关于提高CNG地下储气井安全性的研究

近年来,压缩天然气（CNG）加气站和城市CNG调峰站的大规模建设促进了CNG地下储气井广泛使用。但目前,国内已建成的CNG地下储气井存在一定程度安全隐患。通过对CNG地下储气井的结构设计、安装工艺、日常管理等方面研究,总结出一些可提高CNG地下储气井安全性的方法,为推进清洁能源应用做好安全保障。     

内置旋转式超声波检测技术在地下储气井的应用

近年来，压缩天然气（CNG）加气站在全国得到了很快的发展。全国天然气主产区如自贡、重庆等地，在很短的时间内建设了一批天然气加气站，其储存天然气的设备大多采用了地下储气井结构。储气井的设计和制造源自石油钻井工艺，在借鉴输油井管的基础上改造而来。储气井的井身由直径177．8mm到244．5mm的储气井专用套管通过螺纹和卡箍连接而成，长度从100m到250m不等。整体结构由下封头、套管和上端盖组合而成。其井身约有98％埋于地下，形成储存压缩天然气的单壁井筒式压力容器。     

地下储气井的安全问题

CNG充装站一般地处市区或邻近市区，周围建筑物密集，人、车流量大；CNG压缩机、储气井等场站设施涉及高转速、高压设备及易燃易爆介质，CNG充装站一旦发生事故，危害特别重大。为防止地下储气中发生重大安全事故，应从以下两方面采取措施： 1定期检验 地下储气井作为特种设备必须按照《特种设备安全监察条例》实行定期检验，同时，通过检验也可发现储气井在使用过程中出现的安全隐患，从而判断储气井的安全状况。     

高压储气井定期检验

储气井是一种特殊的地下、管状、立式压力容器，井身结构采用螺纹（无焊接）连接，工作压力高达25MPa，介质为压缩天然气，属于三类高压容器，目前全国在用储气井约4000口以上。储气井从上世纪九十年代开始投用至今，由于其深埋地下（最深达260m左右）、打开口径小（最小打开口径只有32mm）等特点，一直无法进行定期检验，存在极大的安全隐患。2005年四川宜宾某加气站1口储气井整体窜出地面，造成了很大的经济损失，所幸没有人员伤亡。     

新奥燃气胶州湾大区调峰储气方案研究

分析了新奥燃气胶州湾大区调峰储气的现状,预测了2018年季节调峰储气量、日调峰储气量及应急储气量,对该大区天然气的调峰储气方案进行探讨,确定了建设调度中心LNG储配站集中储存,再通过槽车运输至各LNG气化站的方案。该方案的实施有效解决了新奥燃气胶州湾大区储气调峰的问题,保障了安全供气。     

压缩天然气在乘用车上的应用

压缩天然气(CNG)是一种可替代汽油、柴油、丙烷或液化石油气的化石燃料。虽然它的燃烧会产生温室气体,但比其它燃料对环境的污染小得多,而且比其他燃料更安全,天然气比空气轻,泄露后很快发散在空气中。CNG通过压缩天然气(主要成分是甲烷[CH4])获得,常压下其体积仅占不足空气的1%,因此需要加压储存在20～25 MPa圆筒形或球形的压力容器中。CNG可以在传统的汽油机车辆的基础上改装,成为汽油、CNG双燃料车。由于汽油价格上涨,天然气车辆已经逐渐在亚太区域、拉丁美洲、欧洲和美国应用。受高燃料价格和环境要求的影响,CNG正在出租车和公交车上逐渐推广应用。     

超越LNG:气体替代燃料在前进

LNG已成为液化天然气(LNG)船舶的代名词,可能是因为其技术来自使用天然气运输船蒸发气的缘由. 除了燃气运输船以外,LNG已成功地应用于其它船舶,当然,它也展示了作为一种清洁、经济的液体替代燃料的好处.但它的缺点是对在船储存和处理都有要求,这不仅关乎于庞大昂贵的设备,还存在着一些安全问题,尽管发动机和燃料供应商,以及船级社已竭尽全力.天然气不是非得靠压力储存,它只不过是可压缩,且压缩天然气(CNG)已作为一种船用燃料在出售.但是,对除了CNG运输船以外的船只而言,油箱大小的极限可能将其限制在航程很短的船舶,如拖船和沿海渡轮.     

一种新型天然气储存技术及其应用前景

天然气水合物（NGH）是在低温高压的条件下由水和天然气形成的笼形结晶化合物。天然气水合物储气技术是一种新型的天然气储气技术，具有能量密度高、安全可靠、费用低等优点。文章介绍了天然气水合物的制备、储气性能以及应用前景。     

CNG汽车加气站安全运行管理

在CNG汽车数量逐年增多的背景下,CNG加气站的安全运行管理也日益受到重视。通过对CNG汽车加气站事故进行分析,将CNG汽车加气站分为售气区域和生产区域,由此进一步分析得出引发加气站事故的原因主要有:售气区域天然气气质不合格,售气机频繁使用加速破损老化,员工违规操作以及加气车辆自身存在问题;生产区域储气系统、压缩系统和天然气预处理系统均存在诸多危险因素。因此针对加气站安全生产薄弱环节,提出相应的安全运行管理策略:设备管理方面需要定期查漏,保证设备安全运行,加气站合理规划建设,制定防护和减灾措施;人员管理方面需要加强从业人员岗位培训,提高从业人员素质;CNG汽车加气站建设应合理规划布局,提高CNG加气站的规范性与安全性,以加强CNG加气站安全管理,尽可能消除安全隐患,减少火灾爆炸等各类事故的发生。     

天然气汽车发展现状及趋势

在能源结构优化、环境污染控制、气候变化约束的驱动下,天然气汽车具有较高的发展潜力。天然气汽车动力源主要有4种形式:压缩天然气(CNG)单一燃料发动机(燃料是天然气或天然气掺氢)、CNG汽油两用燃料发动机、CNG柴油双燃料发动机、液化天然气(LNG)发动机。天然气汽车主要应用于我国交通运输行业营运车辆,主要以CNG汽车、CNG/汽油两用燃料汽车的形式在出租车中应用;以CNG汽车形式在公交车中应用;以LNG汽车形式在重卡中应用。天然气汽车未来应该大力发展LNG重卡;保持CNG公交客车比例,并推动气电混合动力公交的发展;将两用燃料出租车逐步替换为CNG汽车。发展天然气汽车对我国能源结构优化、交通运输节能减排具有重要意义。     

东风天然气汽车即将批量生产

东风汽车公司最近表示，其自主开发、拥有自主知识产权的电控喷射单燃料CNG天然气汽车，将进入产业化阶段。今年，东风公司天然气发动机和整车销量预计将突破2000辆(台)。东风汽车工程研究院承担的“电控喷射单燃料CNG公交车的研究开发”，目前通过了科技部全国清洁汽车行动协调领导小组办公室组织的验收。     

液化天然气汽车的研究和发展

介绍了天然气汽车（ＮＧＶ）的三种储气技术。目前最广泛使用的压缩天然气（ＣＮＧ）技术是在高压（约２０ＭＰａ）下储存天然气,其缺点是一次充气行程短,还存在造价和安全性方面的问题。新兴的吸附天然气（ＡＮＧ）技术是在中等压力（约３．５ＭＰａ）下吸附储存天然气,要进入实用化还有待于解决吸附热问题及开发更高效的吸附剂。液化天然气（ＬＮＧ）在储存容器的尺寸、重量和造价方面都比ＣＮＧ技术更有优势。本文针对我国的情况分析后指出,应重视发展和推广重型车辆的ＬＮＧ技术。     

天然气水合物的研究及利用

介绍了水合物的形成和抑制机理，以及多种预测水合物形成条件的模型；分析了用水合物储存和运输天然气面临的问题，各种水合物促进剂的作用机理以及对水合物生成速度、储气密度的影响；叙述了开采、利用天然气水合物资源的研究进展和一种将水合物转化成液体燃料的方法。     

车用CNG燃气组分对发动机性能、排放影响的数值模拟

根据我国天然气组分随产地、季节变化的情况,选取四种具有代表性的天然气作为研究对象,通过建立单缸点火CNG发动机仿真模型,运用GT-POWER进行模拟计算。模拟结果表明：不同组分天然气对发动机动力性能影响有限;以全国平均气的有效燃油消耗为基准,四川气、东海气、凝析气的有效燃油消耗分别上升1.8%、6.5%、6.43%;以四川天然气为基准,东海气、平均气以及凝析气的CO排放分别上升16.5%、17.4%、22.6%;NO排放分别上升-0.92%、5.9%、7.5%。综合考虑动力、经济及排放特性,选用四川天然气为CNG汽车的最佳燃料。     

基于双怠速法的CNG/汽油双燃料汽车排放污染物研究

随着能源危机和环境污染的日益严重,天然气作为一种清洁的替代能源在汽车上被广泛使用.四川作为全国范围内最早开展CNG加气站和天然气汽车技术的地区,具有比较成熟的经验和技术.本文采用汽车双怠速法,对四川省内的部分CNG/汽油双燃料汽车的排放情况进行了测试和分析,掌握到了汽油车改装为双燃料汽车后的排放情况,研究结果对进一步推动天然气汽车技术以达到节能减排的目的有积极意义.     

超声波斜探头检测在车用压缩天然气钢瓶检验中技术条件的选择

随着国家对清洁能源的需求不断提高,压缩天然气(CNG)作为一种清洁能源越来越多的使用在各类车辆中,钢瓶作为CNG的载体,由于其复杂的使用环境极易出现裂纹等严重影响气瓶安全使用的缺陷。通过丰富的车用压缩天然气钢瓶检验实践,从理论分析和实验研究等方面,探究超声波斜探头检测的关键技术条件,确定最优选择。结果表明采用小晶片探头和化学浆糊的组合对于车用压缩天然气钢瓶的裂纹类缺陷具有最高的检出率。     

天然气汽车加气站发展趋势及LCNG加气站技术特点

叙述了目前世界上压缩天然气(CNG)汽车加气站和液化天然气(LNG)汽车加气站的加气流程和相关运行设备,对目前新型液化压缩天然气(LCNG)天然气加气站的加气原理进行了简单描述,并比较了LCNG加气站和CNG加气站的优劣,介绍了目前国外的天然气汽车和加气站的发展现状及趋势。     

自然吸气式CNG发动机主充模型的研究

为了准确预测自然吸气式压缩天然气(Compressed Natural Gas,CNG)发动机的空气流量,基于汽油机进气系统平均值模型,构建了CNG发动机的主充模型。根据CNG发动机进气系统的实际工作环境,引入了温度修正系数、体积修正系数、燃气量修正系数等参数,计算了不同工况下CNG发动机的空气流量。通过CNG发动机台架试验,测量了不同转速、不同进气歧管压力下的空气流量;对比分析了空气流量的计算值和试验值的方法,评估了模型的预测性能。结果表明,所建立的主充模型能较好的预测不同转速下空气流量随CNG发动机进气歧管压力的变化规律,空气流量的预测值与实验值的最大误差小于3%,模型具有较高的预测精度。     

压缩空气储能系统储气装置研究现状与发展趋势

压缩空气储能被认为是最具发展潜力的大规模物理储能技术,储气装置作为压缩空气储能系统的关键环节,对系统高效、稳定和安全运行具有重要影响.近些年来,随着压缩空气储能技术的快速发展,储气装置的研究备受人们关注.储气装置的特点主要取决于其材料属性,因此本文根据材料不同对储气装置进行分类,并着重论述了天然地下洞穴储气、人造洞室储气、金属材料储气以及复合材料储气的应用.对比分析表明,天然地下洞穴储气规模大、成本低,但是依赖于特殊地质和地理条件,因此应积极探索具有灵活布置特性的新型储气方案.进一步地,本文阐述了不同类型储气装置当前所面临的挑战,分别探讨了储气装置精准热力学模型建立、地下洞穴储气稳定性评价以及复合材料储气结构特性研究中亟需解决的重点和难点,并对未来储气装置的发展趋势以及研究热点进行了展望和总结.旨在为压缩空气储能系统储气装置的选型和理论研究提供指导,为改善压缩空气储能系统和储气装置性能提供借鉴.     

中国石油大学(北京)新能源研究院

<正> 中国石油大学(北京)新能源研究中心已承担国家科技部、农业部、住建部、北京市科委、教委和发改委多项沼气高值利用课题,并己成功完成北京市安定垃圾填埋场垃圾沼气净化纯化高值利用工业开发,正在进行3项沼气生产压缩天然气(CNG)工业示范,1项高浓度H2S沼气脱硫发电工业示范。可提供以下系列成介技术及工业没计沼气生产高值燃气系列技术利用沼气提纯生产天然气特别是