天然气管网输配气量优化研究

天然气管网系统管理部门为了明确天然气管网的输气能力和提高天然气管网的利用率，需要对天然气管网系统的输配气量进行优化。为此，以天然气管网系统的最大流量为目标函数，同时考虑了管道强度、节点压力和流量限制等约束条件，建立了天然气管网输配气量优化的数学模型。在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上，提出了一种由二者结合构成的具有全域搜索、快速收敛和鲁棒性强等特点的混合遗传算法。结合实例，采用这一新算法求解了天然气管网输配气量优化的数学模型。实例优化结果表明，所建立的数学模型和采用的混合遗传算法是可行和有效的，能够对天然气管网系统输配气量的调度运行起到指导作用。     

油气管道堵塞检测及定位技术研究

针对油气输送管道中的堵塞现象,提出利用管道堵塞前后两端压差的剧烈变化,以及利用管道两端压力的模拟值与实际测量值的差异来检测管道的堵塞,提出通过检测管道水力坡降曲线奇异点的方法确定油气管道的堵塞位置的原理和方法,通过采集管道两端运行参数,并建立管道运行的数学模型,对管道实施仿真,获得整条管线的水力坡降曲线,再应用小波变换对管道的水力坡降曲线进行奇异性检测,而管道水力坡降曲线的奇异点将对应管道的堵塞位置.该方法具有所需设备少,操作费用低,操作简单等优点,优于现有管道堵塞位置确定方法.     

输油管道各加热站输油温度的优化计算

以节能降耗为目的，以热力费用、动力费用之和最小为衡量指标，建立了输油管道优化运行的数学模型，通过计算机编程运用MDCP法对各加热站的输油温度进行了优化计算。该计算方法速度快、准确度高、在实际应用中取得了令人十分满意的结果。     

埋地输油管道的热力计算

在埋地热油管道中，当其输送工况变化后，管内油品及土壤中的热力平衡会遭到破坏，油温及土壤温度将重新分布。因而，研究这一非稳定热力过程就必须对非稳定温度场进行分析。通过运用数学分析法（保角变换、拉普拉斯变换等）对管道内介质和周围半无穷大土壤的不稳定传热问题进行了分析，得出土壤温度场的计算公式。同时研究了埋地热油管道的停输理论计算问题。     

NaCl-KCl-Na2SiO3四元盐水体系溶解度研究

为计算NaCl-KCl-Na_2SiO_3-H_2O中离子溶解度,基于Bromley电解质模型,以NaCl为研究对象建立四元盐水溶解平衡模型,克服了硅酸盐因反应复杂,溶解平衡常数难以计算的问题,并对所收集实验数据,采用最小二乘法得出该模型所需、考虑温度变化的Na~+-Cl~-、Na~+-K~+、K~+-Cl~-、Na~+-SiO■、Cl~--SiO■二元相互作用系数函数。结果表明:相对于实验数据,本文模型平均绝对误差为5.1%,较Zeng方法准确度提升32%,表现出更好的准确性,以及升温、减小Na~+浓度、增大K~+浓度,可提高SiO■溶解度。由此,文中模型可用于NaCl-KCl-Na_2SiO_3水溶液的离子浓度计算及影响因素分析,并为成分更复杂的硅酸盐水溶液以及溶解平衡常数不易获得的盐水体系,提供一种构建溶解平衡模型的新思路。     

越江盾构隧道纵缝张开与收敛变形响应关系

隧道收敛变形能够直观地反映出隧道结构的安全状况,是影响地铁正常运营的重要因素。依托南京扬子江大断面盾构隧道,建立了单环管片精细化数值模型,以现场接缝张开度的健康监测数据验证数值模型的准确性与可行性,研究了纵缝张开与收敛变形的关系以及螺栓预紧力和管片拼装角度对收敛变形的影响。结果表明：(1)纵缝张开是隧道环向发生收敛变形的关键因素,管片绕接缝处转动是收敛变形的主要形态;(2)对于大变形情况(>8‰D),不建议将提高螺栓预紧力作为控制收敛的主要手段;(3)得到的“纵缝张开-收敛变形”拟合公式,可用于估算圆砾及卵石全透水地层中不同拱腰收敛变形下的拱顶纵缝张开量。     

全透明高压反应釜甲烷水合物动力学实验

水合物的生长和分解规律对开发海洋天然气水合物资源,实现深水天然气水合物气液固多相管道输送都具有重要意义。为了进一步揭示水合物的生长和分解特性,本文采用高压全透明反应釜装置,进行了温度0～30℃、压力3.35～8.16MPa和搅拌速率200～1000r/min范围内的16组甲烷水合物生长和分解动力学实验研究。结果表明：实验过程可分为水合物诱导期、快速生长期、缓慢生长期以及分解期这4个阶段。在水合物快速生长阶段,获得了温度、压力、搅拌电机扭矩和水合物生长速率随时间的变化规律,观察到了水合物颗粒的均相和非均相分布状态。通过加热促使水合物分解,揭示了分解阶段温度、压力和分解速率等关键参数的变化规律以及水合物块的分解形态。分析表明,水合物颗粒的分布状态与水合物浆液的流动性直接相关;水合物块的静态分解过程受到分解气传质控制。     

二氧化碳的管道输送工艺

将二氧化碳(CO2)自气源地输送到油气田进行地质封存,不仅可以减少CO2向大气的排放,还可以提高油气田采收率。由于CO2的临界参数较低,其管道输送工艺可分为气态、液态以及超临界态三种方式。根据CO2相态包络图,解释说明了三种相态的具体定义及其压力、温度范围。结合流程图,分别介绍了三种输送方法的具体工艺,对其经济性进行了比较。并对CO2管道输送工艺的应用现状进行了概述。     

应用时间序列分析方法预测油气管线点腐蚀深度扩展

点腐蚀是影响油气管线剩余寿命的重要因素，预测油气管线的点腐蚀深度扩展行为是评价管线剩余寿命的关键步骤之一。基于时间序列分析处理动态数据的特性，建立了点腐蚀观测数据时间序列分析模型，并结合实例对方法的有效性进行了分析，结果表明，应用时间序列分析预测油气管线点腐蚀深度扩展是切实可行的。     

北内环磨玉段清管工艺参数的计算

北内环磨玉段输气管线是输气管理处新建管线。基于北内环磨玉段现状,选择皮碗清管器为清管器具。可采用容积法并利用供气量的大小确定其运行距离,根据《长输天然气管道清管作业规程(SY/T6383—1999)》估算总进气量,用清管器后平均压力来控制清管器运行速度,再根据速度值估算出运行时间,最后利用管输效率计算公式计算出清管后的管输效率为105%。