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新疆油田超临界CO_(2)管道安全停输工艺边界范围确定
1
作者 李欣泽 孙晨 +5 位作者 张雪琴 邹炜杰 袁亮 熊小琴 邢晓凯 徐宁 《油气储运》 CAS 北大核心 2024年第5期579-589,共11页
[目的]超临界CO_(2)管道不同于原油、天然气管道,其在停输的瞬态过程中存在相特性变化问题。为保障超临界CO_(2)管道停输后的安全,确定其停输前的安全运行工艺(输送压力、输送温度)边界具有重要意义。[方法]为准确描述管道停输后的瞬态... [目的]超临界CO_(2)管道不同于原油、天然气管道,其在停输的瞬态过程中存在相特性变化问题。为保障超临界CO_(2)管道停输后的安全,确定其停输前的安全运行工艺(输送压力、输送温度)边界具有重要意义。[方法]为准确描述管道停输后的瞬态过程,以新疆油田超临界CO_(2)管道示范工程为例,采用OLGA软件建立了水力热力计算模型。同时基于管流连续性方程、运动方程、能量方程、PR状态方程及热力学关系式,采用Matlab编程计算的方式对商业软件模型的准确性进行了验证。根据获得的管道停输过程中管内温度、压力、密度及相态协同变化波动规律,提出在压力和温度协同作用下,以CO_(2)密度发生阶跃变化来确定管道安全停输时间的原则,从而将安全停输时间问题转化为避免输送体系中超临界CO_(2)转变为气相的问题。[结果]基于该示范工程的压力和温度运行参数范围,分别确定了夏季和冬季工况下高压低温、高压高温、低压低温、低压高温共8种典型工艺运行边界。同时对比分析了不同季节、不同边界条件下的停输过程管内参数波动变化特征、温压协同变化关系、相态转变路径及规律等。[结论]高压低温边界最安全,低压高温边界最危险;冬季相比夏季,管道安全停输时间大幅缩短。为指导工程实际,分别给出了夏季和冬季示范工程安全停输工艺边界范围及函数表达式。研究结果可为超临界CO_(2)管道安全运行提供理论支持和技术保障。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 管道输送 停输过程 瞬变特性 相变 安全运行工艺边界
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基于等容热力学的超临界CO_(2)管道减压波传播特性研究
2
作者 李欣泽 姜星宇 +5 位作者 王德中 孙晨 邹炜杰 尚妍 熊小琴 邢晓凯 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第7期129-138,共10页
CO_(2)管道泄漏的减压行为预测和断裂控制是CO_(2)管道输送安全的重要研究方向,现有减压波预测模型存在气液两相声速计算误差大,临界点计算不易收敛等问题。基于等容热力学改进了当地声速计算方法,建立了新的减压波预测模型,计算分析了... CO_(2)管道泄漏的减压行为预测和断裂控制是CO_(2)管道输送安全的重要研究方向,现有减压波预测模型存在气液两相声速计算误差大,临界点计算不易收敛等问题。基于等容热力学改进了当地声速计算方法,建立了新的减压波预测模型,计算分析了气体组成、初始相态、起始压力和起始温度等对减压波曲线和降压曲线的影响,并对实际工程中CO_(2)管道泄漏的减压行为进行了预测。结果表明,相比燃烧后捕集或燃烧前捕集,富氧燃烧捕集气体下的初始减压波波速降低约26%,减压平台压力提高22%。随着减压过程进行,管内介质温度和压力工况点不再沿气液平衡线移动,而是直接进入气液两相区。超临界态的降压曲线与CO_(2)泡点线的交点所对应的饱和压力比密相态的高约26%,减压平台压力较高。低运行温度和高运行压力能够有效降低减压平台压力。由于管道沿程运行参数的差异,管道断裂风险由管道起点依次降低,前段管段是高风险管段。本研究可为CO_(2)管道设计和工程应用提供理论依据。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 管道输送 等容热力学 减压波曲线 降压曲线
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超临界CO_(2)管道安全停输再启动过程和安全停输时间影响因素
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作者 李欣泽 孙佳奇 +9 位作者 袁亮 张超 王梓丞 孙晨 董正淼 张海帆 孙颖婷 邢晓凯 熊小琴 邹炜杰 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第6期136-147,共12页
超临界CO_(2)管道在停输和再启动等瞬态过程中,流体易发生相变,密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化,使得管内的CO_(2)流体体积发生剧烈波动,将对管道产生脉动冲击,危害管道安全。为了明确超临界CO_(2)管道安全停输时间的影响因素,... 超临界CO_(2)管道在停输和再启动等瞬态过程中,流体易发生相变,密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化,使得管内的CO_(2)流体体积发生剧烈波动,将对管道产生脉动冲击,危害管道安全。为了明确超临界CO_(2)管道安全停输时间的影响因素,从安全控制的角度出发,首先结合超临界CO_(2)物性、相图和准临界性质,确定了超临界CO_(2)管道安全停输时间的定义,从管道停输开始至管内任一点流体进入气液共存区的时间;然后依托新疆油田CO_(2)管输示范工程,分别采用商业软件和MATLAB编程的方式,建立超临界管输水力热力计算模型,探究了管道停输及再启动过程中管内温度、压力、密度及相态协同变化波动规律;最后采用因素轮换法研究了主要工艺参数和环境参数对管道安全停输时间的影响规律。结果表明:降低首站出站温度、提高管道运行压力、较高土壤环境温度、较低管土总传热系数有助于延长超临界CO_(2)管道的安全停输时间。研究结果可为超临界CO_(2)管道安全运行提供一定理论支持和技术保障。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 管道输送 瞬变特性 停输再启动 相变 安全停输时间
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新疆油田某超临界CO_(2)管道安全停输时间预测
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作者 李欣泽 邹炜杰 +7 位作者 孙晨 付璇 陈潜 袁亮 王梓丞 邢晓凯 熊小琴 郭良辉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2823-2833,共11页
为得到超临界CO_(2)管道安全停输时间,本文采用商业软件OLGA建立了多因素协同作用下管道安全停输时间计算模型。基于中国石油新疆油田分公司规划的超临界CO_(2)管道工程参数范围,开展了对输量、管径、管长、首站出站温度、土壤环境温度... 为得到超临界CO_(2)管道安全停输时间,本文采用商业软件OLGA建立了多因素协同作用下管道安全停输时间计算模型。基于中国石油新疆油田分公司规划的超临界CO_(2)管道工程参数范围,开展了对输量、管径、管长、首站出站温度、土壤环境温度、总传热系数、末站进站压力等管道安全停输时间影响因素研究,并基于灰色关联度分析方法,得出了土壤环境温度、管长等为敏感因素。为预测管道的安全停输时间,基于以上参数化分析得到的1728组安全停输时间计算结果,建立了管道安全停输时间数据库,结合量纲分析方法,利用Python拟合得到了用于映射七大可变参数(自变量)与超临界CO_(2)管道安全停输时间(因变量)的高度非线性回归计算公式。结果表明:该拟合公式预测结果的最大相对误差小于10%,预测准确性良好,且该方法具有较高的计算效率。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 安全停输时间 灰色关联 公式化 预测
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气体杂质对CO_(2)物性和管输特性的影响
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作者 李欣泽 冉颜旗 +7 位作者 耿宇 李建邺 马尧 王德中 姜星宇 孙晨 邹炜杰 李凤鸣 《油气与新能源》 2024年第2期41-49,共9页
CO_(2)管道输送是CCUS(碳捕集、利用与封存)技术的重要环节。利用PR(Peng-Robinson)方程对管输不同相态纯CO_(2)物性参数进行了计算,并拟合了密度与温度、压力的相关经验公式;采用PR方程开展了含H_(2)S、H_(2)、CH_(4)、N_(2)、O_(2)等... CO_(2)管道输送是CCUS(碳捕集、利用与封存)技术的重要环节。利用PR(Peng-Robinson)方程对管输不同相态纯CO_(2)物性参数进行了计算,并拟合了密度与温度、压力的相关经验公式;采用PR方程开展了含H_(2)S、H_(2)、CH_(4)、N_(2)、O_(2)等气体杂质CO_(2)多元体系物性、相特性计算。依托某油田CO_(2)管输示范工程,利用OLGA(全动态多相流模拟计算软件)和HYSYS(石油化工工艺流程模拟软件)计算分析了输送含有不同杂质种类和含量的CO_(2)气源对于增压功率、换热功率,管道沿程温降、压降,以及管输能力的影响。结果表明,杂质通过影响泡点线、露点线使两相区扩大,其中H_(2)和N_(2)扩大的区域最大;H_(2)、CH_(4)和H_(2)S会增大站场压缩机和换热器总功耗;杂质的添加将增大管道沿程温降和压降,其中H_(2)的影响最大;H_(2)S会略微增大管输能力,其他杂质均会降低管输能力。 展开更多
关键词 二氧化碳 杂质 物理性质 管输特性
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天然气自动分输工艺在金渠站的应用探究
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作者 秦小建 葛云鹏 +1 位作者 刘欢君 邹炜杰 《中国科技期刊数据库 工业A》 2023年第7期161-164,共4页
随着工业3.0向工业4.0的转变,天然气自动分输工艺在国内不断普及。以关中环线的金渠站为例,该站通过采用上位机系统、PLC系统和现场设备构建了一个总体架构,同时引入了一套自动分输专用控制器。运用不均匀流量法、剩余平均法以及恒压法... 随着工业3.0向工业4.0的转变,天然气自动分输工艺在国内不断普及。以关中环线的金渠站为例,该站通过采用上位机系统、PLC系统和现场设备构建了一个总体架构,同时引入了一套自动分输专用控制器。运用不均匀流量法、剩余平均法以及恒压法等控制算法,并结合自动分输人机界面组态显示,实现了站控自动分输工艺的运行。这一工艺的应用提高了该站分输控制水平,促进了天然气自动化分输技术的发展。 展开更多
关键词 自动分输 应用案例 总体架构 控制原理 功能设计
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