压缩天然气管道输送应用研究

压缩天然气输配由以下4个工艺组成:1)天然气的加压工艺.天然气经净化处理后,利用多级压缩机组将天然气压缩到20-50 Mpa,经灌装设备装入压缩天然气钢瓶中,天然气气质必须满足高压运送要求,并严格控制硫化物、水及二氧化碳的含量.2)压缩天然气的储运工艺.利用汽车、船舶将压缩天然气瓶组运送到用气点.这一过程充分利用公路、船运便利灵活和压缩天然气瓶组量可随意调整的特点,满足不同用户的需要.运送方式有两种:管束式、集装箱式.3)减压输送工艺.为满足城市燃气管网系统的需要,可选用多种工艺、设备将压缩天然气的压力减至城市燃气管网的各种高、中、低压的压力级别,以满足不同用户的需要.此项工艺是压缩天然气的一个绝热膨胀过程,需要有伴热系统提供热源,也是天然气输配技术的核心部分.     

考虑双重不确定性的天然气压力能出力特性分析

天然气管网余压资源利用是实现双碳目标的关键技术路径之一,压力能出力特性分析是支撑其高效利用的基础,为提高能源利用率和改善天然气管网运行经济性,提出考虑双重不确定性的天然气压力能出力特性分析方法。首先,提出一种并联式天然气管网压力能发电系统架构,并对其出力影响因素进行分析。然后,建立天然气网络模型及其各类负荷需求模型,并基于不确定性理论,构建考虑天然气流量与压力的双重不确定性模型;在此基础上,构建压力能出力?分析数学模型,并提出波动性指标对压力能出力特性进行分析。结果表明：①天然气压力能发电功率随膨胀机入口天然气流量、温度与压力增大而增大;②天然气压力能发电具有典型的时空特性与不确定性;③压力能发电波动性受时间尺度影响,时间尺度越大,波动性越强。     

天然气管网的瞬变流数值模拟研究

研究了天然气管网中的瞬变流动,介绍了采用特征线法求解天然气管网瞬变流的方法,讨论了该方法的物理意义及其计算公式.采用该方法对工程实例进行了模拟与分析.结果表明,特征线法能满足不同瞬变条件下的精度与计算速度要求,对天然气管网的可靠性评价和优化管理提供了理论依据.     

水气浮力发电技术及其应用

介绍了一项新型电站能源装备技术——水气浮力发电技术,是利用压缩空气、管道天然气等压力气体做动力驱动水气浮轮机发电的新技术,与分布式能源技术结合形成环保无污染的节能、蓄能发电模式。本文详细地描述了水气浮力发电机的工作原理和特点;通过水气浮力发电机应用工程组成管道天然气或压缩空气蓄能一水气浮力发电联供系统的先进性分析,说明水气浮力发电技术产品竞争力及开发应用前景。     

探讨城市燃气规划设计中的若干问题

文章通过介绍城市燃气规划中应重点关注的几个问题,如对天然气利用、气源规划、管网压力级制等问题的分析,结合城市燃气现状,提出了一些建议,以便使规划更有效的发挥其长远的指导意义和对近期建设的可操作性。     

裂隙岩体贯通及锚固止裂路径有限元分析

供水管网地震过程中往往会遭到不同程度的破坏,以震后管线破坏状态模拟为基础,对带渗漏管网进行水力分析,进而评价其服务性能.在渗漏管网流分析时,引入节点配水量和节点压力的函数关系,结合中国点式渗漏模型,通过求解非线性方程组,得到震后管网节点的供水量和节点压力.该方法在传统的管网水力计算基础上,考虑节点流量随水压的动态变化,避免了负的压力计算值的产生.以一实际管网为例,介绍了震后供水管网功能分析的应用方法.     

天然气管网系统性能评价指标及方法研究进展

目前中国对天然气的需求与消费扩大,天然气管网建设势必要加快.天然气管网系统在服役过程中的事故率和安全风险难以控制,从而会极大影响天然气管网供应格局的形成.近年来,中外对天然气管网系统的性能评价指标及方法已经取得了大量的研究成果,但是中国油气管道领域的应用实例仍然较少,未形成一套完整的、全面的天然气管网系统性能评价指标及方法体系.通过总结现有研究成果发现,管网结构可靠性评价主要是采用故障树分析、蒙特卡洛模拟方法来计算管网系统的失效概率,从而量化管网系统的可靠性.管网供气可靠性评价主要是基于概率统计方法,建立天然气管网系统日需求-日供给干涉模型,并结合TGNET软件或蒙特卡洛模拟法,求解出管网系统的供气可靠度;管网经济性评价主要侧重于投资估算和财务评价;管网适应性评价主要是通过模拟软件建立管网水力计算模型,从而分析管网在不同工况下的输送效率.同时也指明了建立管网系统评价模型、划分评价指标等级是未来的研究重点;采用极限状态设计理论,并准确计算管网系统发生失效或故障的概率是未来的研究难点.以上综述内容对于开展天然气管网系统性能评价指标及方法的理论研究与现场应用具有一定的借鉴价值.     

车用压缩天然气全缠绕复合材料气瓶强度试验及数值模拟

对压缩天然气燃料汽车气瓶进行水压试验,考核其承压部件的强度,同时进行爆破试验,以确定其最小爆破压力和爆破部位.考虑了复合材料各向异性以及气瓶封头处纤维缠绕厚度变化的特点,采用有限元分析软件对车用压缩天然气全缠绕铝内衬复合气瓶在预紧压力、0压力、工作压力、水压试验压力和最小爆破压力作用下的应力分布情况对比国外相应标准进行了分析和研究,预测出该气瓶的实际爆破压力.结果证明,有限元分析的结果与实际情况吻合得较好.     

压缩天然气发动机的新型喷射系统的建模和预测控制

内燃机配有共轨喷射系统对空气/燃料混合物的准确计量严格取决于压力调节.在压缩天然气(CNG)注射系统计量精度难以实现,气体的压缩使得燃料运送过程更加复杂.由于控制器的设计需要喷油系统模型,本文提出了一种基于物理学的状态空间模型的具有创新性的天然气喷射系统.该模型的参数只有依靠明确的几何数据和燃油性能才可以确定.比较在不同的操作条件下模拟与实验结果来验证模型.此外,该模型用于设计一种广义预测控制器的喷油压力调节,这是执行的几个步骤.实验结果表明该方法的有效性.     

天然气集输管网仿真技术研究

通过建立天然气管网管道元件以及非管元件仿真数学模型,采用隐式差分法将偏微分模型转换为有限差分方程,并采用牛顿-拉夫逊法求解模型,最后对某天然气管网进行了仿真分析,结果表明:各管道中的压力没有超过管道允许压力,部分管段压降、流量很小,增输潜力巨大,因此,可以调整输气方案,适当增加输气量.     

汽车密封条纵向压缩粘贴性能

汽车的密封条粘贴质量对整车NVH的持续性质量稳定起重要的作用,密封条的内角粘贴与直线粘贴、外角粘贴相比更容易出现开胶的失效现象.为了提高密封条内角粘贴质量,研究了汽车密封条压缩粘贴工艺对粘贴基底产生的附加压力,提出了通过压缩率计算密封条对内圆角粘贴基底产生的压力的计算模型,并进行了该工艺过程的有限元仿真.结果表明:压缩粘贴可使密封条对粘贴基底施加稳定、均匀的附加压力.密封条通过压缩粘贴对粘贴基底施加的压力与压缩率呈线性比例关系,此压力沿截面宽度方向不等,其分布情况与密封条的截面形状相关,该压力值沿圆周方向均布,其差值小于8%.压缩粘贴可明显提升密封条内角粘贴质量,且具有稳定的工艺性.     

面向结合面密封性能要求的装配连接工艺设计

为在产品设计阶段规划出满足密封性能要求的装配连接工艺,提出了一种面向结合面密封性能要求的装配连接工艺数字化设计方法.采用接触非线性有限元技术和弹性相互作用理论建立了螺栓组连接有限元模型,研究了螺栓预紧顺序、预紧力水平与结合面连接性能间的关系,构建了各螺栓预紧力大小与结合面压力间的关联模型,进而利用该关联模型,根据工况载荷下设备对密封性能的要求反求装配连接工艺.以发动机缸体缸盖装配连接为例,建立了发动机曲柄连杆机构动力学模型,分析了其工况载荷,并在缸体、缸盖和缸垫有限元模型的基础上,确定出工况载荷下发动机密封性能对结合面压力分布的要求,最后利用螺栓组连接与结合面压力间的关联模型反求出各螺栓预紧力的大小,通过与该型发动机已有装配连接工艺对比,验证了该设计方法的可行性.     

基于特征聚类的给水管网压力监测点优化布置

为了及时发现城市给水管网中的漏损、爆管等问题,需要在管网中布置压力监测点.现阶段通常依据各节点压力值的相似程度实现压力监测点的布置.针对上述方法未考虑管网节点空间属性的问题,作者提出一种给水管网压力监测点的优化布置方法.该方法通过选取节点的坐标、影响度和压力的标准差3个特征属性构建节点特征矩阵,再利用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法对节点特征矩阵进行聚类分析,依据聚类结果最终确定压力监测点的位置和数量.仿真实验结果表明:该方法有效地保证聚类后归属同一类的节点在管网中是连通的,选取的压力监测点空间分布均匀,为实际管网中压力监测点的布置奠定了良好基础.     

天然气管网系统的输气能力曲线

输气能力(GTC)是天然气管网系统的关键指标,用于描述系统的输送能力极限.天然气管网系统存在输气能力曲线,能更完整地描述系统的输送能力极限.描述天然气管网系统运行时的工作点和输气安全性,并给出GTC的数学模型.提出GTC曲线的定义、模型、指标及绘制方法.分别基于小型天然气管网和大型比利时天然气管网验证所述方法,并与现有...     

高炉煤气管网水力建模及调度策略

通过分析某钢铁企业高炉煤气管网的结构与设备运行特性,考虑管网压力与流量之间的关系,建立了高炉煤气管网水力模型,用于制订高炉煤气调度策略.案例研究结果显示,1700热轧流量下降时,管网压力随之升高,压力升至上限20kPa时,需依次开启1#和2#放散塔并调节放散量.当放散量达到84400m³/h时,管网压力可维持在允许范围内.4#和6#高炉休风时,管网压力急剧下降,需关停辅助锅炉与2# 80MW煤气发电机组以恢复管网压力.增设煤气柜后,管网压力稳定在13kPa左右.在压力相对误差<0.01%,流量相对误差<0.8%时,各工况模型计算时间较短,为3.59～4.46s.     

基于布谷鸟算法的给水管网调压阀优化设计

针对城市给水管网漏损日益严重的问题,采用压力管理的策略,通过在管网中安装调压阀降低管网压力,从而达到减少管网真实漏损的目的.利用一个新的优化算法布谷鸟算法,建立管网调压阀优化模型,确定调压阀的数量、最优安装位置以及最优操作方式,并在算例管网中与遗传算法进行对比测试.结果显示:布谷鸟算法由于其调节参数少,随机搜索路径优,在调压阀优化设计中显示了更优秀的优化能力,显示了强大的算法应用可扩展性,使得对真实管网通过最优化算法来确定最佳阀门控制策略成为可能.     

液化天然气小区供气工艺研究

该文对液化天然气钢瓶、钢瓶的灌装、小区供气工艺及特点、供气站的投资估算等进行了分析,瓶组供气工艺具有投资省、占地面积小、建设周期短、操作简单和运行安全可靠等特点,可迅速向城镇小区居民或工业用户供气,同时也可作为城市卫星站建设、天然气管网供气投运之前的过渡供气方案。     

多目标大规模供水管网监测点的优化选址

针对供水管网水力模型中监测点布置的优化计算不易得到确定结果、运行数据不能完全代表管网状况的问题,提出反映管网节点水量和节点压力变化的节点覆盖水量和节点相关水压的多目标遗传算法,综合灵敏度分析、爆管分析,结合测压点布设原则、管网拓扑结构、水力计算结果最终确定测压点优化选址的方法。该方法用于城镇大规模实际管网中,采用管网节点中的0.3%个节点为水压监测点即可覆盖约45%的管网节点与43%的管网水量,通过与现有布设原则比较,发现其结果与布设原则匹配度较高。该方法提高了管网模型测压点的精度和准度,也代表了管网中水压变化和水量影响,可有效消除人为因素影响和提高监控管网漏水、爆管、能耗的效果。     

天然气制烯烃发电多联产系统的模拟与火用分析

以天然气为原料,构建全新天然气制烯烃发电多联产系统,实现制烃系统和联合循环发电系统的有机耦合.采用Aspen Plus模拟软件对该系统进行流程模拟,计算出各物流的(火用)值,并对各单元进行热力学分析.输入输出(火用)分析结果表明,当甲醇合成单元的未反应气全部循环时系统的(火用)效率最高,为53.5%.从系统的(火用)损失量来看,(火用)损主要发生在天然气制合成气和尾气发电单元,两者分别占系统总(火用)损的36.4%和42.1%.     

天然气发电

天然气的开发和利用是二十一世纪能源, 环保等方面的重点项目。目前我国天然气总储量达242157亿立方米，开采量为196.74亿立方米。天然气最充分的利用是就地建立天然气化工厂，或将天然气就地处理后通过管道远距离输送到异地化工厂。用伴生气及天然气发电是一个具有很好前景的、具有长远经济效益的良好途径。1 适合天然气发电建厂的几种类型1．1含C1很高（易燃）的干气 天然气发电是将天然气做燃料，故C1含量越高，就越节省用气量，C1含量在85%以上都可直接考虑发电，最好是C1含量在95%以上。1．2天然气液体回收厂 当天然气C1含量在80%以…