极限工况下的管网“互联互通”改进方案

在全国天然气管道“主干互联、区域成网”(以下简称“互联互通”)基础格局逐渐形成的背景下,天然气管网规模日益扩大、管道分支和气源增加,并且分布不集中、输送方向可变,使得输气方案更加灵活,可以更好地解决某些地域的供气紧张问题;但受现有站场和设备的限制,暂不能满足某些多线组合极限工况,使得“互联互通”的初衷难以全部实现。为了使得现有的各输气干线在实现“互联互通”之后可以满足更多的多线组合工况,在分析“互联互通”背景下M管网工况变化的基础上,研发了可以进行水力仿真和压气站方案制订的计算软件,并对3种极限工况下的不同输气量情况进行了可行性试算,进而基于试算结果提出了相应的管网改进建议。研究结果表明:(1)经验证,软件计算误差满足要求;(2)在M管道某处增设压气站或在某些输气站场配置压缩机组;(3) M管网改进调整后,可以完成大部分的多线组合极限工况,真正实现“互联互通”的输气方案。结论认为,该研究成果有助于推进全国天然气管网早日实现“互联互通”。     

Deployment of a cloud pipeline for real-time visual inspection using fast streaming high-definition images

We investigate the challenges of building an end-to-end cloud pipeline for real-time intelligent visual inspection system for use in automotive manufacturing. Current methods of visual detection in automotive assembly are highly labor intensive, and thus prone to errors. An automated process is sought that can operate within the real-time constraints of the assembly line and can reduce errors. Components of the cloud pipeline include capture of a large set of high-definition images from a camera setup at the assembly location, transfer and storage of the images as needed, execution of object detection, and notification to a human operator when a fault is detected. The end-to-end execution must complete within a fixed time frame before the next car arrives in the assembly line. In this article, we report the design, development, and experimental evaluation of the tradeoffs of performance, accuracy, and scalability for a cloud system.     

Analysis of nitrogen oxide emissions from modern vehicles using hydrogen or other natural and synthetic fuels in combustion chamber

The paper presents a calculated analysis of the equilibrium emission of nitrogen oxides on the exhaust of carburetor and diesel internal combustion engines. The temperature of fuel oxidation is assumed to be 1,400 °C while the pressure for carburetor and diesel engines is assumed to be 60 atm and 80 atm respectively. The studies have been carried out for natural and synthetic fuels such as hydrogen, ethanol, methanol, petroleum, diesel fuel and methane at the excess air coefficient corresponding to the fuel oxidation temperature of 1,400 °C. In the paper, the method for calculating the equilibrium composition based on the equilibrium constant and mass conservation equations has been applied. It is shown that with an increase in pressure from 1 atm to 60 atm for carburetor engines and up to 80 atm for diesel engines, the reaction of nitrogen dioxide formation may shift towards an increase in NO₂. The formation of NO may be not affected by the increase in pressure by virtue of the fact that the reaction proceeds without changes in the amount. It has been determined that NO is the major atmospheric pollutant. However, it would be advisable to use more extensively the fuels characterized by the lowest output of nitrogen dioxide (methane and methanol), since nitrogen dioxide (NO₂) related to the 2nd hazard class is appeared to be the most dangerous to humans. It has been revealed that the reduction in oxidation temperature using hydrogen as a fuel for electrochemical current generators may allow reducing nitrogen oxide emissions by more than an order of magnitude as compared to the best results for ICE.     

埋地管道泄漏内封堵装置设计与研究

针对流体输送埋地管道泄漏问题,设计了一种利用管道机器人携带封堵气囊进行快速应急封堵修复的埋地管道泄漏内封堵装置。采用矩阵变换方法建立了牵引系统驱动轮过弯方程,利用MATLAB软件对过弯方程进行了验证,同时利用ADAMS软件仿真分析过弯路径与驱动轮转角对牵引系统行走速度的影响。研究结果表明:由两个串联封堵器组成的应急封堵系统可满足复杂工况下的管道泄漏封堵要求;牵引系统驱动轮在弯管内部行走时,单轮速度呈周期性变化,但三个驱动轮整体周期运动特性一致;驱动轮转角在25°~40°时,牵引系统行走速度与驱动轮转角成正比,且转角为30°时驱动效果最好。该内封堵装置的结构设计可为管道泄漏应急封堵领域装备的研发提供重要参考。     

β-环糊精修饰Ni/SFCC强化C9石油树脂催化加氢性能

以废弃的流化催化裂化催化剂（简称SFCC）为载体、β-环糊精为金属络合剂、硝酸镍为镍源，采用湿法浸渍法制备β-环糊精修饰的Ni/SFCC催化剂（简称Ni/SFCC-CD催化剂），考察其对C9石油树脂的催化加氢性能。通过BET比表面积测试、H2程序升温还原、X射线光电子能谱等手段对催化剂的物相结构进行表征，研究β-环糊精的作用机理及其对催化剂加氢性能的影响。研究结果表明：在反应温度为260 ℃、反应压力为7 MPa、反应时间为2.0 h的最优条件下，采用Ni/SFCC-CD催化C9石油树脂加氢，可制得溴值为1.45 gBr/（100 g）、色号（加纳德）小于1的水白色氢化C9石油树脂，催化剂循环使用4次后仍保持良好活性；β-环糊精的作用机理是：β-环糊精与硝酸镍产生络合作用，抑制硝酸镍的分解、控制NiO的结晶过程和增强活性组分Ni与载体之间的相互作用力，从而提高了Ni/SFCC-CD的催化活性和稳定性。     

埋地管道在冻土带的热力变形分析

埋地油气管道通过永冻土地带时,由于管内介质与周围的冻土发生了热力作用,使冰土解冻,在管道周围形成融化圈。文章分析了永冻土的特点,建立了永冻土地带土壤传热数学模型:融化圈内外传热方程、管道向土壤和土壤表面向大气所放热量的守恒关系、融化圈界面处土壤温度、相变界面处固相变为液相的传热条件。还建立了埋地管道模型,并以穿过永冻土地带土壤的输油管道为例,分析并计算了各种应力的最大值所在的位置和大小,提出了在永冻土地带减小管道热力变形的措施。     

同沉积压扭断层在柴达木盆地西部南区油气成藏中的意义

柴达木盆地西部南区逆断层断面产状呈上陡下缓的铲式特征,生长系数变化在1.3~2.5之间,断距纵向上向浅层逐渐变小和横向上向一个方向逐渐增大,总体表现为典型的同沉积压扭断层。指出该断层演化主要经历了同生冲断期、褶皱发育期、平静期及二次活动期4个阶段,长期活动的NWW向主干断层除控制构造带的展布格局外,还控制着烃源岩、储集层、盖层及其组合的空间发育,同时还有效地沟通着源岩与圈闭并成为有效输导体系的一部分,近N S向展布的次级断层决定着局部构造的发育特点,与NWW向断层联合控制着油气的局部富集。     

应用API 581对输气站场进行定量风险评价

目前专门针对输气站场的风险评价方法还不多，现有的手段也只是根据国家法律法规得出定性的评价结果，然后按照评价结果对照得出整改方案。为此，对输气站场的定量风险评价工作提出了一套新方法，得到了定量的和更加客观的风险排序，为管道站场的完整性管理工作提供了有力的支持；并以陕京输气管道榆林压气站为例，应用美国石油学会标准API 581（基于风险检测的基本源文件）对站内设施进行了风险评价，计算了站内设备和管线的失效后果、失效概率，得到了定量风险值，进而分析了风险值产生差异的原因。最后，针对我国输气管道风险评估工作提出了看法和建议。     

燃气管网动态仿真的研究及应用

研究和了解燃气在管道中的流动，是进行燃气管网系统优化和提高管网输运系统安全性的前提和基础。以流体力学三大守恒方程为基础，建立了等温和非等温条件下的燃气管网稳态和动态仿真理论模型。以有限差分法为基础，得到了上述模型的求解方法，并加入了耗散项，提高了求解方法的稳定性。通过增加初始点和延长出口点的方法，简化了模型的求解。通过在北京六环天然气管网中的初步应用，分别得到了与实际值综合相对误差为1.21％和2.62％的压力和流量仿真值，从而验证了模型及求解方法的可靠性。     

X80焊管H_2S环境应力腐蚀开裂行为研究

采用三点弯曲加载法和微电极扫描测试技术,研究了X80高强度级管线钢及其焊缝区的抗H2S环境应力腐蚀开裂(SSCC)行为。测定了焊接接头的显微硬度分布,分析了显微组织结构、力学性能及抗腐蚀性能之间的相关性。研究表明,热影响区(HAZ)对应力腐蚀开裂最为敏感,母材的纵向和横向取样对应力腐蚀敏感性影响不显著,薄壁管材比厚壁管材有较好的抗H2S环境应力腐蚀性能。HAZ晶粒粗大、硬度高,局部腐蚀倾向大,由此导致该区SSCC敏感性高。