定容过程气体水合物相平衡计算研究

近日,中国石油与北京航空航天大学合作研究的＂超音速涡流管分离新工艺先导性技术研究＂项目完成了实验室涡流管空气脱水实验,项目研究达到预期效果。该项目是2011年中国石油天然气股份有限公司科研计划项目,为＂中石油低碳关键技术研究＂项目部分内容。     

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湿天然气输送技术的应用,可使处于海洋、沙漠、戈壁、滩海等恶劣环境下的凝析气田的操作人员和开采费用下降。在实际运行中,湿天然气在输送管道中存在气液两相,因此管道中的流动总是处于慢瞬变流动状态。文章从流体力学的基本规律出发,建立了描述湿天然气管道输送调峰工况下瞬变流的数学模型方程,并对模型方程作了简化处理,设计了具体的计算思路。根据输送边界条件,给出了动态模型方程的数值计算方法、管道离散格式、参数存储     

CO2超临界态输送技术研究

为了提高CO₂管道输送效率,一般采用超临界密相输送。为此,利用组分热力学模型以及水力学模型,分别对CO₂液化管道输送、超临界输送和密相输送进行分析研究,对不同相态条件下的管道输送规律进行了模拟计算,得到了压力、温度等在输送过程的变化规律,并就压降-长度关系、压降-二氧化碳摩尔流量关系和压降-内径关系对3种输送方式进行了对比,得到如下结论：在相同的情况下,超临界输送时的压降比液化输送和密相输送的压降值要大,而液化输送的压降比密相输送大;超临界输送和密相输送的压力都很高,输送过程中基本不会发生气化,而液化输送随着输送过程中压力的降低、温度的升高,CO₂很容易气化;不同的输送方式无论从经济性还是能耗上都有很大的差别,输送状态的选择要根据整个系统的具体情况进行综合分析和评价。     

基于AMD Au1200的嵌入式DVD播放器的设计与实现

针对目前嵌入式DVD机大多采用嵌入式芯片外加DVD机的模式所带来的系统集成度较低，功能较为单一、成本较高等问题，提出了一种基于AMDAu1200MIPS32CPU的软硬件相结合解码来播放DVD的解决方法，并详细介绍了该播放器的工作原理及实现。这种方式通过将视频播放过程中大部分复杂工作交与硬件处理，降低了对系统资源的消耗，并且通过添加视频解码库还能够灵活播放如MPEG1，MPEG2，MP3和MPEG4等常见的视频文件格式。     

复杂地形条件下气液两相混输工艺水力模型建立

随着普光气田的开发,关于复杂地形条件下的气液混输工艺计算模型,特别是湿气集输工艺计算模型成为研究的关键问题。针对低含液复杂地形条件,建立了水力计算模型,提出了气液界面的凹面湿壁分数、剪切应力以及摩擦因子计算闭合关系式。开展了室内实验,验证了压力与持液率计算模型的准确性,收集了普光气田的现场生产压力和清管积液量数据,计算的压降结果与生产数据之间的误差在±5%以内,积液量的预测结果误差在±10%以内,吻合较好,建立的模型可以用于该条件的工艺计算。     

晃荡条件下氮膨胀液化过程冷箱运行可靠性

为了验证LNG-FPSO液化工艺及其核心设备--液化冷箱在海上晃荡条件下运行的可靠性,建造了小型撬装天然气液化装置,并通过冷箱的纵荡和横摇实验,对不同工况下板翅式换热器、膨胀机和分离器的工作性能及整体工艺系统的运行效果进行了分析。结果表明,晃荡条件下冷箱运行可靠,设备具有较强的抗晃动能力,带预冷的氮膨胀液化工艺可以适用于目标气田的海况;膨胀机水平安装可以减小晃荡的影响;横摇会提高气液两相分离过程的平衡程度及液相的蒸发率;横摇是对FPSO装置影响最大的运动形式,将工艺设备布置在船体的中轴线上可以减小设备晃荡的幅度。     

成品油在土壤中运移可视化的实验研究

为了减少成品油管道事故影响,更好地掌握成品油在土壤中的流散规律,搭建了室内可视化实验装置,基于数字图像处理技术,建立了难以实时测量的柴油饱和度与方便获取的HSI颜色模式各分量之间的函数关系,并通过采样实验进行了验证。结果表明,H(色度)和S(饱和度)可以作为判断多孔介质内是否含油的指标;通过S在低饱和区对油饱和度表征精度可达3.12%;通过I(亮度)在高饱和区对油饱和度表征精度在±2%以内。建立的动态、实时、非侵入式的土壤内部成品油运移的可视化手段,可为泄漏过程演化提供支持。研究成果弥补了国内油品在土壤中泄漏扩散可视化方面的技术不足,对于有效控制成品油引起的环境污染问题、减少油品泄漏带来的危害具有重要意义。     

海上多孔介质通道内氢气换热与正仲氢转化的耦合特性

在我国“碳达峰、碳中和”的战略目标下,风电和化石能源制氢技术正不断发展,利用海上风电资源或天然气制备氢气,并通过储运技术送到氢能源市场,为解决海上风电并网和消纳的难题、促进深海天然气资源的低碳发展提供了可行的思路,因此研究应用于浮式氢气液化工艺系统的绕管式换热器海上适应性具有重要意义。本文基于多自由度的晃荡平台,搭建了浮式多孔介质通道内压降测试实验装置;基于多孔介质模型、正-仲氢转化和氢流动换热理论模型,建立了多孔介质通道内耦合正-仲氢转化的流动换热数值模型。通过实验与数值模拟相结合的方法,分析海况和水平条件下多孔介质换热通道的性能变化。研究结果表明,填充催化剂的绕管式换热器多孔介质通道内压降明显,温降不明显,管内仲氢含量增加;随着氢气流量的增加,传热系数逐渐增大,而出口仲氢的含量逐渐降低;海况对海上多孔介质换热通道的压降和传热特性影响较小。     

基于群体平衡理论的水合物聚集动力学模型

水合物颗粒间的聚集是导致油气输送管道堵塞的重要原因,建立聚集模型能更好地进行水合物聚集的防治。首先,假定管道中水合物颗粒粒径连续分布并忽略对流扩散的影响,建立了以群体平衡模型为基本框架的水合物聚集动力学模型。重点考虑水合物的聚集和破碎,该模型的核心主要包括聚集核和破碎核两部分。其中,聚集核包括水合物颗粒间的碰撞频率和碰撞后的聚集效率,破碎核包括水合物颗粒的破碎频率和破碎后子颗粒的粒径分布函数。接着,以前人研究为基础并结合水合物颗粒的自身特性,对模型聚集核和破碎核的计算方法进行了选取和改进。最后,采用计算流体力学方法对模型进行了求解并将求解结果与相关实验数据进行了对比分析。该模型可为管道流动安全保障提供技术支持。     

埋地输气管道泄漏特性实验研究

为给埋地输气管道发生泄漏事故的后果分析提供边界条件,采用自行设计的环道装置,以空气作为实验介质,在不同土壤埋深(0～60 cm)、泄漏孔径(1～4 mm)和泄漏压力(10～50 kPa)条件下进行埋地管道气体泄漏实验,研究不同条件下气体泄漏量、动态压力、泄漏点前压力降的变化规律。对实验数据进行拟合,得到泄漏量与土壤埋深、泄漏孔径、泄漏压力的定量关系式,泄漏量与动态压力幅值的定量关系式,泄漏量与泄漏点前压力降的定量关系式。将计算结果与架空管道气体泄漏量计算的理论模型做对比,通过引入系数α,得出适用于小孔泄漏(d≤20 mm)、亚音速流动(P≤90 kPa)条件下埋地输气管道泄漏量预测的定量关系式。