中亚天然气C线管道SPS仿真模拟

中亚天然气C线管道属于典型的输送压力高、流量大、管道跨度大、压气站数目多、输送工艺复杂的输气管道。为研究中亚天然气C线管道正常工况和事故工况下水热力参数的变化规律以及各种事故下管道的自救时间,采用SPS软件建立了中亚天然气C线管道仿真模型。模拟了正常工况下管道全线压力和温度参数,模拟结果与实际运行数据最大相对误差分别为1.90%和12.24%,验证了模型的可靠性;在此基础上分析了环境温度和管道粗糙度变化对全线输气效率的影响规律,确定了各种事故工况下管道最长的自救时间,可为中亚天然气长输管道运行管理提供参考。     

调节阀在模拟长距离管道工况中的应用

分析了长距离管道水力特性和调节阀的工作流量特性,提出了以短管道和调节阀配合使用模拟长距离管道运行工况的原理控制方法,即通过对比调节阀两端的理论压差和实际压差,确定阀门开度,再通过控制和执行机构调节阀门开度,得到模拟流量,进而实现短管道加调节阀模拟长距离管道工况。该方式用于管道运行与管理人员的培训,可提高训练水平,降低训练成本。     

数值解法模拟长输管道末端储气规律

采用了克兰克-尼科尔森(Crank-Nicolson)格式对天然气长输管道不稳定流动的数学模型进行了数值求解.考虑城市用气变化规律,对长输管道末端储气问题进行了研究,并通过实例对研究结果进行了分析.天然气在长输管道中的流动是不稳定流,因而不能按照天然气在低压、小流量、短距离输送工况下稳定流的方法进行分析、研究.     

并行天然气管网跨接模式对比

西气东输一线、二线、三线已基本建成投产,未来有可能增设与西气东输二线、三线管道并行敷设的输气管道。在并行敷设的管道间建设跨接管道,使管道之间互联互通,可提高系统可靠性,但同时也会由于建设跨接管道所增加的焊点导致泄漏频率增加。为了分析不同并行管道跨接阀室设置方案对发生断管事故管网的影响,得到跨接设置的最优方案,利用SPS软件建立带有跨接管的输气管道数学模型,对并行管道断管事故工况进行模拟与分析。结果表明:设置双管跨接的管道系统供气可靠性明显高于单管跨接,且两座压气站间设置一座跨接阀室的方案性价比最高。建议站间的中间阀室设置跨接,采用阀前、阀后均设跨接管的设计方案,该方案经济合理,可以有效提高管道事故应急调配能力。(图7,表8,参24)     

装配型输油管道辅助训练装置性能仿真

针对装配型输油管道辅助训练装置能否定量模拟长距离输油管道的问题,介绍了辅助训练装置泄漏工况模拟原理并建立了仿真模型,采用专为装配型输油管道开发的管道系统仿真软件,对真实管道和辅助训练装置模拟研究泄漏孔面积为11.82 cm2(23.5%)、33.5 cm2(66.6%)和50.27 cm2(100%)3种工况下管道参数的变化情况,并进行对比分析,结果表明:辅助训练装置能够定量模拟泵站出口压力的变化和管道泄漏后的流量变化,真实管道和辅助训练装置在不同泄漏工况下管道参数的变化大体一致。基于上述,利用辅助训练装置定量模拟真实管道发生泄漏后的水力状态变化是可行的。     

场站流量调节阀的技术改造实践

在天然气长输管道分输站调压计量支线中增加流量调节阀,利用流量调节阀进行流量控制,可以有效满足实现气量调配、保护相关工艺设备、抑制喘流等工艺需求,并能缓解峰谷差对分输站的压力.但在下游用户用气量无法满足持续稳定流量(峰谷差较大的工况)条件下,只有配备可更换阀芯的流量调节阀,在供气过程中根据在装孔板孔径配备相应的阀芯,才能真正发挥流量控制作用,该做法在实践中取得了良好的流量调节效果.阐述了流量调节阀的技术改造过程.     

英牙凝析油外输管道输送工艺

根据英牙外输管道油品的性质和管道外输现状,运用PIPEPHASE软件分析管道的最大输量和最小输量.通过软件模拟正常输量下管道的沿程温降和压降,并与实际运行数据进行比对分析,判断软件模拟数据的可靠性,并进一步模拟管道沿线最冷工况下的沿程温降和压降.通过凝析油析蜡过程分析,结合管道实际运行的相关参数研究管道正反输、清管、中间加热站运行及冬季加降凝剂等技术,确定管道的最佳运行方式,确保外输管道冬季安全运行.     

调节球阀流量特性及口径计算

对于密闭输送的长输管道，调节阀的选型和口径计算合理与否，直接关系到调节品质的优劣和水击控制的效果。分析了长输管道调节阀的工作流量特性以及球阀类型，结合输油工艺提出了计算方法，并进行了实例说明。对长输管道调节阀的选型和计算具有指导意义。     

油气长输管道并行敷设间距设计

对比分析了国内外油气管道设计规范对并行管道敷设间距的相关规定,介绍了中亚天然气管道以及西部原油、成品油管道和西气东输管道关于并行管道的设计间距和施工维修间距的实际情况,从设计角度分析了油气长输管道并行敷设间距的确定原则.     

天然气长输管道爆管时线路截断阀关断压降速率的选取

针对国内天然气长输管道工程线路截断阀压降速率设定值主要借鉴国内外的经验值,缺乏针对性且存在较大误差的问题,利用SPS软件建立了天然气长输管道模型,对管道爆管这一典型泄漏工况进行案例仿真模拟,定性和定量分析管道内压力波的变化及传动规律,分析线路截断阀关断压降速率设定值的选取依据和注意事项。模拟结果表明:需要了解并收集管道运行中各种需关断的事故工况,然后选取恰当的泄漏点一一进行分析,最终得出较为合理的截断阀关断压降速率参考阈值。     

无人机技术在油气管道巡护中的应用

中国长输油气管道具有运行里程长、分布范围广、沿线环境复杂等特点,提高管道安全管理水平,尤其是有效的线路巡护,对于减少管道安全事故、降低管道安全风险、保障管道平稳安全运行具有重要意义。受油气管道沿线地理条件限制和自然环境影响,传统的人工巡护方式表现出一定的局限性,制约了巡护质量和效率。为了解决该问题,研究利用无人机技术对油气管道进行巡护的方法,并结合油气管道企业实际情况开展了可行性验证。结果表明:无人机巡护技术可以有效地弥补人工巡护方式的不足,同时降低巡护成本,提高巡护效率,能够促进油气管道企业现代化管理水平的提升,是未来管道巡护发展的重点方向。     

基于反问题理论的油库管道阀门控制方案

目前,油库管道阀门进行现场操作时大多结合工程经验与SCADA数据进行试探性调节,具有一定的盲目性,阀门调节时间长、风险大。为了制定压头约束下油库管道复杂水力系统中阀门的调节方案,根据油库管道系统的通用物理模型,结合水力瞬变相关理论,建立阀门调节过程的数学模型,并根据实际工况,确定对应的定解条件。结合有限差分法和空间特征线法,针对存在变径点、泵、阀等元件的复杂油库发油管路系统,基于反问题相关理论,求解压头约束下以调节时间最短为目标的阀门控制方案,从而为复杂水力系统中阀门的控制优化提供借鉴。(图6,表3,参20)     

CFRP修复城市燃气管道焊缝缺陷的可行性

焊缝缺陷是城市燃气管道一种常见的缺陷类型,严重降低管道的承压能力,进而影响管道的安全运行.管道缺陷CFRP修复技术作为一种新型免焊管体修复技术,具有施工方法简单、无需动火、修复效果优异等特点.分析了CFRP修复城市燃气管道焊缝缺陷的可行性:依据力学理论计算结果,要抵抗焊缝完全开裂时管道断裂产生的轴向剪切力,焊缝的CFRP的单边铺设长度不小于287 mm;全尺寸爆破试验、压力波动试验以及模拟管道带压弯曲应力试验结果表明,修复后的管道可完全恢复承压能力,并具有优异的耐压力波动性能和抗弯曲应力性能.应用研究表明,CFRP修复技术存在局限性,无法修复缺陷程度超过80％及泄漏型的管道缺陷.     

天然气管道清管作业风险分析及应对措施

天然气长输管道需要定期清管,以保证管道安全平稳运行。由于天然气自身易燃易爆的性质以及天然气管道运行压力较高等原因,清管作业存在许多风险。基于国内长距离输气管道的清管作业经验,概述了天然气管道清管过程中可能存在的各种风险,包括清管器卡堵和窜气、盲板操作风险、阀门泄漏、硫化物自燃、天然气爆炸、环境污染等,针对各种风险提出了应对措施。为确保清管作业安全,需要收发球现场各工作小组、沿线阀室、各监听点积极配合。     

MacCormack算法在长输管道瞬变流动仿真中的应用

为了提高长输管道仿真精度和速率,基于MacCormack格式基本原理和流动方程建立了长输液体管道水力瞬变流动仿真模型。以某管道为例,分别采用该仿真算法和特征线法模拟了阀门关闭和流量增加引起的瞬变流动,并探讨了MacCormack格式中不同边界条件处理方法及Courant常数值对模拟结果的影响。结果表明:MacCormack格式可用于精确仿真长输管道瞬变流动过程,采用特征线法求解预估层边界参数后,其振荡幅度、收敛速度均优于特征线仿真方法;同时,采用特征线法处理MacCormack格式边界条件较线性外插法更易收敛。研究成果可为长输管道瞬变流动仿真提供参考。     

长输天然气管道的安全问题及其对策

针对长输天然气管道的特点，介绍了不同的站场和管道发生故障和事故的情况、概率及可能对输气系统造成的影响。列举了国内输气管道近年来发生的典型事故和加拿大的几个典型管道事故案例，通过事故原因分析，并针对我国天然气管道的实际状况，提出了在设计、施工及运行阶段降低故障和事故发生的对策及建议。     

Study on the Technology of Supplying Water Safely by Long-Distance Pipeline

The extensively built long-distance water transmission pipelines have become the main water sources for urban areas. To ensure the reliability and safety of the water supply, from the viewpoint of overall management, it would be necessary to establish a system of information management for the pipeline. The monitoring, calculating and analyzing functions of the system serve to give controlling instructions and safe operating rules to the automatic equipment and technician, making sure the resistance coefficient distribution along the pipeline is reasonable; the hydraulic state transition is smooth when operating conditions change or water supply accidents occur, avoiding the damage of water hammer. This paper covered the composition structures of the information management system of long-distance water transmission pipelines and the functions of the subsystems, and finally elaborated on the approaches and steps of building a mathematics model for the analysis of dynamic hydraulic status.     

压控式清管器的设计与应用

长输天然气管道长期未进行清管作业,在首次进行清管作业时易出现清管器卡堵等问题.为降低清管器发生卡堵的概率,同时满足管道高速、大流量输送的要求,提出压控式清管器的设计方案.压控式清管器前端安装压控爆破片和压控弹性阀泄流装置,确保当清管器发生卡堵时,在压差的作用下,爆破片能自行爆破,同时压控弹性阀自动开启起到泄流作用.该压控式清管器在中国石化济南-青岛天然气管道济南-临淄段成功地进行了清管作业,在提高管道输送效率、降低管道事故发生率等方面均发挥了重要作用.     

陕京管道榆林压气站装机运行模式比较

压缩机组作为天然气输送的动力设备,是输气管道的心脏,输气管道运行的安全性和经济性很大程度上取决于压缩机组的可靠性和性能。燃气轮机驱动离心式压缩机和变频电机驱动离心式压缩机作为目前常用的长输管道驱动机型,被越来越多地应用于压气站生产实践中。结合榆林压气站的实际运行情况,通过对两类机组的可靠性、运行效率等性能进行比较,分析了燃机驱动机组和电机驱动机组在管道应用中的优缺点和适用性。通过组网联合控制配置方式弥补了双方的劣势,在发挥更高效率的同时,对输气管道安全、高效运行起着重要作用,对长输管道优化压缩机运行管理有一定的借鉴意义。（图2,表4,参8）     

基于完整性数据库的管道应急信息化技术

将信息化技术应用于长输管道的应急抢险工作,是一个全新的课题,既可以提高应急反应效率,又可以有效节省人力、物力,指出抢险的重点方向。阐述了管道地质灾害气象预警、管道泄漏模拟分析、管道应急三维分析、管道应急专题图、PIS管道应急数据支持系统等信息化技术方法和原理,给出了实际应用案例,包括兰成渝管道地质灾害气象预警、秦皇岛装船线原油泄漏入海模拟、温泉水库溃坝对涩宁兰管道危险性影响三维分析、唐家山堰塞湖溃坝对兰成渝管道影响三维分析,表明了信息化技术在管道应急抢险中的重要作用。最后,对管道应急信息化技术的未来发展趋势进行了探讨。