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关于天然气管网安全掺氢比10%的商榷

化工进展 2022年第3期41卷 1487-1493页

作者：陈伟锋尚娟邢百汇魏皓天顾超华花争立浙江大学化工机械研究所浙江杭州310027

大力发展氢能是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径之一。将氢气掺入现有天然气管网利于实现氢能经济高效、大规模输送与应用。安全掺氢比是掺氢天然气管输系统有待解决的关键问题之一。有观点提出当掺氢天然气中的掺氢比在10%以下时... 详细信息

大力发展氢能是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径之一。将氢气掺入现有天然气管网利于实现氢能经济高效、大规模输送与应用。安全掺氢比是掺氢天然气管输系统有待解决的关键问题之一。有观点提出当掺氢天然气中的掺氢比在10%以下时,可无需加以验证地直接通过天然气管网输送。本文提出从目前来看,该观点不成立。文章从管网系统掺氢适应性、示范项目掺氢比探讨和标准规范3个方面阐述了个中缘由。文中指出,掺氢天然气管输技术正处于起步阶段,其安全保障还面临诸多挑战,任何结论都需要经过反复论证和验证,以稳步推动氢能产业发展。

关键词：氢能掺氢天然气氢安全管道输送掺氢比

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管道输送含杂质CO_(2)的影响因素分析

天然气化工—C1化学与化工 2022年第3期47卷 94-100页

作者：李凯旋刘斌尚文博滕霖石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 中国石油安徽阜阳销售分公司安徽阜阳236000 福州大学石油化工学院福建福州350108

CO_(2)管道输送是碳捕集、利用与封存(CCUS)技术关键环节之一。该技术捕集的CO_(2)通常含有杂质,而杂质的存在将影响运输流体水力热力特性以及运输状态。利用模拟软件建立了起伏地形下的管道输送模型,分析了不同杂质(H_(2)、CH_(4)和H_(... 详细信息

CO_(2)管道输送是碳捕集、利用与封存(CCUS)技术关键环节之一。该技术捕集的CO_(2)通常含有杂质,而杂质的存在将影响运输流体水力热力特性以及运输状态。利用模拟软件建立了起伏地形下的管道输送模型,分析了不同杂质(H_(2)、CH_(4)和H_(2)S)、管道倾角及含杂比例等因素对管输工况的影响。结果表明:H_(2)或CH_(4)的混入显著影响了管输CO_(2)流的性质和相包络线,其中含H_(2)的CO_(2)流易产生气相,在实际工况中需要将含H_(2)混合流体严格保持在临界点以上;地形起伏影响管道流体输送,管道上倾时压降随管道倾角减小而减小,下倾时压降绝对值随管道倾角增大而增大。

关键词：管道输送 CO_(2)杂质水力热力特性

含APAM的高浓度全尾砂料浆内部结构演化特征

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中国有色金属学报 2022年第11期32卷 3553-3566页

作者：王石魏美亮陶铁军宋学朋刘武喻海根江西理工大学资源与环境工程学院赣州341000 江西理工大学江西省矿业工程重点实验室赣州341000 贵州大学土木工程学院贵阳550025 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

矿山实际用于充填的全尾砂料浆往往低于设计浓度,且其中残留的絮凝剂对其内部结构影响甚大,全尾砂料浆的管道输送特征与之前大相径庭。为此,本文对添加和未添加阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的全尾砂料浆开展了粒径测试、核磁共振(NMR)测试和... 详细信息

矿山实际用于充填的全尾砂料浆往往低于设计浓度,且其中残留的絮凝剂对其内部结构影响甚大,全尾砂料浆的管道输送特征与之前大相径庭。为此,本文对添加和未添加阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的全尾砂料浆开展了粒径测试、核磁共振(NMR)测试和扫描电镜(SEM)测试,综合采用计算机图像处理技术与分形理论,量化了全尾砂料浆在不同时间的结构演化特征。结果表明:1)APAM的添加增强了颗粒间的凝聚作用,更多游离的细颗粒在絮凝剂高分子长链的作用下参与形成絮团,料浆中颗粒的粒径增大;2)APAM促进了活跃的自由水逐渐转变为稳定形态的吸附水和絮团水,絮团水比自由水更加稳定而不易析出,有利于流体流动向层流发展,料浆稳定性增强;3)APAM高分子通过吸附架桥作用使颗粒排列更加紧密,随着静置时间的延长,料浆内部絮网结构不断发育,尤其未添加与添加APAM料浆的结构系数在0~20 min期间分别从0.947、0.960上升至0.984、0.998;4)APAM增大了料浆的屈服应力和塑性黏度,进而增大了沿程阻力,对于消耗部分多余的重力势能、减轻管道磨损破坏程度具有积极作用。因此,建议根据全尾砂料浆在管道内的输送时间,以添加絮凝剂后料浆屈服应力的稳定值计算沿程阻力损失。

关键词：全尾砂料浆 APAM 絮网结构结构系数管道输送

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苹果管道输送装置参数优化与试验

浙江大学学报（农业与生命科学版） 2022年第5期48卷 660-670页

作者：陈春皓李建平边永亮吕林硕薛春林河北农业大学机电工程学院河北保定071000

针对果农采摘果树高层苹果效率低的问题,设计了一种辅助人工采摘的管道输送装置。为优化该装置的输送参数,建立了撞击力测试试验台,并以‘富士’苹果为研究对象,分析果径为80~90 mm的苹果从3 m高度沿管道输送至果箱处的撞击力及受到的... 详细信息

针对果农采摘果树高层苹果效率低的问题,设计了一种辅助人工采摘的管道输送装置。为优化该装置的输送参数,建立了撞击力测试试验台,并以‘富士’苹果为研究对象,分析果径为80~90 mm的苹果从3 m高度沿管道输送至果箱处的撞击力及受到的机械损伤。以管道内衬种类、内衬厚度、防撞垫厚度为试验因素,以苹果落入果箱时的撞击力及损伤体积为指标,在单因素试验的基础上进行响应面试验。单因素试验结果表明,珍珠棉内衬材料对苹果的保护作用相对较好,撞击力与损伤体积均分别随内衬厚度和防撞垫厚度的增加呈逐渐减小的趋势。响应面试验结果表明,内衬种类为珍珠棉,内衬厚度为10 mm,防撞垫厚度为8 mm是最优输送参数组合,在该条件下,苹果落入果箱时的撞击力为4.99~5.47 N,损伤体积为275.02~300.52 mm3。经过试验验证,苹果的撞击力与损伤体积的误差均在5%以内,说明管道输送参数优化结果可靠。

关键词：苹果采摘管道输送撞击力损伤体积单因素试验响应面试验

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管道输送危险废物泵送压力试验研究

矿业科学学报 2021年第1期6卷 82-90页

作者：郭光明郑晓雯吴淼中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

蒸馏残渣与危废污泥混合物料通过管道输送到水泥回转窑焚烧是最优的协同处置危险废物的方法。物料是固-液两相流,黏性大,并混有铁皮、木材,固体泵长距离泵送是个难题。本文基于固体泵脉动式工作原理,通过分析管道压力的组成及产生机理,... 详细信息

蒸馏残渣与危废污泥混合物料通过管道输送到水泥回转窑焚烧是最优的协同处置危险废物的方法。物料是固-液两相流,黏性大,并混有铁皮、木材,固体泵长距离泵送是个难题。本文基于固体泵脉动式工作原理,通过分析管道压力的组成及产生机理,建立了基于稳态流动时的泵送压力数学模型及管道压力试验平台,管道输送含污泥质量分数为35%的混合物,每米水平摩阻损失为3.1 kPa,摩阻损失折算系数比为水平1 m∶垂直1 m∶水平90°弯头∶垂直90°弯头=1∶3∶16∶18。试验结果表明,配伍污泥质量分数为35%~40%的物料,泵送压力均随污泥质量分数的增加呈指数增加,与流速成线性关系,温差系数为1.5,重启系数为1.1,屈服应力系数为1.1。

关键词：危险废物协同处置水泥窑管道输送泵送压力塌落度屈服应力

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氢能管道输送技术最新进展

化工进展 2024年

作者：张家俊国丽萍东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室

在当前“双碳”背景下，氢能因其清洁、零碳、高效，储量丰富等特点，将逐渐发展成为世界能源的重要组成部分。氢能的长距离管道输送技术是其产业规模化应用的关键技术，亦是制约其发展的瓶颈技术。管道输送被认为是氢能长距离运输的最... 详细信息

在当前“双碳”背景下，氢能因其清洁、零碳、高效，储量丰富等特点，将逐渐发展成为世界能源的重要组成部分。氢能的长距离管道输送技术是其产业规模化应用的关键技术，亦是制约其发展的瓶颈技术。管道输送被认为是氢能长距离运输的最佳方式，具有安全、高效、节能的特点。该论文对氢能管道输送技术最新进展进行全面的概述和总结，分析表明：在国内对于氢能管道输送技术研究中，受限于掺氢比、安全性和相关技术工艺、设备不完善等问题，氢能长输管道技术规范标准和风险评估体系尚未完整建立，氢能的规模化应用尚未实现;要实现氢能大规模应用，关键在于氢能管道输送核心技术的突破和氢能管道输送技术标准体系的建立和完善。

关键词：氢管道输送天然气安全性相容性

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掺氢天然气在管廊中的泄漏与报警器响应

化学工程 2023年第8期51卷 84-88页

作者：段鹏飞常曦文李璐伶刘建辉李玉星深圳市燃气集团股份有限公司广东深圳518049 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

针对掺氢天然气管道进入市政综合管廊后的报警器适应性问题,利用CFD软件模拟不同掺氢比下天然气管道在管廊内发生小孔泄漏后的扩散过程,得到可燃气体体积分数的时空分布。结果表明:对于圆形泄漏孔,可以取孔口系数0.85来计算泄漏流量;管... 详细信息

针对掺氢天然气管道进入市政综合管廊后的报警器适应性问题,利用CFD软件模拟不同掺氢比下天然气管道在管廊内发生小孔泄漏后的扩散过程,得到可燃气体体积分数的时空分布。结果表明:对于圆形泄漏孔,可以取孔口系数0.85来计算泄漏流量;管道发生泄漏后,可燃气体在极短的时间内扩散到管廊顶端,决定泄漏后扩散距离的是空间的湍流和耗散程度,而不是射流过程;对比天然气泄漏以及掺氢比20%的掺氢天然气泄漏,考察从泄漏开始到可燃气体探头检测到爆炸下限的20%(体积分数)所需的时间,掺氢比20%的工况比不掺氢的工况最多长7 s,但若想要2种掺氢比下检测到爆炸下限的20%的时间相同,则建议掺氢比20%的情况下,甲烷探测器每8 m布置1个。研究结果可以为掺氢天然气的应用提供安全管控策略的参考。

关键词：掺氢天然气管道输送综合管廊泄漏扩散

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苹果采摘管道气力输送进风装置参数优化

果树学报 2022年第7期39卷 1308-1322页

作者：陈春皓张建路李建平边永亮刘洪杰吕林硕李绍波河北农业大学机电工程学院河北保定071000

【目的】探究苹果采摘管道气力输送进风装置结构参数对苹果机械损伤的影响,并获取结构优化参数。【方法】采用自建苹果管道气力输送装置试验台,以进风口数量、管道出口与进风口间距离、进风口倾角、进风口内径为试验因素,以风机与管道... 详细信息

【目的】探究苹果采摘管道气力输送进风装置结构参数对苹果机械损伤的影响,并获取结构优化参数。【方法】采用自建苹果管道气力输送装置试验台,以进风口数量、管道出口与进风口间距离、进风口倾角、进风口内径为试验因素,以风机与管道入口处压差和苹果损伤体积为评价指标,进行单因素试验分析各因素对评价指标的影响规律;基于单因素试验结果,进行四因素三水平的正交试验,采用极差分析法、方差分析法及交互作用比较分析试验结果,得到优化的进风装置结构参数组合,并进行验证试验。【结果】单因素试验结果表明:随着进风口数量及管道出口与进风口间距离的增加,管道内压力逐渐降低;随着进风口倾角及进风口内径的增加,压差及损伤体积呈先降低后增加的趋势。正交试验结果表明:影响管道输送苹果机械损伤因素的主次顺序为进风口数量>进风口内径>进风口倾角>管道出口与进风口间距离。【结论】优化参数组合为进风口数量1个、风机与管道入口间距离50 mm、进风口倾角30°、进风口内径44 mm。通过验证试验得到优化组合下压差为82.3416 Pa、损伤体积为85.6702 mm^(3),试验结果均优于正交试验中的指标值。该研究可为采用管道气力装置高效低损输送苹果提供参考。

关键词：苹果管道输送进风装置压差损伤体积试验优化

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纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数预测

天然气工业 2024年第5期44卷 127-135页

作者：朱建鲁吕浩王鑫周慧刘翠伟李玉星李璐玲段鹏飞任诚中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院中国石油技术开发有限公司深圳市燃气集团有限公司中石化湖南石油化工有限公司

纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用... 详细信息

纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用性,搭建了纯氢和掺氢天然气管输调压综合实验平台,开展纯氢和不同比例的掺氢天然气管输流动实验,根据实验采集的流量、温度、压力和管道的长度、管径等参数计算管道的摩阻系数,同时建立了摩阻系数与雷诺数、粗糙度之间的关系,并修正了传统摩阻系数公式,最后利用湖南省巴陵—长岭纯氢气管道的实际运行数据进行了验证。研究结果表明:①由于氢气与天然气物性差异较大,掺氢比会影响流动摩阻系数,相同条件下掺氢比越大摩阻系数越小;②传统摩阻系数计算公式存在30%左右的误差,创新提出的适用于纯氢和掺氢天然气的3段式摩阻系数经验公式,相对误差最大11.84%,能够有效降低误差;③与巴陵—长岭纯氢气管道实际的运行数据相比,修正后摩阻系数预测公式的平均误差为0.62%,该公式可以满足实际工程的误差要求。结论认为,得到的纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数修正公式可应用于纯氢与掺氢天然气管道工程设计,具有重要的工程应用价值和前景。

关键词：管道输送氢气掺氢天然气摩阻系数公式修正管输工艺设计