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基于流动参数与组分解耦的掺氢天然气管网动态仿真方法
1
作者 管奥成 黄海 +4 位作者 陈潜 黄伟 盛绪飞 虞维超 左丽丽 《工程科学与技术》 北大核心 2026年第1期368-380,共13页
氢能具备清洁、高效、零碳等优点,对推动能源转型具有重要意义。目前,利用现有的长输天然气管道进行掺氢输送是整合氢能大规模、长距离、高经济性输送的有效方式。在天然气管网公平开放运行模式下,天然气计量模式逐渐从体积计量转变为... 氢能具备清洁、高效、零碳等优点,对推动能源转型具有重要意义。目前,利用现有的长输天然气管道进行掺氢输送是整合氢能大规模、长距离、高经济性输送的有效方式。在天然气管网公平开放运行模式下,天然气计量模式逐渐从体积计量转变为能量计量,而通过运行仿真进行气体组分追踪是实现天然气管网能量计量的一种有效的方法。本文分别提出了流动参数与气体组分耦合和解耦的瞬态仿真模型,所提模型中考虑了管流控制方程、对流扩散方程和节点关系方程,并采用隐式中心差分法和阻尼牛顿法对模型进行求解。耦合模型中,将组分追踪部分和流动参数计算部分作为一个整体,而解耦模型中,则将整个过程分为气体状态方程参数计算部分、流动参数计算部分和气体组分追踪部分。根据当前时步初始条件给定的不同节点气体组分来计算气体状态方程参数,并通过其计算管道流动参数,再将流动参数代入组分追踪部分来计算组分,如果迭代前后各节点组分偏差均满足设定的精度要求,则当前时步的仿真迭代结束。对某枝状管网案例进行验证,案例分析表明:耦合模型与TGNET的模拟结果中压力、温度、甲烷和氢气的摩尔分数(物质的量分数)的最大平均绝对偏差分别为0.086 MPa、0.44 K、0.10%和0.10%;在所选定的时空步长下,解耦模型计算时间比耦合模型计算时间缩短了76.04%;对于不同边界条件组合,解耦模型与TGNET的模拟结果中压力、温度、甲烷和氢气的摩尔分数的最大平均绝对偏差分别为0.078 MPa、0.44 K、0.21%和0.21%。所建立的两个模型可以达到商业软件的精度要求,能够有效地模拟水力热力参数和气体组分的时空变化,为天然气管网实际运行提供了参考;相比于耦合模型,解耦模型可以有效提高仿真效率且具有较好的边界条件适应性,能应用于实际的天然气管网运行。 展开更多
关键词 掺氢天然气管网 瞬态模拟 组分追踪 解耦模型 耦合模型
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考虑壁面液相分布的含硫放空管道内腐蚀模拟
2
作者 彭星煜 廖一鸿 +2 位作者 徐一彬 龚建华 申俊 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期181-194,共14页
为更准确地进行高含硫天然气场站放空管道的检测工作,采用CFD对低压放空管道进行数值模拟和现场相结合的方法,深入分析低压放空管道中不同截面下的流场分布规律、液相分布规律和硫化氢分布规律,从而预测低压放空管道内腐蚀敏感性区域,... 为更准确地进行高含硫天然气场站放空管道的检测工作,采用CFD对低压放空管道进行数值模拟和现场相结合的方法,深入分析低压放空管道中不同截面下的流场分布规律、液相分布规律和硫化氢分布规律,从而预测低压放空管道内腐蚀敏感性区域,研讨壁面液相分布变化对高含硫天然气场站低压放空管道内腐蚀的影响。结果表明,高含硫天然气场站放空管道中液相的分布是导致内腐蚀的关键因素,管道入口处第2个连续弯头的45°和90°截面的3~12~9点钟方向+6点钟方向以及三通处支管口的6~9点钟方向往往是整条管道腐蚀最严重的位置;在现场检测时优先考虑弯头和三通处,若这两处壁厚变化在轻度腐蚀范围内,可省去水平段的检测;若三通处的壁厚变化超出轻度腐蚀的范围,应主要对水平段6点钟方向进行检测。研究结果有效解决了高含硫天然气场站放空管道中定位内部腐蚀位置困难的问题。 展开更多
关键词 高含硫天然气场站 放空管道 壁面液相分布 内腐蚀位置预测 数值模拟
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基于堆叠模型分类的空压机健康状态评估研究
3
作者 葛淩志 王磊 王晓冉 《机电工程》 北大核心 2026年第1期194-206,共13页
对工业空压机的健康状态进行准确的评估是保障生产系统可靠性、稳定性,降低系统运行成本的重要因素。针对传统健康评估方法在复杂工况下诊断精度和鲁棒性方面的局限性,提出了一种基于堆叠(Stacking)多模型集成的空压机健康状态评估模型... 对工业空压机的健康状态进行准确的评估是保障生产系统可靠性、稳定性,降低系统运行成本的重要因素。针对传统健康评估方法在复杂工况下诊断精度和鲁棒性方面的局限性,提出了一种基于堆叠(Stacking)多模型集成的空压机健康状态评估模型。首先,构建了异构基模型组,集成了K近邻分类器(KNN)、轻量梯度提升机(LGBM)、随机森林(RF)、极致梯度提升(XGB)四类算法,基于历史数据搭建了初始架构;然后,实施了联合参数优化,通过网格搜索与交叉验证协同调参,提升了基模型预测性能;最后,设计了基于径向基核函数的支持向量分类器(RBF-SVC),依托工程数据进行了实验验证。研究结果表明:基于堆叠多模型集成的空压机健康状态评估模型在处理可变操作条件时表现出较强的鲁棒性,特别是在面对噪声数据时,该模型在不同信噪比条件下显示出一致的诊断准确性,其准确率仍能保持在80%以上;横向对比分析表明,基于堆叠多模型集成的空压机健康状态评估模型在诊断精度上优于单一基模型及传统的健康诊断方法,在训练集和测试集上分别达到了98%和95%的准确率。该框架通过基模型互补性提升健康评估精度与鲁棒性,为空压机预测性维护提供技术支撑,具有重要工程价值。 展开更多
关键词 空气压缩机 基模型 模型集成 K近邻分类器 轻量梯度提升机 随机森林 极致梯度提升 基于径向基核函数的支持向量分类器
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基于GERG-2008方程对液化天然气密度的计算与精度分析
4
作者 贾文龙 王秀娟 +3 位作者 吴瑕 杨帆 廖钰朋 高谦 《化学工程》 北大核心 2025年第9期39-45,共7页
LNG(液化天然气)密度的精确计算对于能源贸易至关重要,可采用ISO 20765-2标准中推荐的GERG-2008状态方程对密度进行计算。然而现有算法在求解LNG密度时不能稳定获得正确解,通过采用不同迭代初值及二分区间,发现GERG-2008在LNG求解温度... LNG(液化天然气)密度的精确计算对于能源贸易至关重要,可采用ISO 20765-2标准中推荐的GERG-2008状态方程对密度进行计算。然而现有算法在求解LNG密度时不能稳定获得正确解,通过采用不同迭代初值及二分区间,发现GERG-2008在LNG求解温度范围内,存在多个密度解。文中通过研究GERG-2008方程特点,分析LNG密度解的存在情况,并通过给定牛顿迭代初值,使GERG-2008能够稳定求得LNG密度解。使用该方法计算100—180 K、0—10 MPa条件下共计12种LNG组分,并将密度计算结果与实验值进行对比。结果表明:计算值与实验值之间的平均相对偏差为0—2.1%,相比于PC-SAFT、SRK方程计算精度分别提高了0.66%、4.79%。在LNG温度和压力下,GERG-2008方程的计算精度受温度与压力的影响小,可作为LNG密度求解的理想方法。 展开更多
关键词 GERG-2008方程 牛顿迭代 LNG密度 稳定求解
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“深海一号”海管水合物抑制剂减量优化及其安全评价研究
5
作者 王凯 钟峥 +7 位作者 张建勇 李浩 李怀亮 汪俊锋 吴亮 鞠朋朋 曹鹏程 毛港涛 《北京石油化工学院学报》 2025年第2期14-21,28,共9页
针对“深海一号”海底管道及立管在超深水低温高压环境下水合物常态化风险以及MEG注入量不匹配等工程难题,基于SRK-CPA模型,引入一种更适用于CH_(4)—H_(2)O—MEG三元体系的混合规则(ClassicSRKT2x),将其定义为SRK-CPA-T2x模型,旨在实... 针对“深海一号”海底管道及立管在超深水低温高压环境下水合物常态化风险以及MEG注入量不匹配等工程难题,基于SRK-CPA模型,引入一种更适用于CH_(4)—H_(2)O—MEG三元体系的混合规则(ClassicSRKT2x),将其定义为SRK-CPA-T2x模型,旨在实现对“深海一号”MEG注入量的精准预测与优化调控。通过与传统的相平衡模型进行对比,初步验证了该模型的有效性。结果表明:SRK-CPA-T2x模型在不同工况下的预测值与传统模型差异在合理范围内。基于SRK-CPA-T2x模型对“深海一号”典型工况的MEG注入量重新评估表明,在保障5℃安全余量的前提下,模型计算的MEG注入量为125 m~3/d。同时,提出了多层次水合物风险安全评价体系,实现了从热力学、动力学到结构与事故风险的全过程识别与分级判定。 展开更多
关键词 深海一号 水合物风险 混合规则 安全评价 MEG注入量优化
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冲击载荷下含腐蚀缺陷海底油气管道可靠性分析
6
作者 曾威 田旭敏 +1 位作者 郑吉霖 朱东润 《石油机械》 北大核心 2025年第7期104-111,共8页
海底油气管道是海洋油气输送的“生命线”,其可靠性直接影响水下油气开采的安全性。考虑到在役海底油气管道不仅受到管道内油气的腐蚀作用,还会受到海上坠物的冲击作用,为此,构建了冲击载荷下含腐蚀缺陷海底管道的损伤分析模型,并针对... 海底油气管道是海洋油气输送的“生命线”,其可靠性直接影响水下油气开采的安全性。考虑到在役海底油气管道不仅受到管道内油气的腐蚀作用,还会受到海上坠物的冲击作用,为此,构建了冲击载荷下含腐蚀缺陷海底管道的损伤分析模型,并针对其分析效率较低的问题,建立了冲击载荷下含腐蚀缺陷海底管道的损伤分析Kriging(KG)预测模型。在此基础上,提出了基于功能函数响应值KG预测模型的含腐蚀缺陷海底管道可靠度计算方法,开展冲击速度、管道埋深和管道腐蚀深度对海底油气管道可靠性的影响规律研究。研究结果表明:海底油气管道的可靠度随坠物冲击速度和管道腐蚀深度的增加而降低,当冲击速度小于11 m/s时管道可靠性为100%,当达到13 m/s时,可靠度下降至95.02%;管道腐蚀深度小于5 mm时管道可靠性为100%,当达到7 mm时,可靠度下降至92.07%;相反,海底油气管道的可靠度随管道埋深的增加而增加,当埋深为0.6 m时,可靠度达到100%。所得结论可为海底油气管道的设计与维护提供参考。 展开更多
关键词 海底油气管道 冲击载荷 腐蚀缺陷 KRIGING模型 可靠性分析
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埋地PE管道失效形式与影响因素研究进展
7
作者 燕集中 沈利民 +3 位作者 浦江 汤文亮 嵇杉 袁颖 《化工机械》 2025年第3期365-372,共8页
PE管由于具有耐腐蚀、质量轻及抗震性好等优良性能而作为制造埋地管道的主要材料之一。然而服役过程中面临的复杂载荷及其相互之间的协同作用常使管道提前报废。从地面沉降、地表占压、管道缺陷以及地震引起的滑坡与断层错动几个方面对... PE管由于具有耐腐蚀、质量轻及抗震性好等优良性能而作为制造埋地管道的主要材料之一。然而服役过程中面临的复杂载荷及其相互之间的协同作用常使管道提前报废。从地面沉降、地表占压、管道缺陷以及地震引起的滑坡与断层错动几个方面对埋地PE管道失效形式与影响因素进行了综述,并对当前研究存在的问题及未来的研究方向进行了探讨。 展开更多
关键词 PE埋地管道 地面沉降 地表占压 管道缺陷 滑坡与断层错动
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管线钢动态应力下的原位氢渗透测试实验方法
8
作者 邢云颖 赵茜 杨芝乐 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第1期64-68,90,共6页
管线钢在应力条件下的氢渗透行为研究能够为管线钢在复杂应力状态下的氢脆风险评估提供支撑。在常规氢渗透测试方法和原理的基础上,利用实验室现有力学加载设备,设计了“管线钢动态应力下的原位氢渗透”实验装置,研究了交变应力与氢的... 管线钢在应力条件下的氢渗透行为研究能够为管线钢在复杂应力状态下的氢脆风险评估提供支撑。在常规氢渗透测试方法和原理的基础上,利用实验室现有力学加载设备,设计了“管线钢动态应力下的原位氢渗透”实验装置,研究了交变应力与氢的交互作用对氢渗透行为的影响。结果表明,交变应力条件下,氢渗透通量表现出与交变应力无相位差的波形特征;氢渗透通量的变化幅值随峰值应力的增加而增加,随交变频率的增加而降低;应力的变化在氢渗透曲线上可以实时得到反馈,应力状态改变导致的材料内部缺陷增加也能在氢渗透曲线上得到反馈。 展开更多
关键词 管线钢 动态应力 原位氢渗透 慢应变速率拉伸 交变载荷
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管道阻氢涂层适用性研究
9
作者 项小强 丁慎圆 +2 位作者 路兴才 徐庆磊 胡川川 《化工管理》 2026年第1期143-147,共5页
文章针对管道阻氢涂层的应用展开研究,分析了技术可行性、工程可行性及理化性能要求,筛选出以有机涂层为基体、纳米无机填料改性的复合涂层体系,提出“有机阻氢涂敷材料+无机阻氢材料粉体”的技术路线,并对比了高压无气喷涂、超临界CO2... 文章针对管道阻氢涂层的应用展开研究,分析了技术可行性、工程可行性及理化性能要求,筛选出以有机涂层为基体、纳米无机填料改性的复合涂层体系,提出“有机阻氢涂敷材料+无机阻氢材料粉体”的技术路线,并对比了高压无气喷涂、超临界CO2喷涂等涂敷工艺的适用性。同时,探讨了管道清洁度、设备作业能力、作业风险及运行工况对涂层性能的影响,为阻氢涂层在输氢管道改造中的工程应用提供理论与技术参考。 展开更多
关键词 长输管道 阻氢涂层 输氢 复合涂层
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J55油管腐蚀穿孔失效分析及腐蚀机理研究
10
作者 赵骏 郑东伟 周志梭 《材料保护》 2026年第1期153-158,共6页
针对某油井在服役过程中J55油管自内壁发生腐蚀穿孔的问题,开展了系统的失效原因分析.通过对现场失效样品的宏观形貌观察、化学成分分析、金相分析、微观形貌及能谱分析和力学性能测试,并结合现场服役工况,确认了油管失效的机理.结果显... 针对某油井在服役过程中J55油管自内壁发生腐蚀穿孔的问题,开展了系统的失效原因分析.通过对现场失效样品的宏观形貌观察、化学成分分析、金相分析、微观形貌及能谱分析和力学性能测试,并结合现场服役工况,确认了油管失效的机理.结果显示,油管穿孔失效主要是由于高温高压环境下发生的CO_(2)腐蚀,井液中Cl^(-)的存在进一步加速了腐蚀进程.油管本体的化学成分和力学性能均符合相关标准要求,金相及扫描电镜分析显示失效部位具有典型的CO_(2)腐蚀藓状腐蚀和点蚀特征,在腐蚀产物中检测到FeCO_(3)颗粒.能谱分析表明,腐蚀坑内壁富集有C、O、Cl、Si、Fe等元素,结合井液水质分析,证实高矿化度及HCO_(3)^(-)含量升高是加剧腐蚀的关键因素.进一步分析发现,现行标准中仅对J55、N80和P110级钢油管的P、S含量进行限定,缺乏金相及腐蚀性能要求,且J55钢管多采用无国内标准对应的37Mn5(36Mn6)钢制造,标准适用性存在不足.针对上述问题,建议根据井下特殊腐蚀环境,选用耐CO_(2)腐蚀性能更优的油管产品,并定期添加高效缓蚀剂.同时,建议在相关标准修订时,增加各钢级对应的牌号及金相、腐蚀性能等技术要求,以提升油管在复杂工况下的服役寿命和安全性. 展开更多
关键词 油管 CO_(2)腐蚀 带状组织 36Mn6
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油气储运过程中多参数优化调控方法探索
11
作者 赵雷 《石油石化物资采购》 2025年第18期67-69,共3页
油气储运系统涉及温度、压力、流量、密度等多个关键参数的协同控制。通过构建多参数耦合数学模型,采用粒子群优化算法和模糊控制策略,实现储运过程的智能化调控。研究建立了基于实时数据采集的参数监测体系,开发了多目标优化算法,显著... 油气储运系统涉及温度、压力、流量、密度等多个关键参数的协同控制。通过构建多参数耦合数学模型,采用粒子群优化算法和模糊控制策略,实现储运过程的智能化调控。研究建立了基于实时数据采集的参数监测体系,开发了多目标优化算法,显著提升了储运效率和安全性。实验结果表明,该方法能够有效降低能耗15.3%,提高流量控制精度至±0.5%,为油气储运系统的智能化管理提供了技术支撑。 展开更多
关键词 油气储运 多参数优化 智能控制 粒子群算法 模糊控制
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天然气管线计划性放空回收数值仿真模拟 被引量：2
12
作者 左丽丽 王珑云佳 +7 位作者 雷宏峰 孙恒 潘彪 田望 郭宇飞 孙晓阳 吴晓飞 郝千千 《天然气工业》 北大核心 2025年第1期175-186,共12页
天然气中甲烷的温室效应强度远高于二氧化碳,消除或减少输气管线放空作业中的天然气排放对实现双碳目标具有重要意义。为此,针对需计划性放空的输气管线,分别对采用下游压气站离心压缩机和移动式往复压缩机的2种天然气回收过程以及传统... 天然气中甲烷的温室效应强度远高于二氧化碳,消除或减少输气管线放空作业中的天然气排放对实现双碳目标具有重要意义。为此,针对需计划性放空的输气管线,分别对采用下游压气站离心压缩机和移动式往复压缩机的2种天然气回收过程以及传统冷放空过程建立了瞬态仿真模型,并对放空回收所需总时间、放空气量、回收气量等参数进行了对比分析。研究结果表明:(1)采用隐式中心差分法求解这些模型,获得的回收时长、排放时长、回收气量、排放气量等参数与相应的TGNET软件仿真结果及放空过程实际数据的偏差均在±8%以内;(2)针对放空气回收过程的仿真模型,离心压缩机和往复压缩机需要考虑进行边界条件的转换;在放空过程的模拟中,需要考虑立管出口处压力和流速边界条件的转换;(3)针对输气管线计划性放空提出了3种天然气回收方案,其中方案1利用下游压气站的离心压缩机,方案2利用移动式往复压缩机,方案3为方案1和方案2的组合,即先用下游压气站的离心压缩机进行回收,当其进口压力降至允许最低值时,再切换至移动式往复式压缩机继续回收过程。结论认为:(1)方案1的回收时长最短但回收率最低,方案2的情况刚好相反,而方案3的回收率与方案2相近但回收时长介于方案1和方案2之间;(2)针对阀室间管线放空气回收方案的选择,离心压缩机与往复式压缩机结合进行回收的方案,可同时兼顾回收时长和回收效率,具有较好的经济性和可行性,因而具有较好的综合效果。 展开更多
关键词 输气管线 放空 天然气回收 瞬态仿真 压缩机 方案优化
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天然气管道掺氢装置及混合特性 被引量：1
13
作者 杨东海 孙雅倩 +3 位作者 田磊 房昆 郭凯 李默翻 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期178-184,共7页
天然气掺氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要技术手段,有必要开展基于天然气掺氢技术的混合装置及混合效果研究。为了优选混合装置并探究其混合效果,选用氢气和甲烷两种工质,构建T型管(主管与支管夹角为30°、60°和90°... 天然气掺氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要技术手段,有必要开展基于天然气掺氢技术的混合装置及混合效果研究。为了优选混合装置并探究其混合效果,选用氢气和甲烷两种工质,构建T型管(主管与支管夹角为30°、60°和90°)混合器、单切向混合器及文丘里混合器模型,并基于Fluent对所构建模型进行数值模拟,对不同模型的混合效果进行对比分析。结果表明:在采用控制变量法的情况下,随着速度、掺氢比分别增大,混合效果越差;速度比(甲烷/氢气)对混合性能影响很大,速度比越大,混合效果越好;在已设定的几种条件下,单切向混合器的混合效果最佳,T型管(90°)混合器的混合效果最差。 展开更多
关键词 天然气掺氢 ANSYS Fluent 数值模拟 混合特性
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长距离甲醇输送管道技术研究进展 被引量：6
14
作者 林宝辉 张文伟 +5 位作者 王法 孟凡鹏 吴凤荣 吴文 尹鹏博 滕霖 《油气与新能源》 2025年第2期17-25,共9页
甲醇作为未来替代燃料的一个重要发展方向,随着需求量的增长,甲醇长距离管道输送具有明显的优势。通过调研全球甲醇管道建设情况,收集相关案例,对比常规输油管道,从法律法规、标准规范、甲醇基本物性、腐蚀分析、甲醇输送设备、顺序输... 甲醇作为未来替代燃料的一个重要发展方向,随着需求量的增长,甲醇长距离管道输送具有明显的优势。通过调研全球甲醇管道建设情况,收集相关案例,对比常规输油管道,从法律法规、标准规范、甲醇基本物性、腐蚀分析、甲醇输送设备、顺序输送、风险评价等技术角度进行了研究分析,寻找长距离甲醇管道应关注的方面,并提出未来技术发展及应用方向,为开展长距离甲醇管道技术研究及工程示范提供思路和参考。 展开更多
关键词 甲醇 管道 应力腐蚀开裂(SCC) 顺序输送 定量风险评价
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油气管道在多能融合新型能源体系建设中的作用 被引量：4
15
作者 梁永图 涂仁福 +5 位作者 张昊 刘春颖 付广涛 邱睿 廖绮 徐宁 《油气储运》 北大核心 2025年第4期361-378,共18页
【目的】为实现“双碳”战略目标,中国正积极推进多能融合新型能源体系建设。油气管道在传统能源的供应保障中起到了关键性作用,如何在新型能源体系中继续发挥其连续性、经济性、安全性、环保性优势,成为亟需探讨的问题。【方法】以油... 【目的】为实现“双碳”战略目标,中国正积极推进多能融合新型能源体系建设。油气管道在传统能源的供应保障中起到了关键性作用,如何在新型能源体系中继续发挥其连续性、经济性、安全性、环保性优势,成为亟需探讨的问题。【方法】以油气管道的内涵不断延伸作为出发点,全面剖析了油气管道在多能融合新型能源体系建设中的作用。首先,综合梳理了中国多能融合与油气管道的发展政策;其次,系统阐述了多能融合新型能源体系的概念,并结合能源消费结构的演变过程,提出了新型能源体系的发展方向及建设意义;进一步从油气资源优化配置、油气能源供应保障、油气市场新格局的形成以及综合立体交通体系建设4个方面,探讨了油气管道在能源资源配置中的影响及其重要地位;并在此基础上,重点回顾了21世纪以来油气管道的建设概况,从新介质、新工艺、新管理方法、新建设方案、新运输体系5个方面,诠释了油气管道灵活赋能发展的内涵;最后,以油气资源、生物燃料、氢能、二氧化碳、LNG与冷能为讨论对象,深刻描述了油气管道在多能融合新型能源体系建设中所扮演的关键角色,包括参与多网融合、多能协同、多式联运等新体系建设。【结果】油气管道仍是中国政府能源规划管理的重要对象,其对多能融合新型能源体系建设具有重要的推进作用,不仅能够保障能源大规模、长距离供应,还能提高中国能源储运网络的韧性与可靠性水平。【结论】油气管道在过去至未来较长时间内都是能源运输环节的关键纽带,在推动经济社会发展、保障国家能源安全等方面扮演着重要角色。在时代的发展大潮中,油气管道的内涵必将不断延伸,未来将朝着多元融合、协同发展的方向持续迈进。(图3,参84) 展开更多
关键词 多能融合 油气管道 新型能源体系 能源结构 灵活赋能 多元协同 生物燃料 LNG与冷能
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油气管网行业大模型的思考及应用探索 被引量：5
16
作者 宫敬 吴冕 +3 位作者 赵周丙 宋尚飞 戈志伟 虞维超 《油气储运》 北大核心 2025年第4期379-393,共15页
【目的】随着人工智能技术的飞速发展,大模型技术在众多领域得到广泛应用,展现出巨大潜力。油气管网作为国家能源输送的关键基础设施,其智能化升级对保障能源安全、提升运行效率具有战略意义。当前,大模型技术在油气管网领域的应用尚处... 【目的】随着人工智能技术的飞速发展,大模型技术在众多领域得到广泛应用,展现出巨大潜力。油气管网作为国家能源输送的关键基础设施,其智能化升级对保障能源安全、提升运行效率具有战略意义。当前,大模型技术在油气管网领域的应用尚处于探索阶段,面临技术融合深度不足、行业适配性难及工程化应用瓶颈等挑战。大力深入推动大模型技术与油气管网行业的融合,成为突破传统智能化瓶颈、实现管网系统智慧化转型的关键路径。【方法】从数据、算力、算法、研究模式4个关键维度出发,深入剖析了现有大模型在油气管网行业应用中面临的研究难点。在此基础上,基于智能油气管网系统建设与油气管网行业大模型建设的双重视角,提出了涵盖基础设施层、技术基座层、模型与应用层、控制层的油气管网行业大模型体系架构。依托该架构,针对性地为油气管网行业大模型建设过程中的难题提供了解决方案,并制定了完整的技术路线。【结果】多层级构建的油气管网行业大模型体系架构,为油气管网智能化系统的建设、运行以及大模型的研发,提供了系统的技术支撑。基于架构提出的数据集构建方法、一体化平台、多技术融合技术路线以及大模型分层构建的解决方案,有效解决了研究过程中在以上4个维度所遇到的难题。将新制定的解决方案应用于天然气管网智能调控、天然气需求预测等场景,显著提升了相关领域的智能化水平。【结论】研究成果为油气管网行业的智能化升级提供了全面的技术指导,对提升智能管网的认知水平、推动行业大模型的建设具有重要意义。未来,大模型在油气管网行业的应用将朝着全面化、深层次方向拓展,持续紧跟先进技术发展步伐、高度重视数据资产建设、大力推动技术融合,是提升油气管网行业智能化水平的关键所在。(图11,参60) 展开更多
关键词 油气管网 行业大模型 大模型架构 多技术融合
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天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性研究进展 被引量：1
17
作者 朱世东 李亚龙 +3 位作者 曹鹏程 廖永刚 曹峰 李光 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期12-24,共13页
天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部,导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂,其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感... 天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部,导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂,其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感性的变化规律与机制。探究现役天然气长输管道与氢气环境相容性特征,对预防和控制氢脆的发生、保障掺氢管道的安全运行具有重要意义。简述了在天然气掺氢输送过程中氢的来源及其渗透过程,概述了氢脆机理的主要发展历程,重点分析了管道内外缺陷、服役环境(氢浓度、温度、应力状态)以及合金元素(铜、钒、钼、铌)等因素对管线钢氢脆敏感性的影响,最后对天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 天然气掺氢输送 管线钢 氢脆敏感性 氢脆机理 合金元素
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LNG与PNG协同供应的混合气源天然气管网设计优化方法研究 被引量：1
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作者 郑焯 周军 +2 位作者 张树中 李肖肖 梁光川 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期135-144,共10页
随着中国大力推进LNG进口与LNG接收站建设,未来沿海城市将形成以LNG与PNG供应为主的天然气管网结构。针对LNG和PNG协同供应的天然气管网设计优化的问题,在管网设计优化基础上,将LNG和PNG协同供应对管网的影响纳入约束中,以年折合费用最... 随着中国大力推进LNG进口与LNG接收站建设,未来沿海城市将形成以LNG与PNG供应为主的天然气管网结构。针对LNG和PNG协同供应的天然气管网设计优化的问题,在管网设计优化基础上,将LNG和PNG协同供应对管网的影响纳入约束中,以年折合费用最低为目标函数,建立LNG与PNG协同供应的混合气源天然管网设计优化通用MINLP模型。以某沿海地区为例,提出分级优化与整体优化两种求解策略求解上述模型,分级优化第一阶段布局优化将以最小流量长度和为目标函数线,采用数学规划求解器GUROBI求解,第二阶段采用数学规划求解器CONOPT求解。整体优化通过增量分段线性化的方法对压降约束线性化,采用数学规划求解器DICOPT求解。最终得到分级优化和整体优化两种管网设计方案,分析发现整体优化求解时间大于分级优化,整体优化的年折合费同比降低749.16万元/年,同比降低1.41%,验证了研究建立的数学模型的可靠性,可为LNG和PNG协同供应的天然气管网方案设计提供参考。 展开更多
关键词 液化天然气 管道天然气 混合气源 天然气管网 混合整数非线性最优化
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“双碳”背景下CO_(2)可视化环道实验装置研制 被引量：1
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作者 李长俊 高谦 +2 位作者 贾文龙 杨帆 董森 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第1期169-175,共7页
CO_(2)管道输送是实现碳规模化、长距离输送的重要途径,是推进碳捕集、利用与封存产业发展,实现“双碳”目标的关键技术。为探究CO_(2)管道输送过程中的相变及流动参数演化规律,指导CO_(2)输送管道设计和运行管理,该文设计并搭建了一种C... CO_(2)管道输送是实现碳规模化、长距离输送的重要途径,是推进碳捕集、利用与封存产业发展,实现“双碳”目标的关键技术。为探究CO_(2)管道输送过程中的相变及流动参数演化规律,指导CO_(2)输送管道设计和运行管理,该文设计并搭建了一种CO_(2)可视化环道实验装置,可实现对CO_(2)管道稳态输送及泄放等瞬态工况的准确模拟。为验证装置可靠性,开展了气相、超临界相CO_(2)管道泄放实验,获取了管内温度与压力、相态变化及其耦合规律。该装置具有测量精度高、安全性强及操作方便等优点,不仅适用于CO_(2)管道输送领域的科研测试,也可用于可视化教学实验。 展开更多
关键词 双碳 CO_(2)管道输送 可视化 环道实验装置
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液氨-成品油混合体系相平衡及减压相变规律研究 被引量：1
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作者 黄鑫 李逸龙 +5 位作者 李卫东 施鸿翔 尹鹏博 李臻超 滕霖 江莉龙 《化工学报》 北大核心 2025年第1期71-80,F0001,共11页
氨作为高效的储氢载体,具有替代化石燃料能源的巨大潜力。利用成品油管道增输液氨,可充分利用管道运能,节约输送成本。液氨-成品油混合体系的相平衡问题对于管输工艺具有重要意义,此外减压过程会引起更为复杂的相变问题。针对液氨-成品... 氨作为高效的储氢载体,具有替代化石燃料能源的巨大潜力。利用成品油管道增输液氨,可充分利用管道运能,节约输送成本。液氨-成品油混合体系的相平衡问题对于管输工艺具有重要意义,此外减压过程会引起更为复杂的相变问题。针对液氨-成品油混合体系进行实验研究,初步阐述了氨/油(体积比)和含水率对液氨-成品油混合体系相平衡和减压相变的影响规律,得到了液氨-成品油混合体系的相平衡压力,揭示了液氨-成品油混合体系减压过程的相变现象。研究发现,在0~30℃,氨-油混合体系的平衡蒸气压小于两种纯组分的饱和蒸气压,而在−2~0℃大于纯液氨的饱和蒸气压,并在氨/油(体积比)为70∶30时达到最大值。同时水分的存在会降低氨-油混合体系的平衡蒸气压。氨-油无水混合体系在减压过程中会产生气泡,压力越低气泡增多,发泡行为越剧烈。含水液氨-成品油混合体系在减压过程中会产生液滴群,并慢慢变大且聚并,在减压结束后聚并形成大液滴留在底部。上述研究成果对成品油管道增输液氨技术发展和应用具有重要的理论指导意义。 展开更多
关键词 液氨 成品油 相平衡 相变
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