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中国天然气安全评价指标体系构建方法综述
1
作者 孙慧 王海滨 +1 位作者 杨雷 杨安 《油气储运》 北大核心 2026年第1期12-22,共11页
【目的】天然气安全始终是中国能源安全的重点关切,科学评估中国天然气安全程度是制定能源战略、保障供应安全的前提,但至今尚未形成一套兼具中国特色、行业共识且可操作的评价体系。【方法】以CNKI数据库为唯一数据源,分别以天然气安... 【目的】天然气安全始终是中国能源安全的重点关切,科学评估中国天然气安全程度是制定能源战略、保障供应安全的前提,但至今尚未形成一套兼具中国特色、行业共识且可操作的评价体系。【方法】以CNKI数据库为唯一数据源,分别以天然气安全、天然气风险为主题词进行检索,采用文献计量与内容分析相结合的手段,从指标选择结果、指标筛选方法、指标赋值技术、权重确定方法及安全评级方法5个层次,系统梳理了中国天然气安全评价指标体系的构建方法,对当前研究的不足之处进行了全面分析,并展望了未来研究的重点方向。【结果】①中国天然气安全评价应涵盖国内生产、资源进口、市场需求、价格水平、基础设施、经济社会环境6个维度,其中前3个维度是当前中国天然气安全评价体系的核心关注点,在现有文献中使用频率超过10.0%的14个指标中,有10个隶属于此3个维度,占比高达71.4%。对外依存度、天然气消费强度、储采比是应用最为广泛的3个指标,出现频率分别达60.3%、46.6%、46.6%。②当前中国天然气安全评价体系的指标选取仍普遍沿用间接指标/二次指标。在现有文献中出现频率超过10.0%的14个指标中,除人均GDP、运输距离外,其余指标均为间接指标,即需要通过其他数据进行计算后才能获得。③无论是指标筛选还是权重的确定,当前的研究均呈现出由主观经验判断转向引入数学方法或数学模型的发展趋势。熵权法、主成分分析法是当前应用较多的指标权重确定方法,两种方法在现有文献中的使用频率分别达44.8%、24.1%。在实践应用层面,当前中国仍未建成具有广泛共识的天然气安全评价指标体系。【结论】今后应建立符合中国国情、与国内政策阈值衔接、兼具科学性与可操作性的天然气安全评价体系,实现动态监测、滚动校正,以支撑国家能源安全决策与行业可持续发展。 展开更多
关键词 天然气 安全 评价体系 评价指标 构建方法
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基于机器学习算法的天然气管道泄漏预测与风险评价
2
作者 成庆林 梁涛 +3 位作者 杨金威 刘悦 鲁璐 曲泽众 《天然气与石油》 2026年第1期124-132,共9页
针对天然气管道泄漏风险防控需求,研究构建基于机器学习算法的管道泄漏预测与风险评价模型。采集某区域天然气主干管网2023—2024年多源异构数据,涵盖运行监测、管道属性、环境风险等17项特征因子,经小波去噪、缺失值填补及地理信息系统... 针对天然气管道泄漏风险防控需求,研究构建基于机器学习算法的管道泄漏预测与风险评价模型。采集某区域天然气主干管网2023—2024年多源异构数据,涵盖运行监测、管道属性、环境风险等17项特征因子,经小波去噪、缺失值填补及地理信息系统(Geographic Information System,GIS)空间插值等预处理,构建含3760条记录的时空数据集。对比极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)、轻量级梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)等5种算法,基于Optuna优化超参数,采用5折交叉验证评估模型性能。结果表明,XGBoost模型性能最优,准确率92.15%、受试者工作特征曲线下面积值0.974,压力梯度、瞬时流量差值、历史泄漏频率等为关键驱动特征。结合特征重要性划分低、较低、较高、高4个风险等级,提出分层防控策略与“数字孪生”系统开发等通用措施。研究结果为管道泄漏预警与风险管控提供了数据驱动的科学方案,可有效提升运维效率与安全水平。 展开更多
关键词 管道泄漏预测 机器学习 风险评价 特征工程 XGBoost
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露天场所硫化氢雾化喷淋捕消装置研制与实践
3
作者 李伟华 邓奇根 +2 位作者 张寿炜 万秀东 李海 《工业安全与环保》 2026年第4期15-19,共5页
基于高含硫天然气泄漏扩散特征,结合硫化氢理化特性,根据多相流雾化物理-化学吸收原理,研制了露天场所硫化氢雾化喷淋捕消装置,研发形成了喷淋捕消+挡墙的联合防护结构方式,实现了高含硫天然气泄漏预警后6 s内对硫化氢的快速喷淋捕消;... 基于高含硫天然气泄漏扩散特征,结合硫化氢理化特性,根据多相流雾化物理-化学吸收原理,研制了露天场所硫化氢雾化喷淋捕消装置,研发形成了喷淋捕消+挡墙的联合防护结构方式,实现了高含硫天然气泄漏预警后6 s内对硫化氢的快速喷淋捕消;试验空间内泄漏硫化氢平均体积分数由捕消前的超1 000×10^(-6),降到捕消后的114.7×10^(-6),硫化氢平均捕消率达90.72%,捕消平均用时122 s。结果表明,研发的硫化氢雾化喷淋捕消装置可有效地对泄漏硫化氢进行快速喷淋、高效捕消,可阻挡泄漏的高含硫天然气向前的扩散运移速度,并改变泄漏气体原有运移扩散方向。研究形成的露天场所高含硫天然气泄漏监测预警应急联动和自动化硫化氢雾化喷淋捕消成套技术体系,可为露天场所硫化氢泄漏监测与应急处置提供一定的技术指导。 展开更多
关键词 高含硫天然气 泄漏扩散 应急处置 捕消效率
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基于OLGA软件天然气管道清管作业动态预测分析
4
作者 屈文涛 杨俊豪 +2 位作者 刘鑫 李相颖 张丹 《新技术新工艺》 2026年第2期64-72,共9页
在苏南区块输气干线的清管作业中,清管作业时长及清管器运行速度的预测值与实际监测数据之间平均误差高达35%,对下游收球作业造成安全隐患。为提高预测准确度,基于OLGA软件建立了苏南某输气干线多相流仿真清管模型。该模型可模拟分析清... 在苏南区块输气干线的清管作业中,清管作业时长及清管器运行速度的预测值与实际监测数据之间平均误差高达35%,对下游收球作业造成安全隐患。为提高预测准确度,基于OLGA软件建立了苏南某输气干线多相流仿真清管模型。该模型可模拟分析清管器速度、管道温度与压力变化以及清管作业时长等关键参数。针对目标干线,将现场相关实测数据导入仿真模型进行模拟分析,通过将现场实测的多条管线清管作业数据与模型模拟结果进行对比分析,结果表明该模型预测值与实际监测数据之间的误差控制在5%左右,显著优于传统方法。研究成果提升了苏南气田输气干线清管作业的科学性与可控性,为相关作业提供了重要的理论支撑与技术参考。 展开更多
关键词 地面集输 多相流仿真 清管作业 清管模型 OLGA模拟 速度预测
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加油站及储油库钢结构罩棚风险隐患管控探讨
5
作者 石锦献 《石油库与加油站》 2026年第1期33-35,I0007,共4页
钢结构因其经济性与施工便捷性,长期以来在加油站、储油库罩棚施工中得到广泛应用。本文结合工程实际与相关案例,针对钢结构罩棚使用时间长,受钢结构腐蚀、风雪载荷增大等影响易造成罩棚坍塌等问题,分析了钢结构罩棚设计与施工、检测与... 钢结构因其经济性与施工便捷性,长期以来在加油站、储油库罩棚施工中得到广泛应用。本文结合工程实际与相关案例,针对钢结构罩棚使用时间长,受钢结构腐蚀、风雪载荷增大等影响易造成罩棚坍塌等问题,分析了钢结构罩棚设计与施工、检测与维护、环境等因素造成的罩棚风险隐患,并提出了强化设计标准、严把安装验收关、健全档案管理、加强日常检查与定期检测等防控措施及建议,为油品销售企业加强钢结构罩棚安全管理提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 加油站 储油库 钢结构罩棚 风险隐患 安全管控
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改进Muhlbauer法在新疆埋地天然气管道风险评价中的实践应用
6
作者 朱晏萱 《化工管理》 2026年第3期164-168,共5页
新疆作为国家重要的天然气输送枢纽,其埋地天然气管道安全至关重要。传统Muhlbauer法在评价新疆埋地天然气管道风险时,未考虑当地特殊自然及地理环境、存在风险指标因子不全面及权重分配不合理等。因此,文章提出改进Muhlbauer法,通过新... 新疆作为国家重要的天然气输送枢纽,其埋地天然气管道安全至关重要。传统Muhlbauer法在评价新疆埋地天然气管道风险时,未考虑当地特殊自然及地理环境、存在风险指标因子不全面及权重分配不合理等。因此,文章提出改进Muhlbauer法,通过新增“地质灾害风险指数”和“监管难度”子因素完善风险指标,依据新疆实际情况优化权重分配,并对评分标准进行本地化调整。将改进方法应用于新疆某150 km埋地天然气管道,计算得相对风险值为47.88,处于可接受范围但接近临界值,其中第三方破坏、腐蚀、设计及地质灾害是主要影响因素。研究结果为新疆埋地天然气管道的风险管理提供了科学依据,并提出了加强监管、优化防护措施等建议。 展开更多
关键词 改进Muhlbauer法 风险评价 地质灾害 权重优化
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天然气站场地质灾害风险评价与防控技术新进展
7
作者 林睿南 李红亮 +3 位作者 杨红 张杰 郭金泉 李卫东 《天然气工业》 北大核心 2026年第1期163-174,共12页
作为天然气输配系统的“心脏”,天然气站场是连接多维度安全与发展的核心枢纽,但其因资源与市场的错位而常建于地质、地形条件复杂区域,面临沉降、滑坡等灾害的严峻挑战。为此,基于“风险感知-风险评价-风险防控”的逻辑框架,综合利用... 作为天然气输配系统的“心脏”,天然气站场是连接多维度安全与发展的核心枢纽,但其因资源与市场的错位而常建于地质、地形条件复杂区域,面临沉降、滑坡等灾害的严峻挑战。为此,基于“风险感知-风险评价-风险防控”的逻辑框架,综合利用遥感、物联网、人工智能等技术,重点考虑站场面临的地震、滑坡、地面沉降等典型灾害,提出了多源数据智能感知系统架构;同时,提出了构建天然气站场综合风险评估模型的重要性,并指出了以“防灾-减灾-韧性提升”为核心的综合防控技术路径。研究结果表明:①通过系统梳理了天然气站场面临的地质灾害类型,明确了站场的主要成灾模式;②提出的多源数据融合感知架构可有效提升隐患早期识别与动态监测能力;③对比天然气站场风险评价方法的适用性,提出了建立综合风险评价模型实现对站场风险动态评估的必要性;④从源头规避、过程控制和系统韧性3个维度形成的防控技术体系,可为天然气站场安全提供递进式保障策略。结论认为:①建立的智能化风险评估与防控框架,可为提升复杂地质区天然气站场的本质安全水平与风险管控能力提供理论参考与技术方案;②未来研究建议深化数字孪生、人工智能与专业模型的融合,推动风险管控向智能化、精准化与事前预警模式发展。 展开更多
关键词 天然气站场 地质灾害 风险感知 风险评价 安全防控 数字孪生
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基于SH0导波与频域SAFT成像的储罐底板缺陷检测方法
8
作者 李关 刘保余 吕福在 《油气储运》 北大核心 2026年第1期78-84,共7页
【目的】储罐底板在长期服役过程中因腐蚀易发生结构安全风险,传统的储罐底板检测方法存在效率低、需停罐清洗、成本高等问题,难以满足现代储罐高效、在线、大面积检测的生产需求,亟需探索一种适用于复杂工况下储罐底板的高灵敏度、高... 【目的】储罐底板在长期服役过程中因腐蚀易发生结构安全风险,传统的储罐底板检测方法存在效率低、需停罐清洗、成本高等问题,难以满足现代储罐高效、在线、大面积检测的生产需求,亟需探索一种适用于复杂工况下储罐底板的高灵敏度、高分辨率、远距离检测方法。【方法】将SH0剪切模态导波与频域合成孔径聚焦技术(Synthetic Aperture Focusing Technique,SAFT)相结合,建立了一种无损检测成像新方法:利用自主研发的磁致伸缩剪切导波换能器激励非频散、低衰减的SH0导波,并创新性地引入频域SAFT进行信号处理与成像重构。通过建立厚度为12 mm钢板的Lamb波与SH0导波频散特性对比模型,明确SH0导波在64 kHz、128 kHz等频段激励下具有优异的传播稳定性与抗干扰能力。在此基础上,构建包含激励设计、信号采集、频域补偿及SAFT成像的检测流程。【结果】选取长度为8000 mm的真实储罐底板样板开展试验验证,分别采用64 kHz、128 kHz换能器进行扫查,结果表明所建检测方法展现出优异性能:64 kHz的低频SH0导波可有效识别2550 mm处等效横截面损失0.82%的缺陷,128 kHz的高频SH0导波成功检测出近场区等效横截面损失0.32%~0.59%的小尺寸缺陷。将SH0导波与频域SAFT深度融合,显著提升了储罐底板缺陷成像分辨率与可靠性。【结论】新建方法在液体环境下表现更优,且计算效率更高,为储罐底板提供了不停罐检测的新途径,并对桥梁、船舶、压力容器等大型板状结构的安全监测具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 储罐底板 缺陷 超声导波 SH0导波 频域SAFT 成像 磁致伸缩 无损检测
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纯氢及掺氢天然气管输系统消氢防爆技术研究进展及展望
9
作者 邓欣珂 李敬法 +3 位作者 黄慧杰 宇波 王财林 李玉星 《油气储运》 北大核心 2026年第3期266-279,共14页
【目的】在全球能源转型及“双碳”目标下,氢能作为清洁能源载体应用前景广阔,但纯氢及掺氢天然气管输系统的氢气泄漏存在高燃爆风险,亟需对消氢防爆抑爆技术进行全面探究以保障输送安全。【方法】通过文献调研及综述分析的方法,系统归... 【目的】在全球能源转型及“双碳”目标下,氢能作为清洁能源载体应用前景广阔,但纯氢及掺氢天然气管输系统的氢气泄漏存在高燃爆风险,亟需对消氢防爆抑爆技术进行全面探究以保障输送安全。【方法】通过文献调研及综述分析的方法,系统归纳了消氢技术、被动与主动防护技术、抑爆技术的科学原理,评估了各类技术的消氢抑爆效能、适用场景及局限性,重点剖析了多介质协同消氢抑爆的创新模式,并梳理了国内外最新研究成果与工程案例。【结果】在消氢技术方面,开放空间中通风方式的效果受限,惰化法虽抑爆效果好但规模化成本与安全风险并存,催化消氢效率高却面临催化剂抗毒化能力不足的挑战,而多级协同消氢体系(如通风+惰化+催化)可显著提升安全性与消氢效率。在阻爆及泄压技术方面,主动式阻爆响应快但设备可靠性要求高,被动式阻爆需针对氢气特性优化结构,泄压技术受泄放口尺寸、气体浓度影响显著,需防范二次燃爆。单一抑爆技术均存在局限性,惰性气体抑爆需高浓度支撑、液相抑爆存在设备腐蚀风险、粉体抑爆在纯氢环境中效果有限、多孔材料抑爆面临材料选型及适应性等挑战,而协同抑爆技术通过多种抑爆剂的协同作用,可显著提升抑爆效果。【结论】当前消氢防爆抑爆技术仍面临成本高、材料适应性不足及复杂工况稳定性差等挑战,未来需发展“高效消氢+多介质抑爆”的协同模式,研发低成本耐毒化催化剂、智能调控系统及吸氢靶向材料,优化抑爆介质配方,建立场景化安全标准,为氢能管输系统的安全运行提供技术参考。 展开更多
关键词 氢气 管输系统 掺氢 消氢 阻爆 泄压 抑爆
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水毁灾害下输气管道可靠度计算方法
10
作者 张笑语 侯磊 唐帅帅 《油气储运》 北大核心 2026年第2期183-192,共10页
【目的】输气管道常年受到滑坡、沉降、水毁等地质灾害影响,面临巨大的风险隐患。相较于其他地质灾害,水毁灾害表现为多阶段演变的水土耦合过程,随着水流持续冲刷管道周边土体,这将对输气管道本体造成不可逆转的破坏。针对水毁灾害对输... 【目的】输气管道常年受到滑坡、沉降、水毁等地质灾害影响,面临巨大的风险隐患。相较于其他地质灾害,水毁灾害表现为多阶段演变的水土耦合过程,随着水流持续冲刷管道周边土体,这将对输气管道本体造成不可逆转的破坏。针对水毁灾害对输气管道所形成的破坏成因进行分析,从而揭示其动态演化机理与成灾模式,以解决管道在水土耦合作用下的安全状态评估难题,提升输气管道防灾能力。【方法】针对河床下切的水毁形式,结合某管道工程构建管土模型,采用流体计算力学与离散元法作为底层计算逻辑。利用ANSYS仿真软件的Fluent与Rocky模块,建立河床下切场景模型,探究河床下切形态的形成机理。数值模拟计算得出管土结构在水毁灾害所导致的急速水流冲刷下的演变过程,为水毁灾害的影响特征研究提供数值计算方面的拓展。采用流固耦合的方法,首先确定水毁场景中流场的计算参数,再将该部分数据通过已有力学计算公式转换为具体的载荷种类,代入管体应力分析,采用蒙特卡洛抽样算法计算得到河床下切场景下的管道可靠度。【结果】在水流持续冲刷下,管道由最初的全埋地状态经冲刷后形成面积逐渐增大的露管形态,最后直到泥沙完全瓦解的悬空管状态。埋地与露管工况下管道最大等效应力较小,通过失效状态函数计算的可靠度较高;悬管工况下最大等效应力较大,导致管道可靠度较低。【结论】通过流固耦合的数值仿真方法以及以蒙特卡洛抽样为核心的可靠度算法,为目前水毁灾害中复杂演变过程的研究提供了数值仿真方面的方法创新,为后续水毁灾害中管道稳定性评价提供有效的技术指导。但目前水毁灾害下相关的实际数据参数及其匮乏,大部分数据仅依靠数值模拟得到近似数据,缺少有力的数据支持或完整的试验过程进行准确性验证。 展开更多
关键词 水毁灾害 水流冲刷 有限元 应力分析 蒙特卡洛抽样 可靠度
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不同沉降模式下埋地管道力学响应数值模拟
11
作者 刘鹏 胡香凝 +3 位作者 李亮亮 白路遥 孙肇良 李玉星 《油气储运》 北大核心 2026年第3期300-312,共13页
【目的】随着中国油气管道建设增多以及城市化进程加速,地层土体沉降导致的管道安全问题日益突出,严重威胁埋地油气管道的运行安全。地层土体沉降是一个随时间不断发展的过程灾害,相同的沉降结果可能经历了不同的沉降过程,但目前沉降作... 【目的】随着中国油气管道建设增多以及城市化进程加速,地层土体沉降导致的管道安全问题日益突出,严重威胁埋地油气管道的运行安全。地层土体沉降是一个随时间不断发展的过程灾害,相同的沉降结果可能经历了不同的沉降过程,但目前沉降作用下的管道安全评价忽略了不同沉降发展过程导致的埋地管道力学响应差异。【方法】采用有限元数值模拟方法,通过调整同一沉降区域的沉降次数、沉降顺序,开展了不同沉降模式下的埋地管道沉降模拟,并进行了实验验证;根据模拟结果,定量对比分析了不同沉降模式下的埋地管道力学响应差异情况。【结果】逆序阶梯沉降下的管道正上方土体表面最大沉降量始终大于一次性整体沉降模式,且中央位置的管道底部土体分离情况也很严重,但其管道力学响应却总是小于一次性整体沉降模式。当沉降次数相同时,不同沉降顺序导致的管道力学响应差异可能超过50%,沉降过程对于沉降作用下埋地管道力学响应的影响不容忽视;在相同沉降量下,一次性整体沉降导致的埋地管道最大沉降位移、最大纵向拉应变均超过分次多步沉降模式,其导致的埋地钢管力学响应更剧烈,管道更易因沉降而发生破坏。【结论】对于沉降作用下的埋地管道,局部的大幅度地层土体沉降可能对管道整体力学响应的影响不大,需统一考虑整个沉降区域地层土体沉降的发展过程。对于指定沉降范围、沉降量的地层土体沉降灾害防控,为使地层土体沉降作用下的埋地管道力学响应最低,建议先对沉降区中部进行一次相对大范围的地层土体沉降,然后向沉降区边界分多次进行小范围地层土体沉降,研究成果对于准确评估地层土体沉降下埋地管道的安全平稳运行具有重要意义。 展开更多
关键词 埋地管道 沉降模式 沉降次数 沉降范围 沉降量 力学响应
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基于MPSO-KMeans++的长输油气管道泄漏风险分级模型
12
作者 孙黎 王磊 +4 位作者 陈栋梁 聂光涛 王妍妍 胡瑾秋 陆宇航 《安全与环境工程》 北大核心 2026年第2期154-166,共13页
长输油气管道泄漏事故的致因具有多样性和复杂性。为更加高效和有针对性地管控长输油气管道泄漏风险,基于改进粒子群优化(modified particle swarm optimization,MPSO)算法与K均值聚类(K-means clustering)的改进初始化算法(KMeans++),... 长输油气管道泄漏事故的致因具有多样性和复杂性。为更加高效和有针对性地管控长输油气管道泄漏风险,基于改进粒子群优化(modified particle swarm optimization,MPSO)算法与K均值聚类(K-means clustering)的改进初始化算法(KMeans++),构建了长输油气管道泄漏风险分级模型。首先,建立了长输油气管道泄漏风险评价指标体系,该体系包含4个一级指标和17个二级指标;随后,基于风险矩阵,结合主观权重与客观权重,对每项指标的事故发生可能性和事故后果严重程度进行了评分,以为风险分级聚类提供数据基础;在此基础上,为避免KMeans++聚类算法陷入局部最优解,通过优化动态惯性权重与同步学习因子,改进了粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,进而优化了长输油气管道泄漏风险分级模型;最后,在理论基础上,利用穿跨越管道、冻土层管道和城市密集区管道3个典型案例,对模型进行了实例验证。结果表明:与单一的KMeans++风险分级模型相比,所构建模型的分级精度平均提升了5.9%,稳定性平均提升了17.61%;与PSO-KMeans++风险分级模型相比,所构建模型的分级精度平均提升了3.68%,稳定性平均提升了13.23%。MPSO-KMeans++模型在长输油气管道泄漏风险分级中具有较好的适用性与工程实用价值,能够为管道完整性管理和风险防控决策提供科学依据。 展开更多
关键词 长输油气管道 风险矩阵 风险分级 改进粒子群优化(MPSO)算法 聚类算法 KMeans++算法
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天然气用户分类分级与管网应急工况分析研究
13
作者 王雯艳 李岳涛 +5 位作者 杨露 陈婧 王晓刚 周军 彭井宏 梁光川 《油气田地面工程》 2026年第3期1-8,共8页
随着天然气需求的持续增长,天然气管网的安全与稳定运行已成为保障能源供应的重要课题,复杂工况和突发事件对管网运行的调控与管理提出了更高要求。为解决天然气管网用户分类分级与应急工况分析的关键问题,提出了一种基于用户重要性划... 随着天然气需求的持续增长,天然气管网的安全与稳定运行已成为保障能源供应的重要课题,复杂工况和突发事件对管网运行的调控与管理提出了更高要求。为解决天然气管网用户分类分级与应急工况分析的关键问题,提出了一种基于用户重要性划分的分级分类方法,明确了用户分类的指标体系与边界条件,对用户用气需求、负荷波动及优先级进行量化分析,为管网运行决策提供理论支持。以某区域天然气管网为研究对象,结合实际管网结构与运行数据,构建了管网仿真模型,对典型应急工况进行了评估,揭示了不同用户类别和应急事件对管网运行的影响。结果表明,在某段管网停输时,整体管网压力能够在一定范围内保持稳定,供气安全基本可控,但高优先级用户的供气保障仍存在薄弱环节,需要进一步优化运行策略。基于此,在保障重点用户安全供气的前提下,提出优化管网运行调控策略和应急管理机制的建议,为天然气管网的安全运行与应急处置提供了科学依据和实践参考。 展开更多
关键词 天然气管网 用户分级分类 应急分析 动态仿真模拟 停输工况评估
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多因素作用下海底管道受船锚拖曳损伤分析
14
作者 曹国民 高唯 +5 位作者 帅义 彭云超 陈乐蓓 田野 张怡 任运波 《油气储运》 北大核心 2026年第1期69-77,共9页
【目的】船舶抛锚作业导致的锚链拖曳是海底管道面临的主要外部威胁之一,易引发管道弯曲、屈曲甚至破裂失效。现有研究多聚焦于锚-土相互作用或管道局部损伤,而对于拖曳载荷引发管道整体弯曲失稳这一主导失效模式,特别是多因素影响机制... 【目的】船舶抛锚作业导致的锚链拖曳是海底管道面临的主要外部威胁之一,易引发管道弯曲、屈曲甚至破裂失效。现有研究多聚焦于锚-土相互作用或管道局部损伤,而对于拖曳载荷引发管道整体弯曲失稳这一主导失效模式,特别是多因素影响机制及其耦合效应的系统性研究仍显不足。因此,揭示多因素耦合作用下海底管道的拖曳损伤机理,分析各因素的影响规律,可为海底管道的安全防护设计提供科学依据。【方法】以杭州湾服役的两条典型X60海底管道为研究对象,计算管-土相互作用力及船锚拖曳力,基于ABAQUS有限元软件建立考虑管-土相互作用的船锚拖曳分析模型。通过参数化分析,系统探讨了拖曳载荷角度、土壤类型、海水流速及管道径厚比对管道应力、应变及位移的影响规律。【结果】拖曳载荷角度增大导致管道最大Mises应力下降,但最大位移持续增加,且拖曳载荷角度为30°后位移增速显著加快,其主要原因是垂直分力增大使得管道抬离海床,削弱了土壤约束。土壤刚度是管道关键保护因素,其中淤泥质黏土约束最弱,管道应力、应变及位移最大;碎石土则提供了最强的被动土抗力与约束,保护效果最优,可显著降低管道力学响应。海水流速可通过增大锚链水流阻力间接影响管道,流速增大导致锚链拖曳力显著衰减,进而降低了管道应力、应变及位移。管道径厚比增大可显著提升其对力学响应的敏感性,且该影响与海水流速存在显著耦合作用,在低流速条件下尤为突出。【结论】海底管道在船锚拖曳下的损伤行为是拖曳载荷方向、土壤约束特性、海水流速及管道径厚比等多因素复杂耦合的结果。碎石土等硬质土壤可有效增强约束,抑制管道变形,工程实践中应优先选用。应避免直接使用原位软土进行回填,通过有效增强土体约束可抑制弯矩主导的失稳风险。相关研究结果可为复杂海洋环境下海底管道的防护工程设计提供重要依据。 展开更多
关键词 海底管道 船锚拖曳 管土相互作用 有限元模型 损伤分析
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基于可拓理论的气煤叠置区天然气管道安全风险评价研究
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作者 岳帅帅 范文换 +2 位作者 王文 郭润生 芦晓伟 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期195-203,共9页
目的针对气煤叠置区天然气管道引发的瓦斯泄露、环境污染等事故频发问题,以大牛地气田S矿、X2矿、H矿和M矿4个典型叠置矿区内管道为例,对该区域内天然气管道进行风险评价。方法通过分析管道破损原因,构建由管道因素、环境因素和人员管... 目的针对气煤叠置区天然气管道引发的瓦斯泄露、环境污染等事故频发问题,以大牛地气田S矿、X2矿、H矿和M矿4个典型叠置矿区内管道为例,对该区域内天然气管道进行风险评价。方法通过分析管道破损原因,构建由管道因素、环境因素和人员管理因素3个一级指标,管道下沉量、管道腐蚀等17个因素为二级指标组成的风险评价体系;其次,基于可拓理论构建风险评价模型,利用BP神经网络计算指标权重,并分别基于距离关联度函数和相似度函数计算指标关联度,进而对管道进行风险量化分析。结果结果显示,基于距离关联度函数计算4个区域管道的风险关联度分别为0.002,0.034,0.053,0.019,基于相似度函数计算对应区域的风险相似度分别为0.054,0.510,0.560,0.500,4个区域对应风险等级分别为较大风险、一般风险、一般风险、低风险。结论基于距离关联度函数和基于相似度函数2种计算方法在可拓评价模型中均适用,评价结果基本一致,共同验证了评价结果的可靠性。 展开更多
关键词 可拓理论 BP神经网络 气煤叠置区 天然气管道 风险评价
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泄漏孔径对LNG储罐泄漏扩散规律影响数值模拟
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作者 黄科 王顺学 +5 位作者 王伟 饶镕坤 梁依婷 陈柯源 李雪 周宁 《工业安全与环保》 2026年第3期26-33,共8页
为探究泄漏孔径对LNG储罐泄漏扩散过程中液池及扩散气云的影响,应用Fluent软件采用欧拉-欧拉模型和Realizable k-模型系统研究了泄漏孔径对LNG泄漏扩散过程的影响。结果表明:LNG持续泄漏过程中,一部分LNG迅速闪蒸汽化形成可燃气云,其扩... 为探究泄漏孔径对LNG储罐泄漏扩散过程中液池及扩散气云的影响,应用Fluent软件采用欧拉-欧拉模型和Realizable k-模型系统研究了泄漏孔径对LNG泄漏扩散过程的影响。结果表明:LNG持续泄漏过程中,一部分LNG迅速闪蒸汽化形成可燃气云,其扩散行为分为重气堆积、快速扩散和气云稳定3个阶段,受储罐绕流和风场作用,扩散气云形状随泄漏扩散时间由“扇叶状”发展为前端“叶状分叉”;液池面积随泄漏时间呈先持续增大至逐渐稳定不变,且泄漏孔径越大,液池面积越大;泄漏孔径越大,气云中各点的峰值浓度越大,气云的扩散范围越大,扩散形成的可燃气云体积越大,即泄漏形成的燃爆风险范围越大。 展开更多
关键词 LNG储罐 数值模拟 LNG泄漏 液池 气云扩散
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基于AHP-综合模糊评价的油气站场连锁事故风险评估研究
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作者 钱文振 马晓宇 +5 位作者 李春奇 贾明贵 李云飞 魏达生 程文卓 崔淦 《化工自动化及仪表》 2026年第2期260-271,共12页
为评估油气站场泄漏连锁事故后果,从站场气体泄漏扩散行为、站场气体爆燃特性及后果、站场风险评估等方面开展了高含硫油气站场气体泄漏连锁事故风险评估研究。识别了站场内的主要危害因素,采用层次分析法构建了包含泄漏事故和爆燃事故... 为评估油气站场泄漏连锁事故后果,从站场气体泄漏扩散行为、站场气体爆燃特性及后果、站场风险评估等方面开展了高含硫油气站场气体泄漏连锁事故风险评估研究。识别了站场内的主要危害因素,采用层次分析法构建了包含泄漏事故和爆燃事故的连锁事故风险评估体系。其中泄漏事故风险评估体系包含站场工艺设备、腐蚀、传感器和误操作4项指标,爆燃事故风险评估体系包含泄漏事故、应急响应能力、站场安全管理和消防安全系统4项指标。评估结果表明:站场的泄漏和爆燃事故综合得分分别为20.16和23.37,处于较低风险水平,表明站场整体具有较好的安全性,然而误操作、应急响应能力和消防安全系统3项指标风险评估得分显著高于其他同层次指标,需针对性加强相关管理。综合站场情况、风险评估指标体系和评估结果提出了具有针对性的风险控制措施,可为保障站场安全运行提供理论支撑。 展开更多
关键词 风险评估 层次分析法 综合模糊评估法 油气站场 泄漏事故 爆燃事故
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基于修正系数与风险耦合矩阵的天然气管道风险评价模型
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作者 马晓宇 钱文振 +5 位作者 王文滨 任庆森 吴亚琴 童嵩林 刘思远 崔淦 《管道保护》 2026年第1期37-46,共10页
针对传统管道风险评价方法(如肯特法)中静态评分体系对实际工况适应性不足,以及GB/T 27512—2011《埋地钢质管道风险评估方法》对多因素耦合机制量化缺失的问题,构建动态修正与风险耦合的天然气管道风险评价模型,实现失效可能性与后果... 针对传统管道风险评价方法(如肯特法)中静态评分体系对实际工况适应性不足,以及GB/T 27512—2011《埋地钢质管道风险评估方法》对多因素耦合机制量化缺失的问题,构建动态修正与风险耦合的天然气管道风险评价模型,实现失效可能性与后果的精细化分级。建立五维失效可能性指标体系(腐蚀/设计/第三方破坏/误操作/自然灾害),基于历史事故数据计算基础失效概率,结合管道实际参数通过修正系数ηi动态调整概率值;构建介质-受体双层耦合后果评价体系,采用耦合矩阵量化介质危害性与受体敏感性的交互作用,通过风险矩阵整合可能性与后果等级,输出Ⅰ~Ⅳ级综合风险量化结果。以国内某天然气管道为例开展了模型的实际应用,结果表明,管道综合失效概率为8.781×10^(-5)/(km·a),其中设计缺陷贡献率最高(34.2%);失效后果得分792分(轻微风险),介质扩散性对人口密度影响显著;综合风险等级为Ⅰ级(轻微),关键风险源为工作压力及土壤腐蚀性。本模型不仅直接输出定量化的失效概率,还能精准定位风险传导的关键路径,可为高后果区精准防控提供决策支持,推动管道风险管理从静态向智能动态转型。 展开更多
关键词 天然气管道 多因素耦合 修正概率 介质-受体耦合矩阵 风险评价
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膨胀土边坡滑动与湿胀耦合作用对输油管道影响的模拟
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作者 吴锡合 孙青峰 +2 位作者 石朝东 吕炜 刘清秉 《管道保护》 2026年第2期24-32,51,共10页
在膨胀土分布地区,输油管道受膨胀土边坡降雨软化滑动与湿胀耦合作用影响,可引发管道变形破裂,造成油气泄漏与爆炸等严重事故。本研究以南宁盆地某输油管道膨胀土边坡为例,通过室内干湿循环模拟试验,分析其强度劣化与膨胀变形特征。基... 在膨胀土分布地区,输油管道受膨胀土边坡降雨软化滑动与湿胀耦合作用影响,可引发管道变形破裂,造成油气泄漏与爆炸等严重事故。本研究以南宁盆地某输油管道膨胀土边坡为例,通过室内干湿循环模拟试验,分析其强度劣化与膨胀变形特征。基于现场勘察与试验参数,建立边坡数值模型,引入湿胀本构模型,采用有限元流固耦合计算方法开展边坡变形破坏过程模拟计算。试验和数值模拟结果表明:研究区膨胀土强度随干湿循环次数增加而显著降低,黏聚力和内摩擦角降幅分别为59.73%和30.92%。在多轮降雨过程中,边坡膨胀土有效应力随含水率上升而持续下降,其强度随干湿循环而逐级降低,最终在第5次降雨后发生滑动破坏。位于滑坡前缘的输油管道受边坡软化滑动与吸湿膨胀综合影响,其后侧土压力随时间变化呈现出缓慢增大、加速增大与趋于平缓3个阶段,通过土压力变化侧面揭示了膨胀土边坡滑动与湿胀耦合作用造成输油管道初始受力、应力累积与最终破坏的渐进过程。管道临近破坏时其后侧土压力增长与位移出现显著解耦现象,即土压力增速放缓而位移急剧增大。上述现象和机制可为膨胀土边坡输油管道变形破坏预测模型与预警阈值建立提供科学参考依据。 展开更多
关键词 膨胀土 滑坡 输油管道 强度劣化 湿胀模型
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管输油库与输油站安全生产特征分析及同防共管对策
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作者 王子文 王文明 《石油库与加油站》 2026年第1期7-10,I0005,I0006,共6页
针对管输油库与输油站在同一作业区域内因投资、经营和管理主体不同而形成的安全生产管理问题,分析了管输油库与输油站在安全生产上的基本特征,包括生产场所共用性、工艺管道连通性、关键任务联动性、主要危险同源性、火灾爆炸互危性、... 针对管输油库与输油站在同一作业区域内因投资、经营和管理主体不同而形成的安全生产管理问题,分析了管输油库与输油站在安全生产上的基本特征,包括生产场所共用性、工艺管道连通性、关键任务联动性、主要危险同源性、火灾爆炸互危性、安全共管法定性等,提出了管输油库与输油站安全生产同防共管签订安全生产管理协议、统筹事故应急预案编制、共同组织应急预案演练等对策,给管输油库与输油站安全生产带来借鉴。 展开更多
关键词 管输油库 输油站 安全生产 风险特征 同防共管
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