液氮灭火系统管路输送压力损失影响因素及计算方法研究

结合液氮防灭火工程管路实际,分析了环境温度、液氮温度、入口流速、管长、管径、出口口径对管路出口液氮含量、输送压降的影响,并结合模拟与试验分析了均相模型预测管路输送压降的计算方法。结果表明:环境温度、液氮温度对液氮含量和管路压降影响较小;管路流速越快、输送距离越长、管径越小,压降增加越显著;随管路出口口径的减小压降迅速增加。对于低干度的气液两相氮适合用于均相模型计算,提出的简化计算经验模型压降预测值与试验值吻合良好,可以预测气液两相氮的管路输送压降,为液氮输送管路的工程应用设计提供理论支撑。

氢能储运工程中临氢管道材料选择探讨

目前全球各国正结合自身发展特点及技术优势,全面布局和发展氢能产业链。大力发展氢能是我国实现“双碳”目标、实现绿色转型的重要手段之一,我国氢能产业起步较晚,但发展迅速,近年来,我国在氢能交通、绿氢炼化等方面取得长足发展,随着氢能产业从示范向大规模应用发展,绿氢储运规模也不断扩大,氢气储运的安全问题亦日益突显。氢气储运安全是一个系统问题,涉及规范选择、平面布置、工艺设计、自动控制、监控、设备、材料选择等各个方面。本文针对氢能储运工程中常温氢气储运场景,对氢气储运工程中不同压力、不同应用场合中临氢管道的材料选择进行研究,结合氢气的特点、国内外涉氢管道材料研究的现状及氢能行业发展需求,提出现阶段常温氢气管道材料选择建议。

利用管网压力能制备天然气水合物的调峰新技术

高压天然气管网节流调压过程中会产生大量的压力能,绝大部分压力能不仅被浪费了,而且还会对下游管道设备造成一定的冷破坏。为此,开发了一种利用管网压力能制备天然气水合物调峰新技术,充分利用天然气膨胀产生的冷量制备天然气水合物,以供城市燃气储气调峰。计算结果表明,管网天然气流量为1000kg/h,进口温度为25℃,进口压力为8.0MPa,出口温度为-112℃,出口压力为0.4MPa时,最高制冷量可达71kW,有效利用冷量达60kW,生成的天然气水合物可储存100m3天然气。该工艺既有效回收了管网压力能,又实现了天然气的安全储存和调峰,具有广阔的发展前景。

皮囊式蓄能器在管路系统中的应用

在管路系统中 ,由于种种原因所造成的压力过高、压力过低及压力波动都会影响系统的正常运行 ,甚至损坏设备。文章就这一问题提出了有效的解决方法 ,即安装皮囊式蓄能器。阐述了皮囊式蓄能器的结构与原理 ,详细介绍了在管路系统中用作热胀冷缩的补偿器、管路阻尼器、泵脉动阻尼器和管路水击消除器的选择及使用方法。

天然气输配过程流体压力能回收技术现状与展望

在天然气输配及其净化过程中,存在许多需将高压流体经节流降压后输送、循环、排放等工序,造成流体机械能的大量浪费和经济效益的巨大损失,有悖于坚持节约高效、清洁环保的新型能源发展道路。以压力能回收为出发点,对压力能回收机理及其设备装置进行了介绍和比较;针对天然气输配现状,遴选并分析了现行工艺流程改造、创新的技术经济性能;展望了压力能回收的发展趋势和应用前景。结合天然气在液化石油气(LPG)中的储存特性,提出了基于天然气管网压力能回收的天然气-LPG储存调峰方案:高压管道来气,部分经冷冻LPG预冷,在LPG罐中溶解储存;其余气体经膨胀降温,为天然气预冷和冷冻LPG循环提供冷量后进入低压管网;当高峰用气时,罐内压力降低,天然气自动掺混一部分液化石油气供入配气管网,从而使天然气管道长期均衡供气,提高管道的利用系数。

波纹膜片的设计方法研究

波纹膜片是一种环状同心波纹的圆形膜片,是差压传感器的核心零件。针对传统膜片设计计算方法存在的计算工作量大、误差大、周期长、费用高、难以计算膜片在受力状态下的应力分布情况等缺点,以经典的膜片压力特征方程为理论依据,辅以有限元分析方法,对膜片进行设计。对基于该方法设计的膜片进行一系列的测试和验证。结果表明,与传统设计方法相比,该方法不仅缩短了膜片的设计周期、提高了设计精度,而且满足了传感器对膜片的特性要求,对于类似膜片的设计具有一定的参考意义。

水下压缩气体储能管道振动特性分析

水下压缩气体储能作为一种柔性规模的储能技术,是向可再生、可持续能源结构过渡的新兴推动力。水下管道输气过程中经常发生液体积聚,从而促使管道内单相流转变为复杂的气液两相流。由于不稳定的两相流动与管道之间产生了耦合作用,引起管道振动,进而影响水下压缩气体储能系统的运行。基于ANSYS对储能管道和管道支撑结构进行了有限元分析。建立了有限元模型并对管道进行模态分析,通过对比有无流固耦合下管道的固有频率,得出流固耦合的存在会降低管道的固有频率。并进一步分析管道固定结构对管道振动特性的影响,对比3种不同固定方式,发现固支-固支支撑结构相对比固支-简支与简支-简支抗振效果好。

工频螺杆空压机节能技术改造应用

大多数传统工业用普通工频螺杆空压机在频繁加/卸载过程消耗的能量最严重,也是造成空压机整机设备使用寿命降低、故障率提高、维修成本增大的主要原因之一。通过廉价手段降低空压机在频繁加/卸载过程消耗的能量显得尤为重要。理论上空压机24 h内加/卸载频率与储气罐容积之间呈反比例关系。管网末端压力补偿方法有效降低了空压机加/卸载启停频率,同时使整个空压机管道系统得到压力补偿。

Prospects for High-quality Development of Water Resources

The water resources of rivers and reservoirs with a five-meter drop are used to discuss the technical theory and the cost and practical value of equipment cases.The high-quality development technology of water resources explored in this paper provides a feasible plan for achieving the goal of innovation to zero.

高压输送燃气管道Π型补偿器应力分析

气田开采过程中高压燃气管道的应用日益广泛,高压输送使管道承受复杂多变的应力变化,复杂载荷已成为燃气管道失稳破坏的主要原因。针对实际工程中高压燃气管道局部Π型补偿器,利用有限元计算方法对具有不同结构参数的Π型补偿器应力场进行分析,并基于第三强度理论评估管道受力情况。分析发现,随着弯管曲率半径的增大,Π型补偿器应力集中的区域面积逐渐增大,但最大应力数值减小;当外伸臂长度较小时,Π型补偿器轴向整体刚度较高,承受轴向载荷的能力较强。随着外伸臂长度的增大,Π型补偿器径向转矩随之增大,容易产生更高的最大应力数值。在有限元计算分析基础上,提出了Π型补偿器变形量和载荷变化与管道公称直径、管道壁厚之间的拟合关系式,可为减小高压燃气管道变形载荷的设计方法开发提供技术支持。

圆形截面隧道式地下储气库容量研究

储气库建设过程中,埋深、洞径对其所能承受的最大储气压力和能量容量有着重要的影响。该文以圆形截面隧道式储气库为例,采用MIDAS GTS数值模拟软件建立模型,在不考虑温度效应的前提下,分别计算不同埋深、洞径储气库在不同储气压力条件下围岩及衬砌的应力状态,得到相应储气库所能承受的最大储气压力值,并计算出储气库能量容量的可能范围以及放电4 h时储气库可匹配的电站额定功率。结果表明,随着洞径的增大,储气库所能承受的最大储气压力逐渐减小,但储气库容量不断增大;洞径相同时,随着埋深的增加,储气库所能承受的最大储气压力整体上呈线性增大,储气库容量逐渐增大;埋深对最大储气压力的影响随洞径的增加而减小。

液氢储罐用奥氏体不锈钢低温冲击试验研究

地面液氢储罐多采用奥氏体不锈钢作为受压元件。目前普遍采用液氮低温冲击试验测定冲击吸收能量和侧向膨胀量,并作为储罐生产中的质量控制标准,缺乏真实介质液氢温区下的冲击试验数据的支撑。本文选择不同牌号的奥氏体不锈钢材,并分别制取母材、焊缝、热影响区不同部位的试样开展液氮温度下和液氦温度下的低温冲击试验,测定了试样的冲击吸收能量和侧向膨胀量,并对试验数值进行了对比、分析。可参照数值进行定性和定量评估,合理选择储罐材料。