水击分析在机场供油系统中的应用

分析了管道中水击产生的原因及危害,通过对管网水击的一维数值进行分析,采用管段非统一时步法对重庆机场供油系统的管道水击压力分布进行分析计算,找出了影响水击压力分布和水击压力强度的主要因素.提出了水击的抑制措施,确保了供油正常压力和水击的叠加值不会超过规定值从而影响系统工艺设备的安全使用.     

基于牛顿迭代法的复杂机坪管网水力计算北大核心

机坪管网具有结构复杂、作业切换频繁、流动情况波动剧烈等特点,对机坪管网的水力仿真研究难度较大。为了更好地将机坪管网结构的特殊性与管网水力计算理论结合,将管网简化后细分为3个部分进行编程计算,其中核心的环状管段采用基于压力的牛顿迭代法计算。为验证模型准确性,选取特定工况,将计算结果与PipePhase模拟结果进行对比并校核,发现计算结果在合理的误差范围内。详细阐述了管内流体流动方向自适应性、加油单信息与途泄流量建立合理联系,以及加油栓压力分布情况等问题的解决方法。结果表明:结合机坪管网特殊性的基于压力的牛顿迭代法具有较好的迭代收敛性与准确性,适用于机坪供油管网的水力计算。     

混氢天然气在终端管网中应用的研究进展

氢能是碳中和目标下新能源重要发展方向之一。中国对于天然气长输管道混氢输送的适应性研究较多，但在终端管网中应用尚缺乏全面系统的分析。调研了国内外混氢天然气在终端应用的互换性、设备材料适配性、安全性等方面的研究现状，结果表明：混氢天然气对民用燃具、终端管道材料有较好的适配性，但面向终端用户使用还需要在互换性、介质分层、泄漏检测、加臭、计量等方面进一步开展研究。根据终端管网特点及供气需求，提出相关建议：(1)结合具体天然气组分、燃具工况，对混氢天然气进行互换性分析；(2)提高输送压力，消除高层建筑物立管附加压力的影响，并开展极限工况下介质分层研究；(3)对连接件密封性能进行全面分析，结合氢气泄漏扩散特性，优化泄漏检测设备及加臭剂的布置；(4)亟待建立终端混氢天然气计量标准体系；(5)加快终端管网氢气分离装置及技术的适应性调整。研究结果可为混氢天然气在终端管网中的应用及氢能产业链的发展提供参考。（参70）     

分枝定界法与内点法耦合的含环路输气管网运行优化

含环路输气管网的运行方案优化问题的求解难度远大于枝状管网。在已知含环路输气管网拓扑结构、基础参数、天然气输入点和输出点的流量、压缩机组的配置及特性曲线等参数的前提下，以环路上的管段流量、压气站开机台数、压气站出站压力等参数为决策变量，以单位时间内管网运行能耗最低为目标函数，综合考虑管段水力热力特性、管网节点流量平衡及节点压力允许变化范围、压缩机运行特性及允许运行范围等约束条件，建立含环路输气管网稳态运行方案优化的非线性混合整数规划模型，采用分枝定界法与原始对偶内点法耦合的算法求解该模型。以XQDS管网为例应用TGNET软件对管网优化运行方案进行了稳态仿真，验证该模型与算法的有效性。该优化模型与算法适用于任意拓扑结构的输气管网，可为大型复杂输气管网的集中调度提供新的思路。（图5，表7，参20）     

基于仿真技术的机坪管网微泄漏检测系统

基于模拟仿真技术的机坪管网微泄漏检测系统,通过建立模拟仿真模型,以压力和温度变化为输入,计算机坪管网泄漏率,判断是否发生微小泄漏.给出了管道温度压力噪声抑制、管道数据校准及管道泄漏率计算方法.基于实际运行环境,对机坪管网微泄漏模型进行测试.结果表明:该技术可在50 min内检测到泄漏率为0.04 L/(h·m3)的微小泄漏,检测速度、灵敏度和可靠性均达到国际同类产品的先进水平.     

网前水塔树状管网系统优化设计研究

根据用水流量的变化，在考虑加压泵站分级供水的基础上，针对网前水塔树状管网系统各组成部分的压力和流量关系，以管网系统年费用最小为目标函数，建立了这一类型管网系统优化设计的线性规划模型。应用所建立的优化设计模型，在保证管网系统各节点所需流量和压力条件下，可确定输水管段和配水管段尺寸、水塔高度和泵站扬程的最优值，获得网前水塔树状管网系统的优化设计方案。     

网前水塔树状管网系统优化设计研究

根据用水流量的变化,在考虑加压泵站分级供水的基础上,针对网前水塔树状管网系统各组成部分的压力和流量关系,以管网系统年费用最小为目标函数,建立了这一类型管网系统优化设计的线性规划模型.应用所建立的优化设计模型,在保证管网系统各节点所需流量和压力条件下,可确定输水管段和配水管段尺寸、水塔高度和泵站扬程的最优值,获得网前水塔树状管网系统的优化设计方案.     

基于模糊神经网络的成品油管网泄漏检测方法

针对现行管道泄漏检测系统仅分析单段管道,以致误报率高且存在漏报的问题,从成品油管网全局出发,建立泄漏检测方法,通过引入现场操作信息,实现了辨识压力异常原因的功能。以模糊神经网络作为主要分类方法,以工况调整和负压波出现的位置、时间和变化量等为模糊神经网络的输入,对其进行训练,从而识别负压波出现的原因,以此屏蔽工况调整对管道泄漏检测系统的影响。通过在华北成品油管网鲁皖一期管道的试验应用,验证了该方法的可行性。     

电液压脉冲技术在油田集输管网清垢中的应用

在油田集输管网清垢中，电泳压脉冲技术的应用是以电液压脉冲技术体外冲击波碎石的实践和先进的振荡脉冲射流喷嘴理论为基础，利用电液压脉冲清除管道内表面垢层。为产生电液压效应，需满足４个必要条件；（１）具有辅助间隙；（２）电流以幅值大；（３）电流升高陡度幅度大；（４）尾短。提出了液中放电产生压力波波前压力简化计算公式及电液压脉硒应用方案。     

基于声波法的管道泄漏检测技术研究进展

基于声波法的管道泄漏检测技术因其灵敏度高、定位精度高、可长期使用等优势近年来成为研究热点。阐述基于声波法的泄漏检测原理，采用文献计量学方法统计分析了2020—2021年该领域的文献类型、发文量及关键词，通过文献可视化分析软件VOSviewer进行关键词共现，分析得到该领域的热门研究方向及其热点技术，对其研究现状进行综述，并对未来发展趋势进行了展望。结果表明：基于声波法的管道泄漏检测技术领域的文章发文量呈逐年上升趋势，泄漏声波产生机理、声波传播与衰减特性、泄漏声波信号处理方法为该领域3个主要研究方向；其中泄漏声波信号处理方法众多且各有优缺点，次声波信号因其传播距离长、能量损失小等优点成为该方向的研究热点。未来应针对液体管道非满管情况泄漏检测、气液混相管道泄漏检测及两种工况对应的声波衰减模型构建开展攻关研究。（图4，表1，参57）     

压力分布在线仿真泄漏检测系统

榆济天然气管道目前面临管道泄漏及其次生灾害的威胁,需要一套完整的泄漏检测方案为管道系统安全生产提供保障。针对大型复杂天然气管道系统缺乏干线计量及沿线压力测点众多的特点,采用国内某公司自主研发的基于在线仿真的压力分布泄漏检测系统,通过对比分析在线仿真压力和实测压力偏差分布实现管道全线的实时泄漏检测,持续监测管道系统的运行状态,及时发现可能出现的微小泄漏并确定其位置。结果表明:该泄漏检测系统不仅可用于实现大型复杂天然气管道系统的泄漏检测,还能发现仪表故障、站场异常操作等异常事件,突破了管道系统分段泄漏检测的限制,并可以对天然气管道泄漏进行动态监测,定位泄漏点。     

大型油气管网系统可靠性若干问题探讨

初步探讨了我国现阶段大型复杂油气管网开展系统可靠性管理的目的、意义、对象和方法,提出了一套针对管网前期规划、设计施工、运行管理等阶段实施系统可靠性管理的可行方法论。首先,通过弓I入压力、流量、温度3个变量来表述管网系统在一定范围内的“工作条件”和“功能状态”,提出了可拓展极限状态下的系统可靠性函数计算方法;其次,针对管网油气输送安全和保障市场平稳供应两方面,构建了可靠性函数分布式阶梯计算模型,该模型能够实现系统可靠性统一定量分析和评价。（参9）     

山区大落差管道试压方案优化

山区大落差管道试压受试压介质静压差的影响,试压分段琐碎,导致出现大量现场连头,既影响试压效率,又存在管道泄漏风险。以兰成原油管道为例,从环向应力计算、低点应力水平确定、隧道群整体试压和局部壁厚调整等方面进行大落差管道试压方案优化,经优化,康县段管道试压从45段减少至24段,极大地提高了工作效率,减少了“黄金口”数量;分析了钢管订货和穿越公路河流段管道试压等环节的注意事项,以及试压连头和残留空气对试压的影响。     

管道系统完整性评估技术进展及应用对策

全面探讨了管道系统完整性评估技术，线路完整性评估技术体系主要包括基线评估、试压评价、缺陷适用性评价、复杂地段管道评估、管道运行安全评估、外腐蚀直接评估（ECDA）、内腐蚀直接评估（ICDA）、应力腐蚀直接评估（SCCDA）等技术；场站完整性评估技术体系主要包括站场静设备泄漏及可靠性评估、动设备状态监测与故障诊断评估，具体包括场站风险评估技术、场站腐蚀检测与防护评估、场站运行状态安全评估等。针对管道系统完整性评估技术，提出了不同评价方法的适用范围，线路完整性评估技术重点阐述了复杂地区地段完整性评估技术的进展和应用，如并行管道完整性评估与应用、应力腐蚀评估、地区等级升级安全性评估、高钢级大口径全尺寸管道气体爆破试验完整性评估等技术的进展和成果；场站完整性评估技术重点阐述了场站工艺管路综合检测、阀门磨损与寿命分析、压缩机故障监测与诊断等技术的进展和成果。综合分析了目前管道完整性评估领域面临的问题，提出了进一步深化的发展方向和管理措施。（图5，参21）     

城市天然气管道动态泄漏扩散特性模拟分析

对城市天然气管道泄漏的动态特性进行研究,可以更好地预测泄漏气体的扩散危害后果和影响范围。通过对城市天然气管道动态泄漏过程及状态分析,建立了管道泄漏计算模型。根据动态泄漏速率的变化特征,将格林函数应用到流体扩散微分方程中,得到动态扩散的合成模型。结合实际案例进行数学模拟分析,得到不同条件和不同状态下的城市天然气泄漏扩散规律和危险区域。结果表明：管道泄漏比、风速及大气稳定度对城市天然气管道泄漏扩散均有影响,提高风速或增大泄漏比均会加大天然气泄漏扩散浓度分布范围,但当风速大于3m／s时,天然气向下风方向扩散范围反而减小;喷射火危害范围随风速的增大而增大,蒸汽云爆炸危害范围则随风速的增大而减小;风速较小时,蒸汽云爆炸伤害范围大于喷射火伤害范围,而当管道泄漏比较大、风速也较大时,喷射火伤害范围大于蒸汽云爆炸伤害范围,应根据不同情况确定应急疏散距离。（图6,表1,参11）     

一种新型输气管道站场降噪装置

基于输气管道站场噪声污染严重的现状,分析了国内外油气管道降噪装置概况,根据天然气站场管道噪声产生的机理,研发了7种不同型号的新型降噪装置,其设计原理：在管道调压阀后增加挡板并在挡板后加装整流罩,调节调压阀处的速度流场分布,消除气体的湍流、涡流和激波,从而降低调压阀、汇管及弯管处的噪声。该装置结构主要包括消声段、整流段和连接法兰垫片,适用于管道上的阀门、汇管和管道变径等气动噪声产生部位,可通过法兰安装于管内,具有装卸方便、成本低、不受阀门型号限制等优点。在西气东输忠武管道武汉东站进行现场应用,结果表明：该装置可以将输油气管道噪声降低20-30dB,低于国家规定的噪声排放标准,保障了站场员工的身心健康。（图2,表1,参6）     

管道泄漏声发射信号的传播特性

对管道泄漏声发射信号进行传播特性研究,可以为工程上进行传感器布设和采集参数确定提供参考依据.介质类型、压力、流量与泄漏孔径对产生的泄漏声发射信号幅值影响较大,对泄漏声发射信号传播衰减规律无影响.泄漏介质为气体时,产生的声发射信号幅值较大;随着压力的增加,泄漏声发射信号幅值增大;随着泄漏孔径的增大,泄漏声发射信号幅值先变大后变小.应用FFT变换和小波包分解等理论方法,分析泄漏声发射信号在传播过程中经过法兰、阀门时的频率变化特征.研究结果表明：泄漏声发射信号经过法兰后,主要引起信号幅值衰减,衰减值为11～15 dB,而信号频率分布变化不大.泄漏声发射信号经过阀门后不仅信号幅值衰减27～35 dB,且信号的高频成分（187.5～312.5 kHz）也出现较大幅度的衰减.     

中国石油管道企业碳管理框架初探

“十二五”以来,中国石油的管道业务迎来历史性发展机遇,初步形成了横跨东西、纵贯南北、连通海外、覆盖全国、调度集中的油气供应网络。同时,根据集团公司的发展理念和发展战略,管道企业提出建设“绿色”管道、“安全、高效、低碳”运行管网的新要求。针对中国石油管道企业面临的各种低碳挑战和机遇,从低碳政策、标准、节能减排等方面,分析了建立企业碳管理的必要性,结合油气管道企业特性,提出了“中国石油管道企业碳管理”的定义,初步构建了中国石油管道企业碳管理框架,包括管道碳核算与审核、管道碳排放水平评价与高排放源识别、管道低碳解决方案、减排潜力、碳交易等5个步骤,对油气管道企业碳管理发展起到了一定的推动作用。（参12）     

Hilbert-Huang变换在管道泄漏监测系统中的应用

音波管道泄漏监测系统利用管道泄漏产生的音波信号进行泄漏报警定位。为了能够及时发现泄漏并准确定位,需要从管道的背景噪音中检测到音波信号的微弱瞬态变化以及音波传感器接收到信号瞬态变化的准确时刻。Hilbert-Huang变换作为一种时频分析算法,能够同时获得较高的频率分辨率和时间分辨率,利用该特性,选取兰成渝成品油管道进行模拟试验,使用Hilbert-Huang变换对泄漏音波信号进行处理,可以获得信号的时频分布图,分析信号每个时刻的频率特性,进而得到泄漏音波信号到达传感器的准确时刻,并据此计算泄漏点位置。     

东方1-1气田CO2长距离管道输送参数优化

从相态控制角度,以东方1-1气田在海南岛陆上终端排放的CO2为例,开展了CO2长距离管输压力和管径的优化研究,并对管道入口压力、入口温度及环境温度等因素进行敏感性分析。结果表明：管输压力对CO2的输送相态具有重要影响,且很大程度上决定管径和壁厚,进而影响管道经济性;管输压力应保持在CO2临界压力之上,在无保温措施的情况下,CO2始终呈高压密相状态（超临界状态或液态）,能保持管道的正常运行;对于东方1-1气田伴生CO2长距离输送方案,推荐管输压力为9MPa或16MPa,管材采用X65钢,不必采取保温措施。（图4,参14）