13C2、B2Ti、MgO2、Fe3O4和Ti2O3。工况1的B2O3的质量百分含量明显高于工况2,工况2的B13C2的质量百分含量明显高于工况1,每个工况自发动机轴线向壁面的径向变化过程中,B2O3的质量百分含量逐渐减小,B13C2的质量百分含量却逐渐增大。分析得出,硼的燃烧效率随着补燃室长度的增加而升高;而自发动机轴线向壁面的径向变化过程中,硼的燃烧效率逐渐降低。