含杂质超临界CO管道水击瞬态模拟

作     者：聂超飞 殷布泽 苗青 杨琦 路建鑫 胡其会 李玉星 

作者机构：国家管网集团科学技术研究总院分公司 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院.山东省油气储运安全重点实验室 

出 版 物：《油气储运》 (Oil & Gas Storage and Transportation)

年 卷 期：2024年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：中国石油科技创新基金研究项目“油气管道在线应力超声波测试技术研究” 2017D-5007-0605 

主　　题：含杂质CO 管道 水击 OLGA 瞬态模拟 

摘      要：【目的】随着“双碳战略目标持续推进，CO2管道设计建设进入快速发展期。长距离CO2管道运输常以超临界/密相态运行，管输介质密度大、相态复杂多变，工况变化以及设备启停等引发的水击风险亟需评估。【方法】为了明确超临界CO2管道的水击特性，针对中国某含杂质超临界CO2管道，采用OLGA软件建立瞬态模型研究地形起伏情况下含杂质超临界CO2管道的水击问题，并与水击压力理论公式计算结果进行对比。【结果】在高程起伏的CO2管道中，沿线最低点容易出现水击超压失稳或低压导致相变的风险，在管道压力设计时应在理论计算的水击压力幅值基础上增加最高点的高程水柱压力以防止水击超压，在规定最低运行压力时也应该考虑最低点的高程水柱压力防止水击负压产生相变。相较于纯CO2，当管内存在密度小于CO2的杂质时，水击压力幅值降低，水击周期增长，可以有效降低CO2管道的水击危害。【结论】在CO2管道工程设计中，建议将水击理论公式与考虑高程的瞬态仿真模型相结合来计算水击安全问题，尤其注意管道全线的低点位置。关于杂质含量的指标制定，不仅要考虑水击问题，还需根据经济比选，腐蚀、泄漏、减压波、韧性止裂等风险评价以及上游碳源的情况综合分析。