管道清管器运行速度控制技术研究进展

随着对管道安全问题和降本增效理念的逐步重视，管道清管操作已成为全世界油气管道运行中必不可少的作业规程，清管器的运行速度是需要重点控制的参数之一，当其处于合理区间内时（原油管道1~5m/s，天然气管道2~7m/s），清管效果最佳。本文基于对管道清管数学模型的研究，首先论述了不同的被动控制方法，认为该方法较为灵活，应用广泛，对不同入口条件下清管器速度的准确计算是能否控制清管器速度处于合理区间的关键；然后对不同的主动控制方法进行了研究，研究表明：射流清管器速度控制的核心是旁通率的优选，其依赖于压降系数、皮碗与管壁间摩擦力的准确计算，建立简便可靠的摩擦力工程计算模型将有助于射流清管技术应用的进一步推广；最终本文对清管器智能调速技术进行综述和展望，指出发展稳定可靠的国产智能调速技术是未来重点研究方向。     

车轨桥振动系统垂向模型和空间模型的比较

分别建立了车辆-轨道-桥梁系统的垂向耦合振动模型和空间耦合振动模型,并通过功率普密度得到轨道高低不平顺的时域模拟样本,以其作为激励,分析两种模型下车辆-轨道-桥梁耦合振动系统的振动响应。通过对比相同轨道高低不平顺激励下垂向振动模型和空间振动模型的垂向振动响应计算结果,分析了两种模型的优缺点和适用性。     

青岛海湾大桥地震作用下的车桥动力响应研究

针对桥梁因车辆振动引起的疲劳开裂导致刚度下降而下挠增加等问题,本文以青岛海湾大桥大沽河桥段为例,运用振型叠加法对桥梁有限元模型进行时程分析,计算在地震作用下车桥系统的动力响应。结果表明,考虑地震作用时,位移时程曲线波动性较明显,且位移相对较大。考虑地震波后的加速度时程曲线比未考虑地震波时的波动性大,且加速度明显增加,可见地震波对车桥系统的动力响应影响很大,考虑地震波时的时程曲线波动性较不考虑地震波时明显;考虑地震波的作用后,随着速度的增加,桥梁的动挠度明显减小,这是因为车辆速度较小时,车辆在桥梁上的作用时间变长,同时车辆与地震共同作用的时间变长,在地震波的持续影响下,桥梁的动挠度增加;随着车辆数目的增加,桥梁的动力响应随之增大。该研究对青岛海湾大桥的抗震设计有重要的理论意义。     

油品二元掺混黏度预测模型评价研究

为较好的控制和预测石油化工过程中油品掺混后的黏度,获得对于不同工艺情形的精度较高的掺混黏度预测模型,以黏度比为工况划分标准,相对误差的绝对值及工程允许误差为评价准则,评价了8种二元油品掺混黏度的预测模型。得到了各个模型在全黏度比1～106内的黏度预测特性。计算分析了各个模型的预测精度。按黏度比,对掺混黏度预测做了模型的优选。结果表明,Arrhenius、Bingham、Kendall等基本模型的预测结果波动及误差较大,不推荐使用,黏度比在1～103时优选Chevron模型,黏度比在104～105时优选Cragoe模型,而黏度比在105～106时各模型都超出允许范围,且波动及偏差较大,预测效果不好,亟待开发出一种适用模型。     

热应力作用下LNG储罐外罐裂缝及失效时间分析

对于大型液化天然气储罐,内罐泄漏时,由于内外表面温差产生的巨大热应力对于外罐裂缝开展及储罐失效有非常重要的影响。为了获得外罐裂缝的开展规律以及储罐失效时间以便指导实际工程的设计与维护,利用传热学与弹塑性力学相关理论,提出了一种应力叠加方法,近似计算在内罐泄漏时外罐出现裂缝的内外温差,并且结合数值模拟结果进行对比分析,验证理论方法的准确性,确定裂缝开展规律,最终求得内罐从最不利泄漏点开始泄漏到外罐内侧混凝土开裂的储罐失效时间。结果表明:①内罐泄漏时,热应力巨大,不可忽略,热应力和其他荷载共同作用导致外罐产生大量裂缝,裂缝首先在外罐顶部内表面产生,并迅速向外表面开展,最终贯穿罐顶,导致储罐失效;②首次求得了储罐从内罐开始泄漏到外罐产生裂缝的最小时间,在此时间内采取有力措施及时处理,对控制事故发展、避免发生严重灾害具有重要意义。     

基于ADINA钢筋混凝土结构非线性分析

介绍了ADINA中钢筋混凝土的本构模型及破坏准则,讨论了应用ADINA对预应力钢筋混凝土进行非线性分析时,混凝土和预应力钢筋有限元模型以及预应力的处理方式。以一根简支梁为实例,应用ADINA对简支梁进行非线性分析,将其数值计算结果与理论计算结果对比,结果表明ADINA计算的结果比较接近理论值,误差在工程允许范围内,因此可以应用ADINA对预应力钢筋混凝土结构进行非线性分析,对今后进行复杂的预应力混凝土结构非线性分析提供参考价值。     

13X沸石分子筛对低浓度CO2动态吸附

目前对于吸附分离技术应用于高压、低浓度CO₂脱除的研究还较少,在进行相应吸附脱碳工艺设计时也缺少相关的参考数据。为探究13X沸石分子筛对低浓度CO₂的动态吸附性能,本文利用动态吸附实验的方法,探究不同条件下低浓度（摩尔分数3%）CO₂气体在13X分子筛上的动态吸附性能,得到不同压力、温度、气体流量、填料高度及分子筛规格（尺寸、形状）等因素影响下的13X分子筛对于CO₂气体的动态吸附规律及相应的性能指标参数。结果表明：随着吸附压力的升高,13X分子筛的CO₂吸附量增加但增量逐渐减小;降低吸附温度、减小气体流量和增加填料高度均有利于增强13X分子筛的动态CO₂吸附性能,提高吸附脱碳效果,其中温度及填料高度的变化对于CO₂吸附的影响程度最大;实验还发现小尺寸及条状13X分子筛的动态吸附脱碳性能优于其他规格,并根据其特定条件下的出口CO₂浓度为50mL/m³时的CO₂吸附量指标,给出吸附剂用量与液化天然气（LNG）脱碳工艺处理量的关系系数。     

天然气管式除砂器结构设计与性能评价

海上天然气凝析液井口平台具有空间有限、远离陆地、无人员常驻、设备维护成本高等特点,对除砂设备与工艺提出了更高的挑战。针对这个问题,提出了一种结构紧凑、体积小的管式除砂设备,并以压降、质量分离效率、粒级分离效率为评价指标对除砂器性能进行了评价。结果表明,分离室直径由D1发展为2D1的过程中,质量分离效率提升较快。继续对分离室扩径,质量分离效率升高趋势减缓,除砂器压降迅速增大;除砂器采用二级分离结构对分离性能的提升较为明显,质量分离效率提升20%以上。将分离后的砂砾粒径与管道携砂临界粒径、井口安全运行临界粒径进行比较,大粒径砂砾的分离效率达到80%以上,管式除砂器可以完成海洋井口平台砂砾预分离任务。     

湿天然气管道积液处理方案设计与分析

积液得到必要的处理是湿天然气集气管道日常运行管理中面临的重要任务之一。为了减少集气管道中积液带来的影响和危害,基于OLGA软件的清管工艺瞬态仿真方法,建立了积液在湿气管道中的发展过程预测模型,开展了湿气管道积液沉积以及发展规律分析,在此基础上进行了湿气管道积液处理方案设计和模拟仿真,对所设计积液处理方案的有效性进行了评估。指出在集气管道间增设分离装置可以明显降低集气管道中的积液量和延长管道积液发展直至稳定的持续时间,为减小管道清管频次以及优化末端处理装置容积提供参考;在同等输量以及管道末端压力约束不变条件下,管间增设分离装置可以有效降低管道起点的动力需求,有利于整体工艺流程的节能降耗。     

试片断电法测量埋地管道的断电电位

为了对埋地管道阴极保护的效果进行评价,用试片断电法测量埋地管道的断电电位,以此近似阴极保护电位,给出了试片断电法测量中关键参数的选择方法及推荐值,并确定了测量过程中的具体操作步骤和注意事项。结果表明：此方法可准确测量埋地管道的断电电位,为管道阴极保护系统的安全运行和管理提供支持。