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。     

调控中心远程投产长输液体管道实践

为了成功实现长输液体管道的远程调控投产试运行,调控中心需在多个方面做准备工作,包括:投产前期准备(基础资料准备、SCADA系统HMI界面的绘制、自控测试、仿真及现场的培训)、投产过程常用生产报表、相关部门职责的分工等。另外投产过程信息管理主要采用调度令、短信及简报形式;投产时期的输量控制采用清管器跟踪计算、罐位核算及摩阻损失校核等方法;油水界面跟踪时,应建立背压,并减少停输时间;调控中心的投产调控人员可根据给出的输量控制方法、油水气界面跟踪与控制、阀门接线异常等工况的识别与控制、投产过程注意事项等系统全面地对长输液体管道进行投产,有效保障液体管道的安全、高效投产。     

基于DSMC-CFD方法的气固两相流冲蚀预测研究

目的 研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响。方法 使用Eulerian-Lagrangian方法，将气相作为连续相，通过Navier-Stokes方程求解，颗粒平移运动由离散相模型（DPM）求解。颗粒间碰撞运动采用直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法进行模拟，用少量采样颗粒代替真实颗粒计算颗粒间碰撞，碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定，碰撞过程遵循颗粒间碰撞动力学模型，采用Grant-Tabakoff随机颗粒-壁面碰撞反弹模型，计算颗粒与壁面的碰撞运动。将颗粒运动信息导入5种不同的冲蚀模型，并将计算与未计算颗粒间碰撞的冲蚀预测模拟结果与实验数据进行对比。结果 颗粒间碰撞位置主要分布在90°弯头外拱侧的颗粒高浓度区，随着颗粒质量流量的增大，颗粒碰撞次数增加，且直管段中碰撞次数占比增大。随着入口速度的增大，颗粒碰撞次数减少。使用DSMC-CFD方法计算的最大冲蚀位置沿弯管外拱轴线向高角度方向偏移，且数值比忽略颗粒间碰撞的CFD方法约低5%~15%，总冲蚀率则两者区别不大。结论 引入DSMC方法计算颗粒间的碰撞，可以节省大量算力。弯管处发生颗粒间碰撞，DSMC-CFD冲蚀预测方法更符合实际，使用DSMC-CFD方法的Oka模型与实验测得值最贴近。     

管线钢在近中性pH值环境中应力腐蚀开裂研究进展

介绍了管线钢在近中性pH值环境中应力腐蚀开裂的机理。对管线钢在近中性pH值环境中应力腐蚀开裂的影响因素进行了说明。分析了在近中性pH值环境中力学因素(应力和应变速率)和环境因素(阴极电位、pH值、温度、氢以及溶解氧)对高强度管线钢应力腐蚀开裂的影响。总结了现阶段在近中性pH值环境中,高强度管线钢应力腐蚀开裂研究所存在的问题,并提出了研究、发展的方向。     

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。     

沿海钢筋混凝土结构Cl~-侵蚀数值模拟方法研究

提出了一种Cl-侵蚀的数值模拟方法。针对结构所处的水下区、潮差区、浪溅区和大气区不同的侵蚀机理,考虑温度、相对湿度、混凝土龄期、结合Cl-及对流影响,参考国内外研究成果建立相应的理论公式;以COMSOL为基础,将温度、湿度和Cl-运输进行多场耦合,开发出数值模拟程序,并对青岛海湾大桥某桥墩的Cl-侵蚀情况进行数值模拟。结果表明:该数值方法可以很好地模拟沿海混凝土结构Cl-侵蚀;钢筋去钝化依次出现在潮差区、浪溅区、水下区和大气区;对本实例,如不做特殊防护,钢筋去钝化最先开始的位置约为高程-2.200 m处(潮差区中心位置附近),该处钢筋去钝化时间约为25 a。     

新型超薄石材保温复合板在外墙中的应用

外墙是建筑最重要的围护结构,是节能控制的重点部位。一种新型的超薄石材聚氨酯复合板既有良好的保温性能,又具有优异的外装饰效果。结合某高校外墙保温装饰工程,详细介绍了采用工厂化预制生产、通过挂粘结合方式固定的超薄石材聚氨酯复合板的性能特点和施工技术。应用该新型材料可以达到节能要求,具有较好的经济效益和社会效益。     

LNG绕管式换热器壳侧单相传热模型的优化

天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比较分析了现有壳侧单相传热模型的优缺点,结合绕管式换热器壳侧低温实验数据,筛选出了适用于天然气液化预冷段的壳侧传热模型,并进行了优化。结果表明:对于天然气液化预冷段的壳侧传热系数计算,Abadzic传热模型计算精度最高、偏差范围最小、适用性最佳;Abadzic传热模型粘度修正后计算精度提高约50%,天然气液化预冷段的粘度修正系数可估算为1.05。     

小断面隧道软弱围岩台阶法施工参数优化研究

为减小三台阶开挖法对隧道软弱围岩的变形影响,依托崤山隧道,通过数值模拟对三台阶开挖时的台阶长度、高度进行优化,研究分析不同台阶参数下隧道围岩变形情况及掌子面的稳定性,结果表明根据各参数对围岩变形及掌子面稳定性的影响,上中台阶高度宜取0.35H～0.4H;考虑到隧道小断面施工空间问题,上、中台阶长度宜控制在5m左右.通过隧道三台阶开挖实测变形分析,最大拱顶沉降为40.3mm,最大水平收敛为33.28mm,均控制在预留变形量之内,且支护结构的变形具有一定的规律性.     

多相流动状态下Cl~-对X70钢CO_2腐蚀的影响

用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件下X70钢CO2腐蚀环境,通过电子显微镜、腐蚀挂片以及电化学在线监测等,对挂片表面形貌、腐蚀速率以及挂片在线腐蚀情况进行分析,采用实验与数值仿真研究了多相流动状态下Cl-对X70钢CO2腐蚀速率的影响,结果表明:在较低的Cl-浓度下,Cl-浓度对碳钢均匀腐蚀速率的影响存在一个临界浓度,超过临界浓度,碳钢均匀腐蚀速率大幅升高,继续增加Cl-浓度,对均匀腐蚀速率影响不大;在较高的Cl-浓度下,Cl-浓度对碳钢点蚀的影响也存在一个临界值,低于临界值,碳钢点蚀处在点蚀孔形成与钝化的动态平衡过程,高于临界值,这种平衡被打破。