新型烟气CO2捕集吸收剂测试分析与优化

进行了高效CO2捕集吸收剂的筛选工作,以中石化新开发的吸收剂为考察对象,以室内烟气CO2捕集实验装置和已建的胜利燃煤电厂烟气100t/d的CO2捕集纯化示范工程为研究平台,进行了吸收剂的测试分析。着重考察了操作条件对CO2产量及再生能耗的影响,并将实验结果与国内某知名公司吸收剂进行了对比分析,提出了优化方案。     

含杂质气态CO_2管道减压波传播特性

针对我国现有的气态CO_2管道,结合气液两相流声速计算模型,基于PR方程,建立了气态CO_2管道减压波传播特性的预测模型,并开发了相应的计算程序,分析了不同杂质及其含量、管道断裂初始温度和压力等对气态CO_2管道减压特性的影响。实验结果表明,杂质的混入使得气态CO_2减压波曲线的压力平台降低;气态CO_2管内甲烷含量越高,初始温度越高,初始压力越低,管道断裂扩展的风险越小。该模型可用于预测气态CO_2管道减压波的传播特性,为管材选择、气质要求提供理论参考。     

一种新型板翅式换热器气液分配器分配特性的敏感性分析

两相流动分配不均是影响板翅式换热器换热效率的主要因素。传统的"先混合,后分配"方法不能解决在导流翅片中流向突变时气液分离引起的气液两相流体分配不均问题,因此采用"先分配,后混合"的理念提出了一种新型的气液分配器,气体和液体分别从各自的通道进入分配器,在分配器内均匀混合后进入换热器的翅片换热通道进行换热。通过对分配器内部流场的数值模拟,发现:分配器的气液分配不均匀度随流量的增加而增加,且不均匀度受液相流量的影响比气相大。该气液分配器的气液分配不均匀度相比传统封头结构降低了一个数量级,能够有效改善板翅式换热器层间通道的气液分配特性,提高板翅式换热器的换热效率。     

基于行波法的段塞流瞬态捕捉模型建立与验证

气液两相流中，准确预测段塞流的特征参数具有重要的现实意义。Renault模型是基于非黏性Kelvin-Helmholtz（IKH）稳定性准则与黏性Kelvin-Helmholtz（VKH）稳定性准则建立的能够捕捉段塞前后界面运动的双流体模型，但该模型在液相单元格之间采用Riemann精确解，求解速度较慢。为简化计算，本文将行波法引入到Renault模型的液相方程求解过程，并对可能出现的干区用薄液膜代替，使行波法适用于所有计算单元，在保证模型精度的条件下，极大地提高了计算速度，运算时间相比Renault模型平均减少28%。对比本模型计算结果与室内小型环道实验数据，持液率与实测结果相一致，压降、段塞长度计算相对误差分别在25%、30%以内，且主要分布在20%以内。说明本文改进的瞬态段塞流模型具备运算快速、计算精度较高的特点，具有一定的工程应用价值。     

海洋立管两相流动及管道振动特性试验研究

为了识别海洋立管系统中可能出现的各个流型及考察立管系统在各流型作用下的动态响应,利用室内试验装置模拟海洋立管系统,对立管中两相流动压力波动及其引起的管道振动位移进行测试。试验中共观测到7种流型,提取了不同流型下压力波动的时频域特征值和振动响应的时频域特征值。对气液两相流流动特征及其引起的立管振动特性进行对比分析。研究结果表明,可通过时域信号结合功率谱密度特征对立管中流型进行判别;在具有明显周期性的内部流动的激励下,立管的振动频率与内部压力波动频率相等;强烈段塞流Ⅰ、强烈段塞流Ⅲ和水力段塞流对立管振动影响较大,强烈段塞流Ⅰ下立管产生的位移最大,水力段塞流下立管的振动频率最高。研究结果对保证海洋立管的安全运行具有一定的参考作用。     

CO_2-原油体系发泡特性实验研究

为研究CO_2驱油田分离器内泡沫层产生及消除机理,设计了一套高压溶气原油泡沫测试系统,采用降压法研究了CO_2-原油体系的发泡特性。利用高速摄像机对泡沫产生至衰变的演变过程进行了记录,总结分析了不同降压阶段的气泡行为,研究了降压速率和搅拌速率对原油发泡特性的影响规律。研究发现,随压力降低,稳定存在气泡的直径增大,气泡位置上移,发泡行为更加剧烈;降压速率增加对降压阶段的发泡行为无明显影响,但会加剧稳定工作压力下的发泡行为;在转速小于等于120 r/min的条件下,搅拌速率增加会加剧降压阶段的发泡行为,但会加速稳定工作压力下的泡沫衰变。     

含杂质气态CO_2管道减压波传播特性北大核心CSCD

针对我国现有的气态CO_2管道,结合气液两相流声速计算模型,基于PR方程,建立了气态CO_2管道减压波传播特性的预测模型,并开发了相应的计算程序,分析了不同杂质及其含量、管道断裂初始温度和压力等对气态CO_2管道减压特性的影响。实验结果表明,杂质的混入使得气态CO_2减压波曲线的压力平台降低;气态CO_2管内甲烷含量越高,初始温度越高,初始压力越低,管道断裂扩展的风险越小。该模型可用于预测气态CO_2管道减压波的传播特性,为管材选择、气质要求提供理论参考。     

掺氢天然气环境下管道钢氢脆行为研究进展

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。     

埕岛油田原油集输管网仿真及平台回压预测研究

按照埕岛油田"十三五"规划的提液要求,油田三个中心平台存在处理规模不足、末端平台回压较高等问题,因此需对各平台所辖管网进行调整,提升平台的现有液量处理能力。通过对生产数据进行分析,利用PIPEPHASE软件对埕岛油田三个中心平台集输管网进行了仿真计算。用现阶段生产数据对仿真模型进行精度验证和调整优化,得到了精度较高的管网仿真模型。用优化后的高精度仿真模型对三个中心平台2025年的井口回压进行了预测,发现中心一号、三号平台的CB701和CB22D卫星平台的井口回压分别达到了2.41和2.42 MPa,逼近生产临界值2.5 MPa,因此未来生产过程中需对这两个卫星平台进行严密监控,防止超压,保障油田正常生产。     

塔河油田原油管网能效分析及优化

针对塔河油田滚动开发过程中出现的部分站场运行负荷不均、集输设备工艺运行参数偏离设计工况等导致的生产能耗高、效率低等问题,开展了塔河油田原油管网能效分析研究。基于现场数据,利用PIPEPHASE仿真计算软件建立原油管网仿真计算模型,详细分析管网系统中管线、计转站等环节的运行参数规律及能耗。通过对仿真结果进行分析,发现塔河油田原油集输管网的热能损耗占管网总能耗的96.5%,因此降低管网能耗应以降低热能损耗为主。原油管网中部分管线存在压降、温降较大或管线效率较低等问题,针对这些管线采取串接管线或增加副管等措施进行优化,优化后管线效率最高可提高约7.5%。针对部分计转站出站温度进行调整分析,优化后计转站运行费用最大可降低30.44%,说明本优化方案具有非常明显的节能降耗效果,可在现场推广实施。