天然气-凝析液混输管道水合物防控策略经济性研究

天然气多相混输管道停输后,水合物生成风险较高,采用泄压放空、加注甲醇或两者联合使用均能有效地防控水合物生成,但其经济性不同。针对南海某气田海底管道停输工况,在充分考虑平台操作实际约束的前提下,研究了联合运用泄压与注剂措施,并提出了经济成本计算模型,分析了不同防控策略的经济性及其影响因素。结果表明,不同策略之间的经济成本差异显著,单纯注剂法和单纯放空法均有可能成为经济性最佳的水合物防控策略,而"注剂-泄压"联合策略的经济性较差;具体的最佳防控策略与管道积水量、甲醇和天然气价格密切相关。     

大口径、高压力输气管道放空系统泄放后果分析及改进建议

大口径、高压力输气管道在提高天然气管输能力的同时,也对管道放空系统的设计、建设和应用提出了更高的要求。为了探究大口径、高压力输气管道放空后果与管道直径和压力的关系,以长距离输气管道放空系统的设计和建设标准规范为基础,采用TGNET、PHAST、FLARENET等多种仿真软件,对不同直径和压力等级的输气管道进行了放空量、泄放速率、马赫数和安全热辐射半径等放空参数的仿真分析。结果表明：①随着输气管道直径和压力等级的提高,现有规范下截断阀室分割的管段容积显著增加,管段内需要放空的天然气量呈指数级增加;②随着管道规格的升级,放空系统的泄放速率和放空管口流速也呈指数级增加,对应的马赫数、噪声、热辐射安全半径等放空参数均显著提高,天然气安全扩散半径也受到影响,对放空过程人员和环境的威胁显著增加。为了应对大口径、高压力输气管道放空造成的威胁,降低放空系统对人员和环境的不利影响,提出了以下建议：①缩短高规格管道在各类地区的阀室间距以减少放空总量;②增加阀室放空管数量;③延长允许放空时间,减小放空立管的泄放速率。     

埋地湿天然气管道安全停输时间计算方法研究

为了防止湿天然气管道在停输过程中水合物的形成,有必要对管道的安全停输时间进行计算。湿天然气管道在停输过程中,管内介质与周围环境进行热交换,停输时间过长可能会导致水合物形成,造成再启动困难。采用多相流模拟软件对安全停输时间计算方法进行了研究,利用有限元方法分析停输时埋地管道及周围土壤温度变化情况,将天然气温度与水合物形成温度进行对比,计算湿天然气管道安全停输时间,并研究了不同输送工况下安全停输时间变化规律。一般说来,安全停输时间随着输量、起点温度、环境温度增加而延长。所以,准确计算湿天然气管道安全停输时间对于指导气田安全生产具有重要意义,可以为计划停输方案制定提供依据,防止事故停输工况下水合物的形成,提高输气管道操作安全性。     

SIS阀执行机构的选型

当油气田或管道站场发生火灾或者是大面积泄漏时,采用紧急切断阀进行切断,切断有毒、可燃介质向外面泄放;需要时,启用紧急放空阀,将有毒、可燃介质直接泄放到火炬或者放空立管。根据API 553—2012规范的基本技术要求,结合近几年国内外油气田及天然气、成品油、原油输送管道应用的经验教训,探讨紧急切断阀、紧急放空阀执行机构在设计选型时容易模糊的技术问题,例如:防火、手轮、开关时间、复位、电磁阀配置、诊断等,确保紧急切断阀、紧急放空阀执行机构技术要求和设计选型正确。     

基于SPS天然气管道紧急放空的动态模拟

放空系统是天然气站场安全设施的重要组成部分,其完善与否关系到输气管道和处理装置的平稳运行。为反映淄博支线整个输气管道动态放空状态,并较好地重现放空系统瞬时放空状态,本文使用SPS模拟了淄博支线天然气站内放空管道稳态和动态工况,计算结果表明放空阀运行开度对系统压降有较大影响,但对瞬时放空量影响不大,将放空管瞬时流速与理论设计对比发现紧急放空开始时的瞬时速度很大,几乎为超音速,需要重新核算放空管的垂直反作用力,优化整个放空系统工艺参数的选型,为淄博支线安全生产运营打下坚实的基础。     

超量放空时放空立管工况分析与垂直反力计算

在站场放空系统设计中，设计人员有可能忽略紧急放空时出现的管道系统安全问题。近年来，先导式安全阀与ESD放空阀的使用加快了放空系统的瞬间泄放速度，设计人员应认真考虑紧急放空时，放空系统管道的安全和放空立管的承受能力问题。根据德国著名流体力学专家普朗特的相关理论并结合现场实际情况，研究了紧急放空出现超量排放时放空立管的管口声障和爆震激波现象，从工程应用的角度出发，提出如何确定放空立管垂直反力计算时的相关参数以及相应的简化计算方法。     

埋地保温管道和非保温管道停输温降规律对比研究

针对非保温、新建保温和在役多年保温三种保温效果差异性较大的热油管道,通过数值模拟,对比研究了其在停输过程中油温的变化规律和热力性能差异。结果表明:对于管段首端,停输时间较短时非保温管道的停输温降速率和温降幅度要大于保温管道,但随着停输时间延长,非保温管道的停输温降速率逐渐变小,同时非保温管道的停输油温开始高于保温效果较差管道的油温;对于管段末端,停输过程中非保温管道油温始终低于保温管道,但非保温管道停输温降速率总体要小于保温管道。针对不同管段保温效果不同的管道模拟也表明:非保温管道的降温速率并不一定是最快的。因此,在生产运行管理中,要注意保温管道与非保温管道在停输过程中的热力差异性,结合仿真模拟科学决策,杜绝简单惯性思维。     

Q847F-2.5紧急切断阀

Q847F-2.5紧急切断阀是一种自力式的气-液联动型阀门,以长输管道中的天然气压力为动力源,当管道破裂时,它能感知压降速率,然后通过气-液联动装置驱动球阀及时关闭。其结构紧凑、合理,机构动作灵活、准确、平稳、可靠。本文介绍了Q847F-2.5紧急切断阀的技术性能,工作原理以及调试方法。在天然气长输管道上安装该阀,能使长输管道安全运行,是起安全保护作用的理想设备。     

国外长输管道工艺设计标准的先进性

分别介绍了美国、加拿大、俄罗斯和澳大利亚等国石油长输管道相关标准中截断阀室的间距与选址原则、泄压阀的设定值、原油管道输油温度、顺序输送油品的排序原则、输油站的压力保护原则、输油站紧急停输原则以及输油泵房通风系统的设计等先进内容,与我国相关标准进行了对比,指出了存在的差异和可以借鉴之处,提出了改进我国相关标准的建议。     

一种新型的甲醇自动加注系统

为解决高压气田天然气系统放空时由于节流降温形成的天然气水合物堵塞管道问题,研制了一种适用于天然气放空系统的新型甲醇自动加注系统,在天然气系统向放空系统放空时,自动加注甲醇到管道内,防止天然气水合物形成,造成管道堵塞。     

长距离湿气管线的停输再启动工艺研究

为了防止长输管道停输再启动过程中生成水合物及蜡,需对管道停输再启动的瞬态过程进行研究。使用OLGA软件模拟的方法,对长距离湿气管线停输和再启动瞬态流动规律进行了研究,并对不同停输工况下再启动过程进行了参数预测及影响因素分析。研究结果表明:再启动期间,管线末端排液量突增;停输温度、压力及管线输量对管线末端气体体积流量、排液量和管线持液率均有明显影响。     

集输站场放空管道低温工况探讨

油气集输站场放空系统是站内设施的重要安全保障。在事故情况下,站内高压气体必须快速泄放。放空管道材质主要参考放空过程中管道的温度进行确定。为保证选材合理性与经济性,有必要深入探讨放空工况下介质和管壁低温工况。基于超压放空和紧急放空过程,结合工程热力学基本规律,分析了放空过程管道温度的影响因素,借助商用软件OLGA探讨并模拟了某集气站放空管道的温度变化规律。结果表明,超压放空后管道温度与介质温度较为接近,但紧急放空后管道温度与介质温度存在明显差异;紧急放空工况中,管道积存气体、管道热容等对管道低温具有一定抑制作用;动态模拟为放空管道合理选材与降低成本提供了技术支持。研究成果为集输站场放空管道精细化设计提供了一定的参考与借鉴。     

海底输气管道平均压力的计算与研究

海底输气管道的平均压力是海底管道基础设计的重要参数之一,其预测结果的可靠性和准确性直接关系到管道的安全施工和平稳运行。基于OLGA动态模拟软件,以实际海底天然气输送管道为例,模拟了管道停输时进出口压力及温度随停输时间的变化规律,确定了该工况下的管道平均压力并预测了此时管道是否存在水合物生成的风险。     

LDPE装置反应器放空线的聚合物监测技术

LDPE装置的生产具有高温、高压,反应剧烈,联锁点多,停车机率大的特点。反应器是聚合反应进行的场所,一旦发生反应器超温、超压联锁停车,必须通过反应器上的紧急放空阀和放空线将反应器内的乙烯和聚乙烯进行放空降压,以防止超温超压引起的事故。而反应器紧急放空阀在事故状态下,经多次开关后,必然造成阀芯和阀座的密封不良,使紧急放空阀关闭不严,存在反应器放空阀内     

一种高压设备防冲击紧急放空回路的设计

本文针对高压设备防冲击的问题,结合一个工程设计的实例,介绍了紧急放空回路设计中的一种缓慢放空的方案,计算了系统的放空时间,并定量地分析了放空阀体积流量与时间的关系以及紧急放空时压力与时间的关系。     

输油管道安全停输时间的计算方法

计算管道安全停输时间需要确定管道的最低允许启动温度,该温度决定了再启动过程所需要的启动压力,它受制于由管道承压和输油泵的工作特性所决定的最大启动压力,所以,安全停输时间的确定过程是一个重复试算过程。苏嵯输油管道中间站只有加热炉,因此将管道全线作为一个密闭系统来评价其安全停输时间。根据计算步骤中的方法,最终确定苏嵯输油管道春季安全停输时间为9～10 h、夏季为13～14 h、秋季为16～17 h、冬季为9～10 h。     

天然气处理站(厂)放空系统规模的确定方法

天然气处理站(厂)放空系统的设计关系到站(厂)安全,而如何确定站(厂)放空系统的设计规模尚无相关的规定,全量放空的设计理念并不科学,应结合事故工况下自控系统的设置,通过计算得到站(厂)最大放空速率,据此确定放空系统规模。建议采用先关断再放空的设计理念,采用ASPEN HYSYS软件建立站(厂)放空模型,分别模拟稳态条件和动态条件下站(厂)放空的过程,根据SY/T 10043—2002《泄压和减压系统指南》对泄放时间的要求,通过控制放空阀的开度,研究不同放空工况下气体泄放压力、温度、速率的变化趋势,站(厂)放空时采取可靠的措施控制放空初期的放空速率,确保安全、有效放空,并优化放空系统规模。     

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高压输气管线不停输大口径开孔新技术及其应用四川石油管理局输气公司朱勇兰翔管道不停输带压开孔作为一种先进的管道抢修、改造技术，具有广泛的应用前景。它不仅可以避免因停输造成用户停产带来的间接损失，而且还防止了因放空而造成对环境的污染，可以获得明显的经济...     

管道流动体系下天然气水合物生成模型的研究进展

管道流动体系下天然气水合物生成模型的建立对天然气水合物浆液的输送、管输天然气水合物防治以及天然气水合物技术的应用都具有重要意义。为此,查阅了大量的国内外相关文献并进行了总结与分析,认识到目前对该类模型的研究较少,现有的模型也是在静态釜式反应器天然气水合物生成理论基础上拓展而来的,主要包括驱动力、成核速率、诱导时间、水合物生长等方面的模型,上述模型被广大研究者用于计算管道单个截面处天然气水合物的生成速率预测,具有较好的计算精度。但现有模型用于管道流动体系下天然气水合物生成特性的预测还不成熟,需要进一步开展管道流动体系下天然气水合物的生成机理、管道沿线温度变化、添加剂及其流动界面对气液传质的影响等研究,建立动力学、传热、传质三者相结合的管道流动体系下天然气水合物生成模型,以此来解决管道流动体系下天然气水合物生成预测的技术难题。     

管道阴极保护投运异常处置案例分析

为解决某乙烷外输管道阴极保护投产试运行(以下简称投运)过程中管道中段3#阀室两侧约20 km保护电位不达标的异常问题,对设备调试参数有误、阴极保护站及阳极地床设置不合理、杂散电流干扰、防腐层质量差、保护电流异常漏电等主要影响因素进行了分析研究。研究初步判定保护电位不达标是由保护电流异常漏电所致;分析绝缘接头漏电、穿越套管搭接、阀室漏电等保护电流异常漏电的主要原因,判定管道保护电流异常漏电原因为阀室异常漏电;计算阀室主工艺区和放空区接地极表面积和电流漏泄量等参数,推断异常漏电部位为放空区;对放空区管道和接地极异常漏电部位排查,查明地面管道保温外护层的自攻螺栓穿透防腐层与管道本体异常接触导致漏电;最后按相关标准规范进行整改,管道保护电位达标。研究成果对阴极保护投运异常处置提出了系统全面分析和排查问题的思路与方法,为今后类似异常问题的处置提供了参考和建议。