LNG冷能利用技术的最新进展北大核心

随着清洁能源在能源消费结构中比例的增加,我国LNG消费量快速增长,因此LNG冷能利用已经成为当前研究热点之一。综述了国内外LNG冷能利用概况,对其用于空气分离、轻烃分离、低温发电、海水淡化、二氧化碳捕集、废旧橡胶低温粉碎、制冷等技术发展现状进行了分析,结果表明:国外在LNG冷能用于低温发电、低温冷库及空气液化等工业化应用方面较为成熟,国内对LNG冷能利用开展了广泛而深入的理论和实验研究,但实际工程应用尚需进一步加强。由此指出:目前我国LNG冷能利用迫切需要将国外成熟的工程应用经验与国内丰富的理论及实验研究成果相结合,为我国LNG冷能利用政策的制定和LNG冷能利用产业的健康持续发展提供参考。     

直流式气液旋流分离器高效数值求解算法北大核心

为了克服直流式气液旋流分离器数值计算过程中收敛速度较慢、健壮性较差的问题,急需引入高效稳定的数值求解算法。首先建立了直流式气液旋流分离器的物理数学模型,然后分别采用SIMPLE、SIMPLEC和IDEAL 3种压力速度耦合算法对旋流器进行数值求解,比较了3种算法的计算效率和健壮性。数值计算结果表明:在不同网格数量、入口速度和湍流模型下,IDEAL算法的收敛性和健壮性均优于传统的SIMPLE和SIMPLEC算法,因此建议在旋流器数值计算中采用高效稳定的IDEAL算法。研究结果为后续旋流器内气液两相复杂流动特性的研究及分离性能的预测奠定了基础。     

原油管道YOYO系统流动安全性

原油管道因故停输时,在非事故站间采用YOYO系统可以使原油在站间往返流动,避免凝管事故发生。YOYO系统由分别设置在两个相邻泵站的储罐和螺杆泵组成,其运行过程与正反输工艺相似,但两者使用目的不同。详细说明了YOYO系统的工作流程,建立了其运行过程的传热数学模型,讨论了正反向输送时的初始条件和高程差。基于算例管段,计算讨论了YOYO系统运行过程中的温降规律,分析了采用YOYO系统后管输原油的流动安全性,结果表明：该方法对于事故停输管道是一种潜在可行的安全措施。     

热油管道间歇输送热力水力特性

间歇输送作为原油管道低输量运行的应对措施之一,其热力水力特性较复杂。建立了热油管道间歇输送的流动与传热物理数学模型,并进行数值求解。基于数值模拟结果分析了管道的热力水力特性,结果表明:管道进站油温和站间摩阻均呈现周期性变化规律。输停比和周期运行时间是影响间歇输送管道热力特性的重要参数,输停比相同时,周期运行时间越长,温度波动幅度越大;输送时间相同时,输停比越大,温度波动幅度越小,输送阶段进站油温可恢复的最高温度越高。实际算例表明:在输停比相同、输送时间2～6d的间歇输送方案下,各站最低进站油温的差值在1℃以内。     

含蜡原油双结构参数模型参数回归的稳定性

含蜡原油双结构参数模型参数回归存在不稳定性,基于触变性参数分组逐步确定法,采用最小二乘原理建立了触变性参数的回归模型。引入稳定性较好的自适应差分进化算法优化回归模型,并针对研究问题的特殊性,对该算法的初始化操作加以改进。在改进的自适应差分进化算法下,待回归触变性参数的回归结果存在随机跳动现象。通过分析回归结果,提出阶跃剪切率实验与恒剪切率实验相结合的触变性测定实验方法,有效解决了双结构参数模型参数回归结果的不稳定问题。     

含蜡原油管道停输再启动数值模拟触变流体的简化方法

在含蜡原油管道停输再启动过程的数值模拟中,对触变段采用何种处理方式,极大地影响着程序的运行速度。提出了一种处理原油触变性的简化算法,通过该算法模拟含蜡原油停输再启动过程,计算时间大幅度减少。     

海底管道油水两相混合输送的数值模拟

建立了海底管道油水两相混合输送的数学模型,采用非结构化网格、有限容积法和均质流模型对海底管道的水力热力问题进行了研究,计算结果与某上岸管道运行数据吻合良好,说明该数值模拟方法是研究油水两相混输问题的一种有效方法.     

油气两相混输管道流型的判别方法

对Baker、Brill、Beggs-Brill、Taitel、段塞特征分析(SCA)等流型判别方法进行了分析,提出了一种综合使用SCA、Taitel和Brill三种方法的流型判别方法--S-T-B法.经算例验证,该方法对气液两相混输的流型判断准确无误,可以作为油气混输工艺计算过程中确定流型的方法.     

原油管道差温顺序输送水力-热力耦合计算模型

原油差温顺序输送是指顺序输送具有不同流动特性的原油时,根据安全与节能的需要,调整油品加热温度以节约能耗的一种管输技术.建立了埋地原油管道差温顺序输送的数学模型,提出了移位网格下的虚拟边界条件法.编制了较为严格的非稳态水力-热力耦合计算程序,可用于管道设计与运行阶段出站温度、流量和压力随时调整,以及地温、原油物性和土壤物性发生变化的条件下,任意油品种类数与油品排列次序,任意批次数与批次量的工艺计算.利用新大管道原油差温顺序输送现场测试数据对模型进行了验证,结果表明各批次原油进站温度实测值与计算值的平均偏差较小,最大为1.4℃.     

海洋柔性复合管气体渗透及冷凝研究进展

海洋柔性复合管具有可设计性强、经济性好、动力特性优良等特点,尤其适用于深水油气藏的开发。基于柔性复合管较为特殊的多层复合结构,综述了目前国内外关于其气体渗透及冷凝相关的研究成果,着重对安全隐患、传热传质机制、预测模型、环空冷凝及气液迁移、腐蚀失效等方面进行了评述。针对现有成果应用于深水条件下渗透速率预测存在精度不高、环空冷凝液形态尚不明确等问题,指出今后应着重开展3个方面的研究:(1)"流-固-质-海水"多场热质耦合的气体渗透冷凝模型;(2)环空局部水蒸气滴状冷凝过程、分布特征及金属构件"腐蚀-疲劳"耦合行为预测;(3)环空气体监测、调控系统优化及可靠性评价。(图4,参35)