掺氢天然气管道输送研究进展 被引量：120

1

作者 李敬法 苏越 +1 位作者 张衡 宇波 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期137-152,共16页

可再生能源发电制氢被认为是解决弃电消纳问题的一条有效途径,将氢气以一定的比例掺入天然气中,利用现有的天然气管道或管网进行输送,有可能是当前实现大规模氢气输送的最佳方式。为此,围绕掺氢天然气管道输送中的若干关键问题,通过文... 可再生能源发电制氢被认为是解决弃电消纳问题的一条有效途径,将氢气以一定的比例掺入天然气中,利用现有的天然气管道或管网进行输送,有可能是当前实现大规模氢气输送的最佳方式。为此,围绕掺氢天然气管道输送中的若干关键问题,通过文献调研的方式回顾和分析了近年来国内外掺氢天然气管道输送的主要研究进展。研究结果表明:①天然气管道允许的掺氢比上限仍不明晰,需重点揭示掺氢天然气对典型管材氢脆和氢腐蚀的影响,建立典型管材关键力学性能数据库和相容性评价体系;②要探究掺氢天然气的泄漏、积聚、燃烧和爆炸等安全事故特征和演化规律的变化,需明确掺氢对安全事故产生的新影响,发展缺陷在线智能监测和应急修复技术;③目前掺氢天然气管输风险评估和可靠性评价方法研究不足,需要开展考虑掺氢影响的天然气管输完整性评价和智能管理;④进一步完善掺氢天然气管输配套设备、输送工艺、掺氢及氢分离工艺等,并尽快制订掺氢天然气管输技术标准和安全运行技术体系。结论认为,该研究成果可以为掺氢天然气管道输送关键技术的研究和推广应用提供有益的参考。 展开更多

关键词 掺氢天然气 管道输送 掺氢比 材料相容性 燃气互换性 安全事故 完整性管理 标准规范

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掺氢天然气管道输送安全技术 被引量：63

2

作者 赵永志 张鑫 +2 位作者 郑津洋 顾超华 张林 《化工机械》 CAS 2016年第1期1-7,共7页

介绍了利用现有天然气管道进行掺氢天然气输送的安全问题,总结了掺氢天然气与材料相容性、泄漏与积聚、完整性管理及风险评估等方面的研究现状,讨论了掺氢天然气管道输送研究进一步所需解决的安全问题。

关键词 天然气管道 掺氢天然气 相容性 泄漏与积聚 完整性管理 风险评估

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天然气管道掺氢输送可行性探究 被引量：16

3

作者 时浩 吕杨 谭更彬 《天然气与石油》 2022年第4期23-31,共9页

氢能是一种零碳排、应用形式多样的清洁能源,有望成为推动中国能源转型的重要力量。天然气管道掺氢输送可以充分利用现有天然气管网设施,解决弃电消纳难题,促进低碳经济发展。系统总结了国内外关于天然气管道掺氢输送的研究进展,阐述了... 氢能是一种零碳排、应用形式多样的清洁能源,有望成为推动中国能源转型的重要力量。天然气管道掺氢输送可以充分利用现有天然气管网设施,解决弃电消纳难题,促进低碳经济发展。系统总结了国内外关于天然气管道掺氢输送的研究进展,阐述了掺氢输送的可行性和面临的主要挑战。研究表明:掺氢后,混输气的华白数和燃烧势均降低,当掺氢比低于20%左右时,可以满足民用终端的燃气要求;氢脆发生的几率随着管材等级的提升而增大,中低压天然气管网更适于开展掺氢输送;离心式压缩机的做功部件与氢气直接接触,更易产生氢腐蚀,与管网的联合工作区间变窄,容易出现喘振现象,可以通过提高管网运行压力确保工况稳定。现阶段国内外在天然气管道掺氢输送领域的规范尚属空白,相关项目多参照纯氢管道或天然气管道设计规范进行。利用已有天然气管网进行掺氢输送的前景广阔,建议深入开展氢能技术的应用示范,加快出台相关专业标准与规范,促进氢能产业的稳步发展。 展开更多

关键词 天然气掺氢 掺氢比 管道输送 互换性 适应性

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天然气掺氢技术应用现状与分析 被引量：16

4

作者 王洪建 熊思江 +5 位作者 张晓瑞 王沐 孙明烨 王卓群 吴荣 福鹏 《煤气与热力》 2021年第10期V0012-V0015,V0045,共5页

探讨国内外掺氢天然气输送及利用技术的发展现状,分析天然气掺氢关键技术研究中存在的问题,对其发展趋势进行展望。

关键词 掺氢天然气 输送 利用

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氢气和天然气在静态混合器中的掺混模拟 被引量：9

5

作者 苏越 李敬法 +3 位作者 宇波 赵彦琳 李建立 韩东旭 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期113-122,共10页

在氢能的众多输送方式中,将一定比例的氢气掺入天然气中并利用在役天然气管网进行输送,是一种经济高效的输氢方式。氢气和天然气的掺混均匀度直接影响到后续掺氢天然气的燃烧特性和用气安全,其中随动流量掺氢设备中的静态混合器是氢气... 在氢能的众多输送方式中,将一定比例的氢气掺入天然气中并利用在役天然气管网进行输送,是一种经济高效的输氢方式。氢气和天然气的掺混均匀度直接影响到后续掺氢天然气的燃烧特性和用气安全,其中随动流量掺氢设备中的静态混合器是氢气和天然气的主要掺混场所,其有效性决定了混合气体的掺混均匀度。为此,采用数值模拟方法研究了氢气和甲烷在随动流量掺氢设备中不同类型静态混合器内和不同工况下的掺混过程,分析了静态混合器压力、掺氢比、气体流速、扰流元件类型、导流元件进气方向等主要因素对氢气和甲烷掺混效果的影响。研究结果表明:(1)静态混合器压力、掺氢比和流速的增大会提升氢气和甲烷的掺混均匀度,但影响较小;(2)扰流元件对掺混均匀度具有决定性作用,相同工况下LPD型静态混合器具有最好的气体混合效果,可基本实现氢气和甲烷完全混合;(3)当扰流元件合理布置时,导流元件的氢气进气方向对掺混均匀度几乎无影响。结论认为,该研究结果可为城镇掺氢天然气管网输送中氢气与天然气的高均匀度掺混技术提供技术参考,有助于氢能产业的快速安全发展。 展开更多

关键词 掺氢天然气 静态混合器 气体混合 掺混均匀度 掺氢比 氢能运输 数值模拟

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掺氢天然气环境下管道钢氢脆行为研究进展 被引量：12

6

作者 张家轩 王财林 +5 位作者 刘翠伟 胡其会 张睿 徐修赛 鞠世雄 李玉星 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期76-88,共13页

为推动我国掺氢天然气管道的发展,综述了目前含氢气环境下管道钢氢脆的研究成果,总结了温度、压力、掺氢比等运行条件对钢材氢脆的影响,分析了钢材强度、微观组织、氢陷阱等材料性质与管道钢氢脆行为之间的联系,归纳了预防和抑制管道钢... 为推动我国掺氢天然气管道的发展,综述了目前含氢气环境下管道钢氢脆的研究成果,总结了温度、压力、掺氢比等运行条件对钢材氢脆的影响,分析了钢材强度、微观组织、氢陷阱等材料性质与管道钢氢脆行为之间的联系,归纳了预防和抑制管道钢氢脆行为的方法。笔者认为,当前亟待解决的科学技术问题包括进一步探究掺氢天然气管道环境下不同运行条件对管道钢氢脆行为的影响规律;确定掺氢天然气管道的安全运行温度、压力、掺氢比等关键参数;建立不同服役条件下掺氢天然气管道输送的安全评价方法,完善掺氢天然气管道与现役管道相容性评价体系;形成掺氢天然气管道的设计规范和相关标准;开展气体抑制剂和阻氢涂层等抗氢脆方法的评价。 展开更多

关键词 掺氢天然气 管道钢 氢脆 机理 掺氢比 涂层

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天然气管道掺氢输送研究现状与分析 被引量：5

7

作者 高岳 朱红钧 +3 位作者 唐堂 李佳男 陈泉宇 刘文丽 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第3期118-128,共11页

天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一,但氢气掺入天然气管道给管线运行工况、安全维护等带来了不容忽视的影响,具有一定的安全隐患。为此,围绕国内外天然气管道掺氢输送的技术研究与工程应用现状,讨论了... 天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一,但氢气掺入天然气管道给管线运行工况、安全维护等带来了不容忽视的影响,具有一定的安全隐患。为此,围绕国内外天然气管道掺氢输送的技术研究与工程应用现状,讨论了影响天然气管道掺氢安全输送的主要因素,即掺氢引起的天然气物性改变、氢致失效和掺混不均,以及掺氢管道泄漏扩散和燃爆的安全问题。结果表明,天然气掺氢后,对现有管材提出了新要求,需开展相关实验以揭示氢致失效机理,掺氢天然气管道停输后是否发生气体分层与管道是否发生氢致失效密切相关。掺氢天然气管道泄漏扩散及自燃的安全范围、发生燃爆所需的最小掺氢比及燃爆机理尚不明晰,实验研究与实际运营存在差距。针对天然气管道掺氢输送的规范、标准及相关监管政策仍处于发展阶段,需要结合系统的研究数据及实践进一步完善。以上结果明晰了掺氢输送存在的风险,可为大规模掺氢混输的工程推广与实际运营提供参考。 展开更多

关键词 掺氢天然气 管道输送 掺氢比 泄漏扩散 燃爆

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静置工况条件下掺氢天然气浓度分布规律 被引量：2

8

作者 李敬法 宇波 +2 位作者 苏越 刘翠伟 李玉星 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-155,共11页

利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能... 利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能量最小原理,推导了在重力场作用下掺氢天然气浓度分布数学模型,并采用Peng-Robinson真实气体状态方程对该数学模型进行了求解,最后研究了甲烷—氢气二元组分混合气体在4种典型场景高度和5种掺氢比下氢浓度随高度的分布规律。研究结果表明:(1)在重力影响下管道顶部和底部的氢浓度存在差异,但其受高度差的影响显著,对于米级的水平管道、几十米级的一般城镇楼宇天然气立管、百米级的高层楼宇天然气立管,氢浓度随高度变化的差异微小,可完全忽略氢分层;(2)对于千米级大落差的掺氢天然气管道,当掺氢比不超过20%时,氢分层仍可忽略,但当掺氢比很高时(例如50%)管道顶部和底部的氢浓度差将超过1%,此时需考虑工程实际情况评估能否忽略氢分层;(3)西气东输某管道考虑真实气体组成、掺氢比20%、管道落差200 m时,各气体组分的浓度随落差高度的分布规律揭示了在实际工程中此类落差高度的掺氢天然气氢分层可忽略。结论认为,对于掺混均匀的掺氢天然气在静置这种最容易发生分层的极端工况下,如果不存在千米级极端大落差和极端大掺氢比,掺氢天然气管道分层现象可完全忽略;该认识从理论上厘清了目前关于掺氢天然气分层现象的争议,对掺氢天然气管道安全输送具有重要指导意义。 展开更多

关键词 掺氢天然气 氢分层 掺氢比 能量最小原理 静置工况

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考虑阶梯碳交易机制的含混氢天然气综合能源系统容量配置 被引量：3

9

作者 李亚峰 王维庆 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期237-247,共11页

针对综合能源系统的低碳排放要求与负荷需求特点,提出一种考虑阶梯碳交易机制和混氢天然气的综合能源容量配置方法。首先,为缓解风光能源出力波动性建立以氢气储能为媒介的氢能系统,再考虑氢能对天然气的替代作用,创建由氢储能与液化天... 针对综合能源系统的低碳排放要求与负荷需求特点,提出一种考虑阶梯碳交易机制和混氢天然气的综合能源容量配置方法。首先,为缓解风光能源出力波动性建立以氢气储能为媒介的氢能系统,再考虑氢能对天然气的替代作用,创建由氢储能与液化天然气构造混氢天然气的综合能源系统架构;然后,引入阶梯碳交易机制约束系统碳排放;最后,以包含运行成本和年化投资成本的年投资总成本为目标函数,进行容量配置优化。算例仿真结果验证了所提模型和策略能有效降低碳排放和年投资总成本,对综合能源配置具有重要参考价值。 展开更多

关键词 碳交易机制 氢能系统 液化天然气 混氢天然气 容量配置

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天然气掺氢对管输工艺安全影响的探讨 被引量：7

10

作者 陈俊文 汤晓勇 +3 位作者 陈情来 陶科宇 谌贵宇 李天雷 《天然气与石油》 2022年第4期16-22,共7页

天然气管道中掺入氢气输送是推进氢能大规模利用的有效途径,而氢气掺入天然气后的运行安全是不可回避的问题。近年来,国内外开展了天然气管道掺氢输送的前期理论研究、输送工艺影响分析、末端适应性与低压先导试验,但尚未完全结合长输... 天然气管道中掺入氢气输送是推进氢能大规模利用的有效途径,而氢气掺入天然气后的运行安全是不可回避的问题。近年来,国内外开展了天然气管道掺氢输送的前期理论研究、输送工艺影响分析、末端适应性与低压先导试验,但尚未完全结合长输管道系统特点对掺入氢气后管道系统的技术安全相关适应性进行深入研究。基于氢气、天然气的物理特性,开展了天然气掺氢管道工程设计关键参数确定方法的讨论,结合工程设计关注场景进行了天然气掺氢对管道输送关键工艺安全影响的探讨,提出了工程设计的相关建议。研究表明,天然气掺氢后,混合介质的最小点火能、爆炸下限、焦耳—汤姆逊效应等降低,泄漏趋势升高;掺氢天然气泄漏后热辐射范围、潜在影响半径等随氢气掺混比例升高而减小或降低,绝热泄放后温度、泄漏体积流量、冲蚀指数、泄漏扩散范围、可燃气体检测指标等随氢气掺混比例升高而增大或提高,工程实施时应予以甄别与重视。研究成果可为后续天然气掺氢管道工程提供借鉴。 展开更多

关键词 天然气掺氢 管道输送 工艺安全 探讨

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室内掺氢天然气泄漏分层现象模拟研究 被引量：3

11

作者 李苒苒 刘振翼 李鹏亮 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期129-135,共7页

为探究掺氢天然气在民用住宅厨房内的泄漏扩散规律,利用数值模拟的方法对掺氢比分别为15%,20%,25%,30%的掺氢天然气泄漏扩散过程进行研究,分析厨房空间内水平和竖直方向上掺氢天然气泄漏后其浓度(本文所称浓度为体积分数)分布情况。研... 为探究掺氢天然气在民用住宅厨房内的泄漏扩散规律,利用数值模拟的方法对掺氢比分别为15%,20%,25%,30%的掺氢天然气泄漏扩散过程进行研究,分析厨房空间内水平和竖直方向上掺氢天然气泄漏后其浓度(本文所称浓度为体积分数)分布情况。研究结果表明:在竖直方向上,掺氢天然气浓度与高度呈现正比关系,且在掺氢天然气泄漏0~2700 s,高度为0.5~2.0 m的范围内,其浓度分布差异较大;在水平方向上,除泄漏点正上方临近位置以外,其他区域的浓度分布差异较小;掺氢天然气静置后厨房内出现甲烷和氢气分层现象,甲烷与氢气浓度比值与高度呈现反比关系。研究结果拟为相关实验提供一定的先验条件,同时可为掺氢天然气泄漏爆炸事故的预防及燃气报警器的安装提供一定参考。 展开更多

关键词 掺氢天然气 泄漏扩散 分层 掺氢比

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天然气掺氢对站场放空系统的影响规律分析 被引量：1

12

作者 刘权 徐红果 刘书文 《石油工程建设》 2024年第1期50-53,共4页

为了掌握天然气掺氢后对站场放空系统的影响规律,利用ASPEN HYSYS流程模拟软件,分析天然气掺氢后放空系统的适应性。结果表明:天然气掺氢后安全阀额定泄放量始终大于所需泄放量,原安全阀能满足泄放要求;天然气掺氢不会导致放空系统运行... 为了掌握天然气掺氢后对站场放空系统的影响规律,利用ASPEN HYSYS流程模拟软件,分析天然气掺氢后放空系统的适应性。结果表明:天然气掺氢后安全阀额定泄放量始终大于所需泄放量,原安全阀能满足泄放要求;天然气掺氢不会导致放空系统运行温度超出设计范围,反而对放空管道的低温工况有明显的抑制作用;天然气掺氢会使安全阀背压轻微减小,不会导致安全阀背压及放空系统运行压力超压;天然气掺氢后放空系统管径均满足泄放要求;随着掺氢比例的提高,放空火炬的辐射热距离逐渐减小。 展开更多

关键词 天然气掺氢 放空系统 掺氢比例 安全阀 马赫数

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掺氢天然气干气密封启动特性研究

13

作者 夏永波 宦宣州 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期82-94,共13页

为评估天然气掺氢对管线压缩机轴端干气密封性能的影响,提出一种考虑阻塞效应的干气密封性能数值预测模型,分析了不同掺氢比下干气密封的静态特性和启动特性。首先,采用空气介质螺旋槽干气密封的气膜压力分布和开启力实验数据,验证了数... 为评估天然气掺氢对管线压缩机轴端干气密封性能的影响,提出一种考虑阻塞效应的干气密封性能数值预测模型,分析了不同掺氢比下干气密封的静态特性和启动特性。首先,采用空气介质螺旋槽干气密封的气膜压力分布和开启力实验数据,验证了数值模型的可靠性;然后,针对GE PCL800机型天然气管线压缩机螺旋槽干气密封,分析了4种掺氢比(H 2体积分数分别为0、10%、20%、30%)和5种进口压力(4、6、8、10、12 MPa)对干气密封开启力、泄漏量和气膜刚度等静态特性的影响规律;最后,分析了4种掺氢比和5种进口压力下,转速、进口压力、平衡比和弹簧比压对干气密封启动特性的影响规律。研究结果表明:所提出的干气密封性能数值预测模型能够可靠预测高压差下干气密封出口阻塞效应及其对密封性能的影响;掺氢比对干气密封开启力、泄漏量和气膜刚度等密封静态特性影响较小;干气密封开启临界转速随掺氢比的增加而增大(掺氢比增加30%时,开启临界转速增大8.51%~16.90%),因此天然气掺氢增大了干气密封的开启难度,需设计合适的平衡比和弹簧比压以保证干气密封顺利开启。该研究结果可为掺氢条件下天然气管线压缩机轴端干气密封的高效设计和可靠运行提供理论参考。 展开更多

关键词 干气密封 掺氢天然气 阻塞效应 启动特性

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天然气管道随动流量掺氢实验及新认识

14

作者 李敬法 宇波 +3 位作者 李璐伶 段鹏飞 刘翠伟 李玉星 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期165-173,共9页

如何获得高掺混均匀度和精度的掺氢天然气是天然气管道掺氢输送的核心问题之一。虽然目前常采用随动流量掺氢工艺,但国内外尚未见公开报道的实验数据,氢气和天然气的掺混均匀度和掺混精度得不到实验验证,在一定程度上制约了掺氢天然气... 如何获得高掺混均匀度和精度的掺氢天然气是天然气管道掺氢输送的核心问题之一。虽然目前常采用随动流量掺氢工艺,但国内外尚未见公开报道的实验数据,氢气和天然气的掺混均匀度和掺混精度得不到实验验证,在一定程度上制约了掺氢天然气管道输送技术的进一步发展。为此,研究了天然气管道随动流量掺氢工艺,并基于高效静态混合器、氢组分浓度三维在线检测和双反馈随动流量定比掺氢,搭建了天然气管道随动流量掺氢实验系统,最后开展了掺氢流量100 Nm3/h以内、掺氢比5.0%~20.0%的实验研究。研究结果表明:①设计搭建的随动流量掺氢实验系统的掺混均匀度大于95%,不考虑测量误差影响时掺氢精度绝对值小于等于1.67%,考虑测量误差影响时,当掺氢比大于等于10.0%时掺氢精度绝对值小于等于3.30%,而掺氢比为20.0%时掺氢精度绝对值小于等于1.70%,随动流量掺氢性能优于标准规范技术指标;②相同实验条件下,受氢气分析仪精度等级和量程的影响,掺氢比越小,掺氢精度越低;③为合理表征掺氢精度,在制定相关标准规范时建议根据掺氢比范围分级定义随动流量掺氢精度。结论认为,该成果认识可为掺氢天然气管道输送技术的发展和相关标准规范的制定提供重要理论和技术参考。 展开更多

关键词 掺氢天然气 管道输送 掺氢工艺 掺混均匀度 掺氢精度 随动流量 静态混合器 实验研究

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基于热力学影响的氢气与掺氢天然气管道工艺安全问题探讨

15

作者 陈俊文 任立新 +6 位作者 汤晓勇 陈凤 李天雷 王静 张双蕾 昝林峰 王清扬 《天然气与石油》 2024年第2期47-54,共8页

天然气管道中掺入氢气输送或纯氢输送是推进氢能大规模利用的有效途径。由于氢气与天然气物性存在较大区别,氢气与掺氢天然气管道的运行安全是不可回避的问题。近年来,国内外开展了天然气管道掺氢输送的前期理论研究、输送工艺影响分析... 天然气管道中掺入氢气输送或纯氢输送是推进氢能大规模利用的有效途径。由于氢气与天然气物性存在较大区别,氢气与掺氢天然气管道的运行安全是不可回避的问题。近年来,国内外开展了天然气管道掺氢输送的前期理论研究、输送工艺影响分析、末端适应性与低压先导试验,也建设了部分代表性的氢气管道,但尚未完全结合氢气物性对工艺安全问题进行深入研究,氢气与掺氢天然气管道的工艺安全问题值得进一步探讨。借鉴天然气管道设计与运行场景,从热力学对氢气与掺氢天然气物理特性的影响出发,对氢气与掺氢天然气管道工程设计面临的关键问题进行了梳理,通过理论分析与模拟研究探讨了热力学对管道工艺安全的影响规律,提出了工程设计的建议。研究表明:在相同压力下,较低的运行温度将增大氢气与掺氢天然气的绝热系数,导致泄漏质量流量升高;在相同泄漏场景下,较低的运行温度对泄漏后介质的热辐射、水平扩散和爆炸均具有正向提升作用;现有标准规范提出的潜在影响半径评价方法未充分考虑温度的影响,实际工程精细化评价中宜进一步考虑;紧急泄放下,氢气设备将面临更低的介质温度。研究成果为后续氢气与掺氢天然气管道的工程设计提供了借鉴。 展开更多

关键词 氢气 掺氢天然气 热力学影响 工艺安全 探讨

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掺氢天然气输送与纯化技术研究进展

16

作者 施纪文 陈石义 +4 位作者 王涛 喻树楠 周昶安 岳海荣 朱松强 《天然气与石油》 2024年第4期88-93,共6页

氢能作为一种零碳高效的能源载体和化工原料,是中国实现“双碳”目标和构建绿色低碳现代能源体系的重要支柱。在制约氢能产业化应用的诸多因素中,氢气的长距离输送是关键。依托现有成熟的天然气管道输送技术和健全的天然气管道基础设施... 氢能作为一种零碳高效的能源载体和化工原料,是中国实现“双碳”目标和构建绿色低碳现代能源体系的重要支柱。在制约氢能产业化应用的诸多因素中,氢气的长距离输送是关键。依托现有成熟的天然气管道输送技术和健全的天然气管道基础设施,掺氢天然气管道输送有望实现远距离、大规模、低成本的氢能输运。首先综述了掺氢天然气管道输送技术的可行性、应用和示范项目;围绕掺氢天然气的分离提纯探讨了变压吸附、膜分离及变压吸附和膜分离耦合工艺的应用情况;最后基于川气东送管道估算出掺氢天然气输送、提纯氢的成本为14.89元/ kg。相关研究可为掺氢天然气输送与纯化技术的发展提供了理论指导。 展开更多

关键词 氢气输送 掺氢天然气 变压吸附 膜分离 成本

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开敞空间掺氢天然气爆燃特性影响因素研究

17

作者 徐中墨 李舒泓 +1 位作者 刘振翼 黄政润 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期85-91,共7页

为加深对开放空间内低掺氢比天然气爆燃特性的了解,在当量比1.1条件下,对不同掺氢比下掺氢甲烷混合气进行试验研究,分析掺氢比例、湍流扰动对火焰形态、火焰传播速度和爆燃超压的影响。研究结果表明:掺氢比例对反应有单向促进作用,随着... 为加深对开放空间内低掺氢比天然气爆燃特性的了解,在当量比1.1条件下,对不同掺氢比下掺氢甲烷混合气进行试验研究,分析掺氢比例、湍流扰动对火焰形态、火焰传播速度和爆燃超压的影响。研究结果表明:掺氢比例对反应有单向促进作用,随着掺氢比例的提高,掺氢天然气的火焰形态变化明显,火焰传播速度增大,爆燃超压峰值加速上升,爆燃冲击波传播能力增强;初始湍流则对反应起到促进和抑制的双向作用;开放空间掺氢天然气爆燃超压峰值与最大火焰速度存在的正比例线型关系,可借助拟合公式通过最大火焰速度估算爆燃超压峰值。研究结果可为低掺氢比掺氢天然气管线落地应用提供理论支撑。 展开更多

关键词 掺氢天然气 低掺氢比 湍流 爆燃

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掺氢天然气管道故障树分析及建模软件开发

18

作者 赵爽 杜凤 +1 位作者 孙东旭 吴明 《工业安全与环保》 2024年第3期1-5,共5页

针对掺氢天然气管道可能存在的风险与隐患,分析国内外各类管道失效数据,建立了掺氢天然气管道故障树,共包含10个子树和148个底事件,在掺氢管道失效库基础上采用C#程序设计语言开发了掺氢天然气管道故障树建模软件;应用建模软件对已建立... 针对掺氢天然气管道可能存在的风险与隐患,分析国内外各类管道失效数据,建立了掺氢天然气管道故障树,共包含10个子树和148个底事件,在掺氢管道失效库基础上采用C#程序设计语言开发了掺氢天然气管道故障树建模软件;应用建模软件对已建立的掺氢天然气管道故障树进行分析。软件计算通过行列法求解出最小割集共189个,其中一阶最小割集106个,二阶最小割集83个;采用双循环法得到148个底事件结构重要度。分析得出防腐措施是否正常工作以及自然灾害是影响掺氢天然气管道安全运行的重要因素。 展开更多

关键词 掺氢天然气 管道失效 故障树 软件开发 最小割集 结构重要度

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掺氢天然气在管廊中的泄漏与报警器响应 被引量：2

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作者 段鹏飞 常曦文 +2 位作者 李璐伶 刘建辉 李玉星 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期84-88,共5页

针对掺氢天然气管道进入市政综合管廊后的报警器适应性问题,利用CFD软件模拟不同掺氢比下天然气管道在管廊内发生小孔泄漏后的扩散过程,得到可燃气体体积分数的时空分布。结果表明:对于圆形泄漏孔,可以取孔口系数0.85来计算泄漏流量;管... 针对掺氢天然气管道进入市政综合管廊后的报警器适应性问题,利用CFD软件模拟不同掺氢比下天然气管道在管廊内发生小孔泄漏后的扩散过程,得到可燃气体体积分数的时空分布。结果表明:对于圆形泄漏孔,可以取孔口系数0.85来计算泄漏流量;管道发生泄漏后,可燃气体在极短的时间内扩散到管廊顶端,决定泄漏后扩散距离的是空间的湍流和耗散程度,而不是射流过程;对比天然气泄漏以及掺氢比20%的掺氢天然气泄漏,考察从泄漏开始到可燃气体探头检测到爆炸下限的20%(体积分数)所需的时间,掺氢比20%的工况比不掺氢的工况最多长7 s,但若想要2种掺氢比下检测到爆炸下限的20%的时间相同,则建议掺氢比20%的情况下,甲烷探测器每8 m布置1个。研究结果可以为掺氢天然气的应用提供安全管控策略的参考。 展开更多

关键词 掺氢天然气 管道输送 综合管廊 泄漏扩散

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西气东输一线管道掺氢输送压缩机运行工况适应性分析 被引量：2

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作者 牟磊 刘海峰 +4 位作者 甘燕利 贾文龙 谢萍 吴瑕 李长俊 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期133-141,共9页

目的将氢气掺入天然气管网会改变气体的组成和物性参数,使离心式压缩机运行工况点发生偏移,影响压缩机进出口压力、功率和能耗。为此,需对掺氢输送压缩机的运行工况进行适应性分析。方法以西气东输一线管道为研究对象,考虑氢气掺入对天... 目的将氢气掺入天然气管网会改变气体的组成和物性参数,使离心式压缩机运行工况点发生偏移,影响压缩机进出口压力、功率和能耗。为此,需对掺氢输送压缩机的运行工况进行适应性分析。方法以西气东输一线管道为研究对象,考虑氢气掺入对天然气物性参数的影响,建立了基于相似换算方法的掺氢天然气离心压缩机特性计算模型、掺氢量为0%~20%条件下的掺氢天然气输送管道仿真模型;分析了掺氢前后在同等输量和同等发热量两种状态下,管道沿线压力、温度、离心式压缩机工况点与性能参数的变化规律。结果对于同等输量工况,在输量为(2800~4500)×10^(4)m^(3)/d,掺氢量为0%~20%时,掺氢量每增加5%,典型R-R型压缩机进口压力、出口压力和压头平均增加3.34%、1.60%和0.39%,压缩机自耗气、功率和压比平均减少0.35%、4.11%和1.64%;对于同等发热量工况,在输量为(2800~3500)×10^(4)m^(3)/d、掺氢量为0%~20%时,掺氢量每增加5%,典型R-R型压缩机进口压力、出口压力、自耗气和功率平均增加7.31%、5.37%、4.78%和0.84%,压头和压比平均减少0.11%和1.72%。结论西气东输一线管道压缩机适用于掺氢输送工况。 展开更多

关键词 掺氢天然气 管道 压缩机 适应性

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