基于拉法尔喷管的新型放空立管可行性研究

针对传统放空立管介质出口速度小、扩散高度低等缺点。文章基于理论分析和模拟的手段对新型放空立管进行可行性研究。结果表明,放空介质动能来源于进出口压差及介质焓值,放空过程是一个压降、温降过程;通过对新型放空立管合理设计,在不改变进出口条件下,可比传统立管出口速度提高37.5%~41.7%,提高可燃气体的扩散高度,降低对地面工作人员的潜在危害。该新型放空立管切实可行,可为今后放空立管的设计提供新的思路。

天然气冷放空模拟及实验研究

天然气放空是输气管道生产运行过程中的重要环节,是压力、温度、放空流量都随着时间变化的复杂过程。基于放空管道的实际情况,对相关规范所推荐的计算方法进行改进完善。改进的模型考虑了出口临界流动和亚临界流动的放空计算,研究放空管阀门开度、天然气气体膨胀导致的内能变化对管道放空的影响。该模型的计算结果与工程实际中的管道放空数据大致吻合,为以后的生产调度和事故维抢修提供了技术支持。

海上平台强引射放空火炬流动特性数值研究

针对一种强引射放空火炬,应用Fluent软件对辅助引射器和火炬头的流动特性进行了数值模拟研究。基本型计算表明,辅助引射器的引射系数为3.25,火炬头的引射比为0.77。正交分析表明,辅助引射器优化参数组合为:混合管道扩张角4°、喉部环空间隙7.5 mm、燃气入口直径7 mm、空气入口直径60 mm,优化结构引射系数为6.30;火炬头优化参数组合为:筒体扩张角7°、防风罩间隙207 mm、辅助引射器数量8、主放空管深度242 mm,优化结构引射比为0.89,引射性能提高16%。

带报警装置爆破片在高含硫天然气放空系统中的应用

高含硫天然气生产现场常见爆破片等安全保护装置,标准中规定爆破片更换周期2-3年,期间爆破片破裂难以及时发现,给安全生产带来隐患。基于姜一昌、温殿江等人设计的一种爆破片运行状态监测装置理论研究,在爆破片环缝圆板上设计1根固定报警导线,爆破片破裂时环缝圆板张开将其上固定的报警导线拉断,通过信号远传让操作人员及时发现爆破片破裂,从而第一时间更换爆破片。现场应用表明:带报警装置爆破片能够让值班室操作人员迅速发现爆破片破裂并及时更换爆破片,可有效预防长明火场站的火源通过破裂的爆破片越过阻火器进入气田水罐,防止安全生产事故的发生,对长明火和阻火器易堵塞的高含硫场站具有一定的推广应用价值。

站场天然气放空扩散模拟程序设计

基于高斯烟羽模型的天然气扩散模拟可以使用C#开发来实现,并通过编写相应的算法代码,实现对天然气扩散过程的可视化和分析。根据程序运行结果,天然气达到燃烧或爆炸浓度的扩散范围与源强呈正相关,与风速呈负相关,符合实际情况,可以为站场预估放空风险提供有力支持,减少可能发生的火灾或爆炸事故。

输气管道工程放空系统的模拟计算

放空泄压在输气管道工程中是不可缺少的操作,如生产运行过程中设备或阀门的检维修、管道疲劳导致泄漏以及火灾等情况,需对线路或站场中的天然气快速泄压并安全的排放到大气中。安全阀的关键选型及利用TG NET和HYSYS软件对天然气管道进行放空模拟计算,可以分析并确定放空过程中放空量、放空时间和限流孔板的尺寸等重要数据。通过对天然气管道的深入计算分析,能够大幅度降低天然气的损耗并缩短放空时间,降低环境噪音,适用于长距离输气管道降压放空操作,同时也对实现站场及线路的日常管理,节约建设成本提供帮助。

火炬放空扩散及爆炸CFD模拟分析

在火炬点火失败的情况下,一旦地面人员或其他敏感目标接触的气体达到可燃下限浓度并发生延迟点火时,将会导致人员伤亡、财产损失或对环境造成影响,针对火炬放空时点火失败这一事件场景,采用三维CFD模拟软件对火炬放空扩散及扩散后可能发生的可燃气云爆炸进行模拟。考虑了火炬实际放空流量、火炬直径、风速以及风向等影响因素,模拟火炬放空时可燃气体云团浓度分布情况,然后根据扩散结果进行气体爆炸后果模拟。研究表明:火炬点火失败情况下,放空扩散所形成的可燃气体云团被点燃时,主要伤害事件是闪火,闪火的影响范围远高于地面且大于火炬头高度;火炬放空所形成的可燃气体云团被点燃时所形成的爆炸超压较低,在地面形成的爆炸超压基本可忽略;闪火及爆炸超压均不会对地面人员产生伤害。火炬点火失败情况下放空扩散和爆炸模拟的结果,为火炬放空时点火失败事件的应急响应提供了数据支撑。

液相乙烷输送管道放空工况研究

针对乙烷具有较低的临界温度和临界压力,放空过程中易发生相变的问题,建立乙烷管道瞬态放空模型,分析放空过程中管内乙烷参数响应规律。结果表明液相乙烷管道放空经历三个阶段,第一阶段压力迅速下降,液相乙烷进入气液两相区。第二阶段是气液共存阶段,温度压力沿着相态包络线逐渐下降,管内气相持续增加。第三阶段乙烷由气液两相全部变为气相,温度开始升高。分析了不同放空管径、初始压力、初始温度等因素的影响机制,提出“大管径+稳定时间+小管径”的液相乙烷管道放空方式,为液相乙烷管道放空系统设计提供参考与借鉴。

基于节能关闭风机放空过程分析

硫磺回收装置制硫风机及尾炉风机在保证装置平稳运行的前提下,关闭放空阀可以降低风机电耗,从而达到提质增效的效果。因此,本文将根据实际生产调整情况,对关闭风机放空阀过程进行分析,为避免引起生产波动进行探索,以供参考。

注水放空系统阀门国产化研制

导管架附属装置国产化项目研制中,注水放空系统是导管架附属装置的关键子系统。注水放空系统阀门是该子系统的关键部件,需要对注水放空系统阀门同步进行国产化研制,以实现整套导管架附属装置国产化的目标。通过拆解研究进口的注水放空系统阀门,进行阀门对标分析。研究注水放空系统阀门在整套装置中的作用,依据工况,对阀门进行差异化创新设计,制定可靠的产品方案。按产品方案做工程样机,通过动作寿命试验、极限温度循环试验及水下450 m工况模拟试验等型式测试,工程样机得到充分验证,通过专家组的产品验收鉴定,注水放空系统阀门就可实现了国产化替代。

天然气掺氢对站场放空系统的影响规律分析

为了掌握天然气掺氢后对站场放空系统的影响规律,利用ASPEN HYSYS流程模拟软件,分析天然气掺氢后放空系统的适应性。结果表明:天然气掺氢后安全阀额定泄放量始终大于所需泄放量,原安全阀能满足泄放要求;天然气掺氢不会导致放空系统运行温度超出设计范围,反而对放空管道的低温工况有明显的抑制作用;天然气掺氢会使安全阀背压轻微减小,不会导致安全阀背压及放空系统运行压力超压;天然气掺氢后放空系统管径均满足泄放要求;随着掺氢比例的提高,放空火炬的辐射热距离逐渐减小。

尿素放空总管尾气氨含量超标原因分析及治理

阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司460kt/aCO_(2)汽提法尿素装置于2018年8月利用大修机会进行增设了中压分解系统、中压吸收系统以及增设预蒸发器、低压甲铵预冷凝器等一系列优化改造,以适应回收二期50kt/a气相淬冷法三聚氰胺装置尾气。2019年1月尿素装置与三胺装置联产后,出现了尿素放空总管尾气中氨含量超标等问题。分析认为,其主要原因为低压吸收塔吸收液浓度高、常压吸收塔洗涤液量小、联产技改设计存在缺陷等。为此,提出了改造低压吸收塔、优化蒸发冷凝液工艺流程、增设低压甲铵冷凝器液位槽气相洗涤器、增设放空气洗涤塔等优化改造措施。技改后,预期二期三胺装置70%负荷时产生的三胺尾气可完全被尿素装置回收,尿素装置中压/低压吸收系统操作弹性与装置运行稳定性将大大提高,尿素装置放空尾气可实现达标排放,间接经济效益和环保效益良好。

基于PHAST软件的输气管道冷放空安全距离研究

为应对输气管道在冷放空作业中面临的火灾和蒸汽云爆炸事故,在梳理冷放空模型和伤害准则的基础上,利用挪威船级社(DNV)PHAST软件模拟冷放空过程中的泄漏扩散过程,根据扩散半径确定热辐射和爆炸超压的影响范围,并分析不同放空速率、放空压力、地面粗糙度下的伤害距离。结果表明,正常工况下,冷放空引发的火灾不会造成站内人员伤亡及设备损坏;冷放空引发的爆炸形成的轻伤区会波及站内,而风速较低时引发的爆炸不会造成站内人员伤亡及设备损坏;对于热辐射伤害,放空压力的影响较大,对于冲击波超压伤害,放空速率的影响较大;地面粗糙度对热辐射和超压的影响较小。研究结果可为减轻火灾爆炸事故后果提供实际参考。

东海某平台可燃气体冷放空扩散安全评估研究

以东海某平台为例,采用数值模拟的方法研究不同工况条件下可燃气体冷放空的扩散规律,选用k-epsilon模型和Species Transport模型分别描述气相湍流运动和可燃气体扩散过程。结果表明:冷放空排放气体扩散受环境风向影响较小;冷放空排放气体扩散受风速条件和泄放放空速率的影响明显,随着环境风速的变大,火炬头上方形成的可燃气体团越小,可燃气体团中心距离火炬头越来越近;随着放空速率的变大,火炬头上方形成的可燃气体团越大,可燃气体团中心距离火炬头越来越远;意外熄灭工况、火灾工况和阻塞工况条件下,对应的最大扩散距离分别为15.69 m、20.62 m和28.48 m;直升机远离火炬头安全飞行的距离分别为16 m、21 m和29 m。建议平台加强可燃气体探测系统维护,确保能够及时探测到冷放空气体。

基于STAMP模型的掺氢输送放空系统风险分析

随着掺氢运输迅猛发展,原有的放空系统又产生了新的安全隐患和风险因素。为了保障掺氢管道放空作业时设备和人员的安全,本文基于事故分析模型,通过分析掺氢管道的放空流程,确定放空系统失效事故的安全约束条件,建立放空作业控制与反馈模型,识别控制模型中潜在的不安全控制行为,确定不同的不安全控制行为产生的风险及对应的安全约束,对掺氢管道的风险性进行分析研究,提高掺氢管道放空作业的安全性。

煤层气田站场放空系统的设计与研究

目前国内煤层气行业在站场放空系统设置原则及放空规模方面存在多样化现状,设计标准不一。结合国际、国内相关法律法规、标准规范、放空系统已建现状和应用实践,给出了煤层气田放空系统设计原则、放空量计算及控制方法、放空系统布置,提出:(1)放空量≥4×10^(4)m^(3)/h时,宜设火炬;(2)井场一般不设放空立管(火炬),集气站高、低压放空可共用一个放空立管(火炬),中央处理厂高、低压放空宜采用两个放空火炬筒;(3)集气站进站采气管道站外放空一般按照集气站设计规模考虑,中央处理厂进站集气管道站外放空宜按照单条集气管道最大输气量考虑;(4)煤层气站场可不设置放空分离罐。

冷放空天然气火灾爆炸事故影响范围模拟

针对冷放空作业中的意外火灾、爆炸事故,许多研究单一从冲击波超压方面考虑伤害范围,一旦发生火灾,热辐射强度也非常强,研究不同影响因素下火灾的热辐射伤害范围十分必要。首先,分析放空压力6 MPa和放空速率20×10~4m~3/h时冷放空天然气火灾的热辐射影响范围和冲击波超压影响范围,然后,模拟不同放空速率和不同放空压力下热辐射的影响范围和冲击波超压的影响范围。结果表明,在模拟工况下,放空压力对热辐射强度影响更大,热辐射导致的轻伤距离最远达到269.72 m;在模拟工况下,放空速率对冲击波超压影响更大,冲击波导致轻伤的最远距离达到198.00 m。在实际工程中,控制放空压力和放空速率对减轻意外火灾爆炸事故的后果极为重要。

油气加工装置放空气回收技术应用研究

自2023年1月1日起,GB 39728—2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》开始实施,对挥发性有机物排放实行新的控制要求。为适应新业态,大庆油田天然气分公司通过研究应用压缩机密封气回收技术、容器放空回收技术,对闪蒸罐、压力排污罐放空回收工艺进行改造。改变装置泄压方式、优化装置运行参数可有效杜绝或降低放空,达到国家排放标准要求。这些技术措施均在实践中取得了良好的效果,为同行业油气初加工企业技术改造提供借鉴。

集气站放空天然气回收技术探析

在油气田生产过程中,火炬放空系统属于集气站内的重要安全设备,能够燃烧正常生产与特殊状态时排放的可燃气体。集气站受检修维护、单井放空等相关因素影响,需要放空管线内的天然气,这一过程既造成资源浪费,又污染环境,增加碳排放,埋下了安全隐患。基于此,经过调研对比分析焚烧炉焚烧、水引射增压回收技术及气引射增压回收技术的优缺点,确定采用投资少、能耗低、零排放的水引射增压回收技术。能够实现资源的回收利用,有效达到节能减排的目标。

超临界CO_(2)管道放空特性实验研究

由于CO_(2)具有较强的节流效应,超临界CO_(2)管道放空过程在管道内会形成低温区域,低于三相点可能生成干冰堵塞管道,甚至引发钢管低温脆断。设计1套超临界CO_(2)管道节流放空装置,研究不同初始温度条件下CO_(2)管道泄放过程中压降、温降及相态变化特性。研究结果表明:超临界CO_(2)管道泄放过程中,管道底部流体温度明显低于管道顶部流体温度,泄放过程中管内流体径向温差较大(如8.9 MPa、40℃工况时,最大径向温差达42℃);在初始压力几乎一样的情况下,工况2(初始压力8.88 MPa、初始温度33.5℃)初始温度虽大于工况1(初始压力8.8 MPa、初始温度26.5℃)初始温度,但2个工况最低温度都可达-70℃,这说明放空过程中管内最低温度不仅与初始温度有关,与初始温压条件下充装量及充装量差异引起的相变历程、相变吸热量有密切关系。研究结果为预防CO_(2)管道放空干冰堵塞或冻伤管道提供参考。