城市埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟

针对城市埋地天然气管道穿孔泄漏扩散问题,结合有限容积法,利用Gambit 2.4建立了天然气管道不同泄漏位置的CFD仿真模型,利用Fluent 6.3分别对天然气管道上部、下部及背风侧3种泄漏工况下,气体在土壤中和空气中的扩散规律进行了数值模拟。研究结果表明,下部泄漏在土壤和空气中的危险范围最大,关闭泄漏管段两端阀门以后,气体扩散危害范围逐渐变小。研究结果为城市埋地天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供了理论依据。     

天然气管道气体泄漏扩散过程研究

天然气管道发生气体泄漏将造成一定的危险范围。通过对泄漏气体扩散边界的研究，可确定泄漏气体扩散形成的危险域。研究得到，提高风速或气体泄放速度均会加大气体扩散速度，而使沿下风向的扩散浓度减小。将风速和气体泄放速度分别提高20%，风速对气体扩散速度的影响较大，而泄放速度对气体扩散浓度的影响较大。风速加大，泄漏危险域减小；风速减小，气体受浮力作用较明显，泄漏危险域变大。该研究成果可对泄漏气体扩散的危险域进行有效预测，有助于预防泄漏重大事故的发生。     

管道断裂中高压天然气减压行为研究评述

天然气输送管道强度和韧性的提高及高压富气输送工艺的采用，大大提高了运营效益，同时给管道安全评估提出新的要求。动态延性断裂（DDF）的扩展驱动力主要来自于外逸气体的压力，该作用力通过求解管道减压波的压力分布来确定。天然气减压方面的研究在国外取得一些成果，而国内仍未见报道。文章简述了天然气减压行为与延性断裂扩展行为之间的关系，阐述了输气管道的全尺寸爆破试验、天然气减压行为试验及减压理论模型和数值模拟等方面的研究进展,同时评析了天然气减压行为的影响因素,展望了天然气和富气的发展前景和研究方向。     

高压天然气管道泄漏扩散的孔口特征研究

选择天然气管道舱的一部分,在天然气管道的泄漏孔上方建立80×2.1m的关于泄漏扩散的物理模型,通过三大基本方程、组分输运方程和湍流方程建立其数学模型,模拟初始条件为舱室内的天然气浓度为0,以管道上泄漏空的泄漏速率为边界条件的天然气管道在不通风条件下的气体泄漏扩散情况,研究泄漏孔口面积和分布状态对泄漏扩散的影响。结果表明:泄漏孔口面积越大,泄漏速率越快;泄漏面积相等时,泄漏孔口越分散,扩散进行的越慢。     

基于CFD的城镇天然气管道泄漏扩散研究

针对城镇中埋地天然气管道的泄漏情况,研究了土壤、建筑物和风速对天然气管道泄漏和扩散的影响。利用CFD模拟计算软件对城镇中埋地天然气管道泄漏进行三维数值模拟,并得到了泄漏后三维空间不同截面位置处CH4的体积分数分布和爆炸范围及天然气泄漏时的人员疏散安全距离。研究结果为天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供了理论依据。     

含硫天然气管道破裂硫化氢扩散的影响分析

气体扩散过程十分复杂,受诸多因素的影响。同时,含硫天然气的运输存在一定的安全风险,因此,研究含硫天然气管道破裂后硫化氢扩散的影响范围具有重要的意义。通过对不同长度的含硫天然气管道泄漏后硫化氢扩散影响范围的分析,得出硫化氢含量,风速、破裂面积以及地形地貌对事故后果的影响规律,以期为含硫天然气管道的安全标准提供参考。     

天然气管道泄漏扩散规律CFD研究现状分析

研究天然气管道泄漏扩散规律可以为天然气管道泄漏事故的预防和补救提供有效的解决办法。在泄漏扩散规律的研究中,借助于计算机的CFD(Computional Fluid Dynamics)仿真技术不需要花费太大人力物力,且操作实施灵活方便,但由于CFD软件种类繁多,选取高效、准确的仿真软件显得尤为重要。为选取CFD仿真软件,对不同软件进行了对比分析,优选出了Fluent和CFX仿真软件,并给出了仿真案例。     

中缅天然气管道全线贯通

10月20日,来自缅甸的天然气输送至广西贵港市,中缅天然气管道全线贯通。中缅天然气管道起于缅甸皎漂市,从南坎进入中国境内的瑞丽市,经贵阳到达广西贵港市。管道干线全长2520 km,其中缅甸段长793 km,国内段长1727 km,设计年输气量120×108m3,设计压力为10 MPa,管道直径1016 mm。至此,由中国石油建设的中俄、中亚、海上及中缅油气管道的4大油气进口能源战略通道已全部打通。中缅天然气管道建成投产后,通过中贵线把中缅天然气管道和西气东输系统连接在一起,可使这两个管网系统的气源相互调度和置换,同时也加强了新疆、长庆和四川气区的联络沟通,使我国油气管网格局基本形成。多气源供应将提升对下游用户的供应保障能力。     

全生命周期天然气管道清管技术分析

目前天然气管道清管作业尚未形成统一的标准,在清管器选型、清管器参数确定等方面无明确规定。通过介绍国内天然气管道清管广泛应用的清管器类型,以及其适用范围和优缺点,提出了天然气管道清管器选型应参考的技术依据。结合国内天然气管道运行管理实践经验,分别针对新建管道、在役运行管道以及管道内检测等,提出了清管关键技术要求和指标参数,对于规范天然气管道清管作业规程具有指导意义。     

Quick estimation of gas pipeline inventory

Quick estimation of the pipeline inventory at the end of fiscal periods is common practice in companies dealing with the transmission of natural gas. The accuracy of line pack estimation depends on the accuracy of estimating the mean value of the gas density (or specific volume) which depends on composition and the distribution of pressure, temperature, and compressibility factor along the pipeline. An improved line pack estimation formula is developed for natural gas flowing in a horizontal pipeline. The derived formula takes into consideration the variation of velocity, pressure, temperature, and compressibility factor along the pipeline. Numerical results comparing the errors associated with line pack estimation on the basis of alternative approximations to the mean pressure, temperature, and compressibility factor are presented. The errors entailed on using different approximations depend on the gas composition, and the magnitude of the pressure and temperature ranges existing at the extremities of the pipe segment.     

不同土壤对输气管道泄漏扩散影响模拟分析

针对埋地输气管道泄漏气体在土壤中的迁移过程,以FLUENT软件为平台,研究了泄漏气体在土壤中的对流扩散规律,得到泄漏后的气体会在管道泄漏口形成椭球形的高浓度区,以浓度差为主要推动力的横向扩散小于以压力差为主要推动力的纵向对流,该结论与全尺度试验结论吻合。以甲烷爆炸下限扩散半径与地面甲烷质量分数的变化为尺度,研究了土壤性质包括土壤孔隙率、土壤含水率、土壤密度对气体对流扩散行为的影响,得出土壤孔隙率才是影响气体对流扩散行为的重要因素。模拟所得结论为埋地管道泄漏风险评估、事故应急疏散、管道设计与施工等提供了参考。     

输气管道泄漏声源特性及其变化规律

泄漏声源基本特征及变化规律是声波传播研究的基础,对泄漏信号预处理、特征准确提取及泄漏识别算法改进具有重要意义。为此,以输气管道泄漏喷注产生的声源为研究对象,基于气动声学理论推导泄漏喷注流场中的声源项构成,建立了泄漏声源区域三维仿真模型,基于M?hring声类比提取高马赫数和高雷诺数流场中的等效声源,采用气动噪声混合数值模型进行仿真。分析过程中提取了不同条件下(压力及泄漏孔径)泄漏声源的质点最大速率和平均速率、声压级及声功率级等基本特征参数,并利用管道泄漏模拟测试平台进行验证,明确了泄漏声源基本特征及其变化规律。研究结果表明:(1)泄漏喷注噪声主要是由气体高速喷射湍流和气固耦合引起的,声源以四极子和偶极子为主;(2)针对管道运行压力和泄漏孔径,得出了泄漏声源基本特征参数的变化规律;(3)泄漏产生的能量集中于低频部分,各频段(小于等于200 Hz)能量分布分析结果表明0~20 Hz能量比大于等于0.81,无泄漏及正常输送条件下能量分布趋于平均,可作为泄漏识别的特征指标。     

LNG接收站与输气管网的“互操作性”

不同来源的天然气与LNG的互换性问题在国内已经得到了一定程度的重视和应对,LNG接收站与输气管网等基础设施的互联互通从2018年开始也提升至国家层面予以推进,而统筹互换性与互联互通并位于更高阶层面的"互操作性"研究在国内尚处于空白。通过广泛调研欧盟国家在天然气管网领域关于"互操作性"的相关规定和做法,首次提出LNG接收站与输气管网等基础设施"互操作性"的概念定义,构建出"互操作性"的基本实施框架与组成,并对我国近两年内体现出"互操作性"特征的最新典型案例进行了分析。研究结果表明:①"互操作性"与第三方开放是两个独立的主题;②"互操作性"的目的是在互联互通、调度协同及信息交互的基础上,通过对各类设施具体技术标准、运行准则及操作程序的统一规范,实现各个设施用户的天然气在不同设施间跨系统地无阻碍流动;③"互操作性"框架包括气质标准与互换性、设施互联互通、设施联通协议、统一计量单位、统一电子数据交互平台、技术容量计算方法,以及LNG接收站特有的LNG船舶进港与船岸兼容审查程序、LNG分气质存储与槽车装车规则8个关键要素;④建议能够兼顾"互操作性"的目标和要求,把欧盟国家讨论得更为成熟且更加关键的设施联通协议、统一电子数据交互平台、技术容量计算方法 3个要素充分融入我国天然气产业链的治理性改革实践体系。     

威远页岩气田地面管线腐蚀原因分析

采用宏观检测、机械性能测试、腐蚀产物分析等方法,研究了威远页岩气田某平台失效管段的腐蚀失效原因。结果表明,水中SRB、CO_2、Cl~-是引发腐蚀的主要因素。     

管网独立后的中国天然气发展格局

随着我国油气体制改革的深入实施和国家石油天然气管网集团有限公司(以下简称国家管网)的成立,天然气产业中游管道业务将实现独立运营,势必给中国的天然气产业链带来深刻的影响并改变天然气发展的格局。为此,在深入调研我国天然气产业发展现状的基础上,结合国家各部委出台的有关油气体制改革的政策,判断了未来中国天然气的供应、管网、市场格局和价格改革方向。研究结果表明,未来中国的天然气发展格局主要呈现以下变化:①在天然气供应多元化的基础上,上游"三大、一中、众新"的天然气生产主体格局更加明显,就近供应成为主要的供应方式,四气集中是必然趋势;②未来管道企业呈现的"一大、N区、众小"格局或将成为过渡阶段,国家管网与省级管网公司将独立运营并处于竞合关系,而"最后一公里"管道会成为建设的重点;③地下储气库的价格套利功能将会日益显现,LNG接收站是各类资本最为现实也是最为活跃的投资项目;④中国的天然气市场在未来一段时期内仍将处于发展期,但消费模式会发生转变;⑤天然气价格市场化是必然之路,区域性燃气公司将成为市场的主力军,管输费仍将由政府定价,下游天然气终端价格将逐步放开。     

天然气扩散系数的研究方法

自行组装了两套可控温型天然气扩散系数测定仪,可以测定高温、高压条件下岩石的天然气扩散系数,能较好地模拟地层条件,比以往国内外常温、常压或较高温度、压力的测量仪前进了一步。利用该仪器分别测定了天然气通过10块干岩样和饱和水岩样的天然气扩散系数,并应用费克定律的积分式及气体范德华方程,将实测天然气扩散系数转换为饱和介质条件下的天然气扩散系数,转换系数为6.09。利用斯托克斯-爱因斯坦方程对实测天然气扩散系数进行了温度校正,校正后地层条件下的天然气扩散系数均小于实测天然气扩散系数,且随着埋深增加,二者之间的差值逐渐减小,其原因是地温随着埋深增加而升高,天然气分子运动速度加快,表明这一校正结果是符合地层条件的。图1表2参5(李海燕摘)     

我国石油天然气输送管道现状与输送钢管的发展

简要回顾了我国石油天然气输送管道的发展历程。结合石油天然气工业的勘探开发，从原油天然气工业的发展论及原油天然气输送管道，成品油输送管道，液化石油气管道，煤浆及矿浆输送管道的发展。对发展我国的输送钢管作了论述。     

长宁天然气长输管道智能监控系统的实现

本文介绍一种实现天然气管网集中调度,天然气管网运行分析,提高天然气管网的管理水平的一种方法。     

长输干燥天然气管道内腐蚀的直接评价技术

长输干气管道内腐蚀直接评价技术（Internal Corrosion Direct Assessment Methodolog for Dry Natural Gas,DG-ICDA）是在管道完整性管理基础上进行的输送干气管道的内腐蚀直接评价方法.其主要思路是通过DG-ICDA方法确定最易腐蚀的部位并对其进行直接检查,检测其腐蚀情况,用以推测其余管段的腐蚀情况.该方法具有成本低、无须大面积开挖等优点,广泛用于国外的长输干气管道的内腐蚀检测.本文对干气输送管道DG-ICDA的基本原理、评价过程等方面进行较为详实的说明.通过预评价、间接检测、直接检测、后评价四个步骤,对管道腐蚀情况进行综合分析,预测管道内易发生腐蚀的高风险区域,提高管道腐蚀评价的准确性.