提高我国高强度输气管道设计系数研究

在保证管道安全性的前提下,提高管道设计系数可以减小壁厚,节约管材,提高经济效益.分别从管道外腐蚀、第三方破坏、制管技术、焊接性能及检测技术几个方面探讨了提高我国高强度输气管道设计系数可行性的问题.     

建筑物占压作用下输气管道的安全可靠性评估

城市建筑物对管道的占压较普遍,易导致地基下沉、管道变形,并可能诱发油气介质泄漏,甚至引发爆炸事故。在此,建立了基于应力-强度干涉的管道可靠性模型,在结构可靠度理论基础上,分析了建筑物占压作用下占压附加应力、管道危险截面的最大折算应力以及管材屈服强度3个随机参数的分布情况;为达到当量正态化,依据经典的JC算法,处理非正态分布变量,基于结构线性功能函数,设定未知量的迭代初始值,以提高算法的收敛速度及精度;建立了基于M-JC算法的框架结构建筑物和砖混结构建筑物两类现场占压作用下的输气管道可靠性模型,并结合Matlab软件实现M-JC算法改进,对占压管段的可靠性进行分析。结果表明：框架结构建筑物占压管段与砖混结构建筑物占压管段的可靠度分别为0.985 2和0.999 8,可见地面覆土荷载对完好管道的影响不大;M-JC算法与JC算法的结果误差很小,相对误差在1%以内。研究结果适用于分析建筑物占压管道的可靠性,对管道安全运行、城市建设规划具有参考意义。（图9,表2,参23）     

基于RS-BP神经网络的增压站能效评价及预测

增压站是气田集输系统的重要组成部分,对增压站开展能效评价及预测对于提高集输系统运行效率具有重要的现实意义。以某气田集输系统25座增压站为例,基于粗糙集(Rough Set,RS)理论和BP神经网络的优点,建立了RS-BP神经网络模型,选取8个评价指标,采用粗糙集属性约简原理对数据进行预处理,实现了20座(1~#～20~#)增压站的综合评价。为了验证评价结果的准确性,采用MATLAB软件对该气田集输系统21~#～25~#增压站进行4次能效预测,并与无约简时的预测结果进行对比。结果表明:与单纯的BP神经网络模型相比,RS-BP神经网络模型的训练时间更短、误差更小,具备良好的实际应用价值。     

考虑失效相关性的管道腐蚀故障树新算法

为了预测管道腐蚀失效的发生及合理控制管道腐蚀,对油气管道腐蚀危害因素进行分析,建立其失效故障树。考虑到基本事件失效概率的准确性对故障树计算重要性的影响,引入D-S证据理论和Atanassov直觉模糊基本理论,对基本事件模糊概率计算方法进行改进。为提高故障树最小割集及顶事件失效概率的计算精度,建立基于修正的哈马邱尔积算子的最小割集基本事件并联系统失效概率分析模型,提出利用考虑基本事件的属性和分类的排序组合方法,求解多基本事件组合失效概率。研究结果表明:该方法可大幅提高顶事件失效概率的计算精度,为油气管道腐蚀的有效防护提供理论依据。     

城市天然气管道泄漏燃爆灾害评价

针对天然气管道泄漏所产生的燃烧或爆炸对运营单位造成的危害和损失,建立了评价泄漏事故后果新模型,列出了计算天然气泄漏量的小孔泄漏模型和管道断裂模型,提出了天然气泄漏的三种后果影响模型,应用高斯扩散模型模拟了气体泄漏可燃浓度的分布范围,给出了火灾热辐射危害半径的计算公式,参考传统的TNT当量法,建立了一种新的TNT当量系数法,计算爆炸冲击波的破坏作用。所建立的输气管道泄漏事故评价模型有利于在事故抢险救援过程中划定安全距离,确定危险区域半径,将事故引发的火灾或爆炸危害降到最低。