有机液体储氢研究进展及管道运输的思考

有机液体储氢技术将氢以化合物形式加以存储,避免了物理储运氢能时所需高压、低温等苛刻条件,具有储氢密度高、安全性好、成本低等优势,在氢能储存与运输领域受到广泛关注。为此,从储氢载体选择、“氢油”脱氢机理两方面评述了有机液体储氢技术的研究进展,而后论述了“氢油”管道运输的可行性及其国内外发展现状,最后从H2的物质危险性、“氢油”对管壁的腐蚀性、“氢油”泄漏危害3个方面分析了有机液体储氢管道运输的安全性,并对未来有机液体储氢技术的发展,尤其是采用管道输送“氢油”需解决的关键问题进行展望,以期为实现氢能产业规模化发展提供参考。（图2,表5,参78）     

新形势下安徽省高校专利转化现状及对策建议

科技成果转化是实施创新驱动发展战略的主要途径,是科技和经济发展的重要衔接纽带.高校作为国家科技创新体系的重要组成部分,而专利又是高校科技成果最重要表现形式,其转化水平推动地区产学研合作、拉动地区经济增长.增强高校专利转化意识、加强高校专利运营能力以及完善专利转化体制更有效促进安徽省创新驱动发展.     

基于CFD模拟的输气管道阀门流噪声仿真

将输气管道中的气体流经阀门时的流场在CFD (Computational Fluid Dynamics)软件中进行三维仿真模拟,建立了输气管道阀门流噪声的产生模型.对气体流经阀门的流场进行稳态模拟和瞬态模拟,结果表明:湍流中的流体脉动(如压力、速度脉动)是流体流噪声产生的根本原因.将模拟仿真得到的阀门流场分布通过Lighthill波动方程转换得到偶极子声源,从而对阀门管段进行流体噪声分析,得到阀门流噪声产生、传播、衰减规律.通过试验对仿真模拟得到的阀门声场进行验证,表明了利用Fluent软件对气体流经阀门的流场和声场进行模拟仿真的可行性.研究成果可为输气管道音波法泄漏检测提供技术支持,为输气管道阀门噪声控制方法的制定提供理论依据.     

纯氢/掺氢天然气管道的减压与调压

【目的】调压系统作为连接长输管道与城镇燃气管网的关键环节之一,在实现“氢进万家”中发挥着重要作用,然而氢气与天然气的物性差异会影响调压的工艺控制效果。【方法】采用纯氢/掺氢天然气减压调压实验与调压动态模拟相结合的方式,以稳压精度、响应时间、适用度函数作为判定减压调压系统稳压效果的依据,对掺氢比、流量波动周期、下游流量变化幅度、管输压力及PID参数进行了敏感性分析。【结果】(1)系统波动越频繁、气体流速越大,导致系统受到扰动后波动幅度越大,减压调压系统越不易实现稳压,需对管输纯氢或者掺氢天然气的高流速运动进行限制。(2)调压系统流量有正弦变化的波动,以稳压精度±1.5%为要求,开展减压调压实验时,PID比例参数、积分参数设定在1～2范围时,可基本实现纯氢/掺氢天然气在城镇燃气管道压力范围内的调压。(3)当管输气体流速相同时,纯氢的瞬时波动较天然气更为明显,控制系统的响应时间、适应度函数均随掺氢比的增大而逐渐增加;纯氢的压力瞬时波动可达到纯甲烷的1.15倍,控制系统的响应时间、适应度函数也分别增大为纯甲烷的1.13倍、2.68倍,当氢气与甲烷为相同比例参数、积分参数时,含氢气体更难实现稳压...     

输油气管道结构振动声辐射仿真分析

针对输油气管道中流体与结构之间的耦合作用引发的管道疲劳破坏和辐射噪声问题,采用有限元法进行流固耦合振动特性分析,得到固有振动频率和振动模态,分析流固耦合作用对输油气管道固有振动频率的影响;采用ANSYS软件进行谐响应分析,得到简谐激励作用下管道振动的位移、速度和加速度等参数;将谐响应分析得到的位移数据导入声学软件LMS Virtual.Lab,基于间接边界元法模拟得到管道振动的辐射声场,从而建立管道振动声辐射模型。研究结果表明:径厚比、是否考虑流固耦合作用以及管道形态均对管道的固有频率有不同程度的影响;不同径厚比管道的壁厚越小,辐射声压越大。输油气管道结构振动声辐射仿真分析可为管道辐射噪声控制和管道结构优化提供借鉴。     

输气站场自用气系统优化设计

输气管道站场自用气系统多采用两级调压的模式,以实现将气体压力由干线压力调至几千帕至几百千帕的调压要求。针对该模式工艺流程复杂、设备多、投资大的缺点,以及不能适应中小型管道需求的问题,对原有自用气系统进行优化,结合自用气用量小的特点,利用管道的储气功能,为用户提供一个低压、稳定的气源,代替了调压阀的工作,从而简化了原设计中的三阀组结构。使用HYSYS软件对优化方案的节流温降进行计算,用缠绕电伴热带的方案代替了原设计中的电加热器。对优化方案中电动阀门的动作频率进行了计算,证明其动作频率远远低于原方案中调压阀的动作频率,减少了阀门磨损的可能,去掉了原设计中的过滤设备。研究结果可为输气站场自用气系统设计提供指导。     

长距离输油管道泄漏监测技术研究进展

管道和管网是运输石油最安全高效的方式,泄漏监测是管道完整性管理至关重要的一环,对于实现碳中和、减轻能源负担、保障人民的生命财产安全意义重大。目前输油管道泄漏监测方法繁多且缺乏完整的评价体系,为实现更加实时、准确的输油管道泄漏监测,根据泄漏信号的获取和处理方式不同将输油管道泄漏监测技术分成硬件和软件两种类型,详细论述了各类监测技术的原理、优缺点及最新研究进展。根据各类输油管道泄漏监测方法的技术特点和指标,结合国内外现行技术标准及规范,建立了泄漏监测技术评价指标体系,形成了定性、定量评价表,提出了方法优选流程。总结并预测了未来输油管道泄漏监测软硬件多元融合、数据采集处理高效化、分析诊断智能化、信息系统集成化的发展趋势。（图4,表4,参98）     

氢能产业链及储运技术研究现状与发展趋势

在积极应对全球气候变化、加快绿色低碳发展的大背景下,氢能作为能源载体和潜在燃料而备受关注,其与化石燃料不同,可以真正实现碳中和。围绕氢能输送与应用,分析氢能全产业链：制备、储存、输送、加注以及终端应用一系列工艺的研究现状,梳理氢能输送及应用涉及的关键技术问题,明确未来发展趋势并提出建议。分析表明：国内外针对氢能应用相关技术的研究已取得一定进展,但受限于技术成本及安全性等瓶颈因素,氢能暂未得到大规模应用。未来,应针对氢能产业链关键环节开展核心技术攻关,加速氢能产业发展,实现经济、安全、高效的氢能供给。（图8,表5,参97）     

掺氢天然气管道典型管线钢氢脆行为

目前，在氢能储运技术中，利用现有天然气管网以掺氢天然气的形式输送氢气最为经济，掺氢天然气输送技术受到国内外研究机构的广泛关注。然而，管线钢在输氢过程中因氢与基体接触，可能发生氢脆现象，导致其力学性能发生劣化，威胁管道的安全运行。以天然气管道典型用钢X52、X80钢为研究对象，通过高压气相氢环境下的原位拉伸实验和断口形貌分析研究其在实际掺氢工况下的力学性能变化规律，分析氢分压对材料屈服强度、抗拉强度、断面收缩率及氢脆指数的影响。结果表明：掺氢天然气随氢分压增大，X52、X80钢的塑性逐渐下降，氢脆程度加剧；与X80钢相比，X52钢更适用于掺氢天然气输送。研究成果可为未来掺氢天然气管道的设计选材与安全运行提供参考。（图14，表1，参63）