高压气田站场弯头冲蚀特性及结构优化研究

针对高压气田站场弯头冲蚀问题,首先根据标准弯头的冲蚀情况提出一种新型偏心异径弯头结构,然后利用数值模拟方法研究不同管径比、介质流速和砂粒直径下偏心异径弯头的冲蚀特性。模拟结果表明,偏心异径弯头最大冲蚀速率随管径比增大而减小,当管径比为1.3时,最大冲蚀速率降低33%,且夹角α为16.7°,符合设计规范。在不同来流速度下,偏心异径弯头冲蚀发生位置无显著变化,最大冲蚀速率仍在管道两侧呈对称分布,但最大冲蚀速率与来流速度呈指数增长关系。随着砂粒直径的增加,偏心异径弯头的冲蚀形状无明显改变,但严重冲蚀部位更加分散,最大冲蚀速率与砂粒直径呈近线性增长关系。来流速度和砂粒直径是偏心异径弯头冲蚀特性的主要影响因素。

利用LNG冷能的空气分离流程

常规空气分离方法通过采用高压空气冷却膨胀制冷来提供空分系统所需的冷量,气体压缩需要消耗大量电和水。将LNG的低温冷能用于空分系统后,单位产品的能耗会大幅降低。从热力学角度出发,指出该LNG冷能回收利用方式的合理性。对LNG高品质的低温冷能用于空气分离的工艺进行改进,以期回收LNG冷能的同时降低空分系统的动力功耗。在详细介绍流程的基础上,着重讨论流程在运行压力、单位能耗等方面的特点。采用Aspen Plus软件对流程进行模拟和分析,物性方法选择Peng-Robinson方程。结果表明,该冷能冷却空分流程单位液态产品能耗为0.3 kW.h/kg,远低于传统空分流程约为1.0 kW.h/kg的能耗。

定向钻穿越中管道防腐层损伤探讨

定向钻穿越技术日趋成熟,常应用于国内外管道建设,但实施过程中不可避免地会对防腐层造成损伤,降低损伤成为关键。以塔中处理厂至轮南输气管道塔里木河定向钻穿越工程为例,介绍了定向钻穿越施工工艺、防腐层损伤评定、保护措施等内容;以及定向钻穿越施工完成后利用PCM采用电流衰减法评估定向钻穿越对管道防腐层的损伤程度,分析因防腐层损伤对整条输气管道阴极保护系统产生的影响。通过分析定向钻施工工艺,发现管道在定向钻穿越中,由于洗孔、泥浆配比、回拖等施工工艺不当都会造成防腐层大量损伤。为减少定向钻穿越管道防腐层损伤,从提高施工工艺精度和增加防腐层保护措施两方面加以改进,确保穿越段管道防腐层的完整性。

牙哈装车南站钢质储罐底板的电位分布

针对牙哈装车南站储罐底板的腐蚀现象和施加阴极保护后储罐底板中心电位难测得等问题,建立了储罐底板保护电位分布模型,分析了牙哈装车南站1号储罐的底板16个特殊点与储罐底板中心的电位差大小。结果表明,储罐边缘与储罐底板中心处的电位值不相同,罐边缘处的电位与罐中心的电位相差较大。根据电位差分布规律,在设计和生产过程中要求储罐底板中心的电位值应达到保护状态。

循环参比电极的研究

参比电极为恒电位仪提供基准电位信号,其性能优劣关乎恒电位仪测量系统的准确性。在工程实际中,开发出一种可循环使用的参比电极,通过增加循环系统成功解决参比电极使用中常见的饱和硫酸铜溶液流空、内部溶液干涸、溶液受污染等问题,实现及时补充饱和硫酸铜溶液和定期更换参比内部溶液的功能。使用致密度高的陶瓷作为离子交换通道,降低溶液流失,提高参比使用寿命。应用螺旋形铜电极,增大离子与铜电极反应面积,使基准电位更加稳定。

监测预警系统在长输管道穿越隧道中的应用

为了加强在役长输管道穿越隧道时地质灾害监测预警管理,预防或减缓隧道因地质条件发生变化给管道带来的安全风险,通过连续三期的隧址位移、隧道沉降、洞内应力和裂缝等方面的数据采集,并对数据进行处理分析、安全评估,结果表明隧道在监测期内未发生明显变形。但短期的监测不能客观真实地反映出隧道是否发生变形,为保证隧道在管道服役期内安全使用,应持续加强隧道动态变形监测,及时对隧道的安全状况进行评估,实现隧道安全预警管理。

DHX工艺丙烷回收(火用)经济分析

为降低采用直接换热(Direct Heat Exchange,DHX)工艺从天然气中进行丙烷回收时的运行成本,提高装置经济效益,以某天然气处理厂为例,利用Aspen HYSYS软件建模,对其DHX工艺进行了模拟,再采用常规㶲、高级㶲及㶲经济分析方法对DHX工艺进行分析。模拟发现,DHX工艺系统的总㶲损量和㶲效率分别为8998.23 kW和29.28%,其中膨胀机组及外输压缩机㶲损占比大,且可避免内源及外源㶲损成本过高,因此将其作为优化重点,并将改进方向放在参数优化上。基于优化策略,对主冷箱进行了参数敏感性分析。分析结果表明,在天然气处理量为1500×10^(4)m^(3)/d的情况下,当膨胀机组膨胀端出口压力保持在3550 kPa时,系统费用减少了43.76美元/h,经济效益十分显著。研究结果对DHX工艺参数的调节有指导意义。

西部某含硫气田工艺管线失效分析与控制

随着含硫气藏的不断开发,天然气处理站场的工艺管线面临着较为苛刻的腐蚀环境。西部某含硫气田处理站场的中压气过滤分离器入口管道的平均腐蚀速率1.7 mm/y,呈极严重腐蚀。针对此腐蚀问题,开展了管道材质检验、腐蚀形貌及产物分析、服役环境分析等,以明确其腐蚀失效机理及提出相应的控制措施。试验结果表明,管道材质未见异常,除内壁腐蚀减薄外,未见严重局部腐蚀和裂纹缺陷,腐蚀产物主要为FeS、Fe1-xS和Fe2O3,这是水、H2S和溶解氧共同作用的结果。结合服役环境分析可知,其腐蚀原因为湿天然气中的H2S和溶解氧引起的碳钢内腐蚀,少量的CO2对腐蚀有一定的促进作用。因此,建议对此类酸性环境的站场工艺管线采取添加缓蚀剂或更换不锈钢材质的方法进行腐蚀控制。

起伏湿气管道持液率分布规律及临界倾角模型

起伏湿气管道在实际运行过程中,管道低洼处和上坡段容易形成积液,从而造成管输效率降低、管道压降增大、水合物生成、形成段塞流以及管道内腐蚀加剧等一系列问题,为此,对地形起伏湿天然气管道的积液规律进行分析。以某集气站集输管道为例,探究了地形起伏湿天然气管道沿线的液体分布情况,针对管内气体流速、管道倾角等因素对管道持液率的影响进行敏感性分析,得到该起伏湿气管道的积液规律以及某流量工况下管道不出现积液现象的临界管道倾角,并基于此建立了气体流速、管道倾角以及持液率之间的预测数学模型,将模型计算结果与软件模拟结果进行了对比分析,验证了预测模型的准确性。预测模型为湿气管道实际运行过程中的积液控制与安全运行提供了理论依据。