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基于CFD的浸没燃烧式气化器燃烧器结构优化

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化工设备与管道 2024年第4期61卷 13-18页

作者：葛宁杨林春候旭光潘骁骅周旭陈星均王宏帅中石油京唐液化天然气有限公司河北唐山063205 中石油江苏液化天然气有限公司江苏南通226400

浸没燃烧式气化器(SCV)是LNG接收站常用气化器类型之一,具有热效率高、负荷调节响应迅速、不受外界环境温度影响等优点,是LNG接收站冬季天然气调峰保障的关键设备之一。为解决国内某LNG接收站SCV燃烧器在运行过程中底板过热现象,采用计... 详细信息

浸没燃烧式气化器(SCV)是LNG接收站常用气化器类型之一,具有热效率高、负荷调节响应迅速、不受外界环境温度影响等优点,是LNG接收站冬季天然气调峰保障的关键设备之一。为解决国内某LNG接收站SCV燃烧器在运行过程中底板过热现象,采用计算流体动力学(CFD)方法作为辅助手段对燃烧器进行结构变更的理论验证,基于燃烧器的几何结构,进行不同负荷条件下的数值模拟,再通过Fluent流场分析软件进行计算,重点分析了将燃烧器预混气管延长100 mm后,燃烧器底板温度分布、气流流动路径、速度矢量分布等。计算结果表明:通过CFD方法的分析验证,将燃烧器预混气管延长100 mm能够将高温温度分布向下移动,有效改善底板处温度过热问题,达到设备安全平稳运行的目的,为该类型燃烧器的故障维修提供了良好的经验借鉴。

关键词： LNG接收站浸没燃烧式气化器燃烧器 CFD 结构优化

平行磁场对含V型缺陷的管线钢的腐蚀行为影响

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表面技术 2024年第2期53卷 78-87页

作者：王浩千王丹侯政煜梁守才张晓龙谢飞辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁抚顺113001 中石油辽河油田油气集输公司辽宁盘锦124010

目的研究平行磁场对含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响。方法利用失重法来计算含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在不同平行磁场强度下的腐蚀速率。采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱(XPS)对V型槽槽内外腐蚀... 详细信息

目的研究平行磁场对含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响。方法利用失重法来计算含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在不同平行磁场强度下的腐蚀速率。采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱(XPS)对V型槽槽内外腐蚀样貌及腐蚀产物进行分析,并分析出各腐蚀产物相对含量。结果发现平行磁场的加入,加速了V型槽槽外的腐蚀,减缓了V型槽槽内的腐蚀。随着磁场强度的增加,平行磁场对V型槽槽外和槽内的促进及抑制作用加强,无磁场时V型槽槽外腐蚀产物为Fe_(2)O_(3),然而随着磁场强度的增加,V型槽槽外腐蚀产物Fe_(2)O_(3)的相对含量增多,单质Fe的相对含量减少。而V型槽槽内的腐蚀产物Fe_(2)O_(3)随着磁场强度的增加逐渐减少,并且在40 mT时腐蚀产物变化为Fe_(3)O_(4),70 mT时腐蚀产物变化为FeO。结论平行磁场的存在加速了V型槽槽外腐蚀,抑制了V型槽槽内腐蚀,并随着磁场强度的增加,磁场对管线钢腐蚀的促进及抑制作用均增强。本文的研究结果对理解管线钢在磁场作用下的腐蚀失效行为有一定的参考价值。

关键词：平行磁场腐蚀 X70钢 V型缺陷库尔勒土壤

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中国石油工业上游前景与未来理论技术五大挑战

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石油学报 2024年第1期45卷 1-14页

作者：贾承造中国石油天然气集团有限公司北京100007

中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就,在资源困难的条件下原油年产量保持在2×10^(8)t水平,天然气产量实现了快速增长,2022年的天然气产量达2200×10^(8)m^(3)。中国已成为世界第四大产气国。通过探讨中国石油天然气的勘探开发形势,... 详细信息

中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就,在资源困难的条件下原油年产量保持在2×10^(8)t水平,天然气产量实现了快速增长,2022年的天然气产量达2200×10^(8)m^(3)。中国已成为世界第四大产气国。通过探讨中国石油天然气的勘探开发形势,分析中国石油工业上游面临的理论技术挑战,展望了未来中国石油工业的发展前景。中国油气勘探开发已全面进入深层、深水、非常规领域。预测直到2035年中国的原油产量将在2×10^(8)t稳产,天然气产量将在3000×10^(8)m^(3)稳产。中国石油工业上游的发展面临着来自深层、深水、非常规、老油气田提高采收率以及碳捕集与封存(CCS)/碳捕集、利用与封存(CCUS)五大领域的理论与技术挑战。未来石油工业的发展将更多地依靠深层、深水、非常规领域的油气地质理论和技术创新。形成新一代适应深层、深水、非常规油气勘探开发的理论、技术、装备与高效施工作业队伍是目前实现油气高效益、低成本开发的关键。先进的适应深层、深水、非常规油气勘探开发,以及老油田提高采收率和CCS/CCUS业务的技术与装备是未来一段时期发展的关键。

关键词：石油工业上游油气勘探开发前景理论技术挑战深层深水非常规油气提高采收率碳中和

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LiF/GAP协同作用改善硼粉的燃烧性能

火炸药学报 2024年第3期47卷 279-286,I0006页

作者：伍双艳王吉权邵建刘俊陈九玉朱宝忠孙运兰常州大学石油与天然气工程学院·能源学院江苏常州213000

以氟化锂/缩水甘油叠氮化物聚合物(LiF/GAP)为界面层对微米硼进行改性,研究LiF/GAP协同作用对硼粉热行为、燃烧性能和凝聚相燃烧产物的影响。结果表明,通过硅烷偶联剂处理后,硼粉表面黏结性得以提高,LiF能够较好地包覆在硼粉表面;GAP在... 详细信息

以氟化锂/缩水甘油叠氮化物聚合物(LiF/GAP)为界面层对微米硼进行改性,研究LiF/GAP协同作用对硼粉热行为、燃烧性能和凝聚相燃烧产物的影响。结果表明,通过硅烷偶联剂处理后,硼粉表面黏结性得以提高,LiF能够较好地包覆在硼粉表面;GAP在400℃之前抑制了LiF与硼表面氧化膜的反应,使LiF的除膜效应延后至硼粉氧化增重阶段,从而将更多的活性硼暴露在空气中发生氧化,促进了硼粉的燃烧;LiF和GAP协同作用显著改善了硼粉的燃烧性能,尤其当LiF和GAP质量分数均为10%时,作用效果最为明显。此外,LiF和GAP协同作用有效抑制了燃烧过程中硼粉团聚,使其凝聚相燃烧产物粒径降低。

关键词：物理化学硼颗粒 LiF/GAP协同作用燃烧特性团聚抑制燃烧机理

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二氧化碳膜分离材料及其性能研究进展

精细化工 2024年第6期41卷 1230-1245页

作者：岳庆友王宝珠李存磊赵然磊乔雨朋辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁抚顺113001

碳捕集、利用与封存技术是能源行业绿色发展的重要途径。与化学吸收法、变压吸附法和低温蒸馏法等传统工艺相比,膜分离法具有低能耗、高效率、小型化、环境友好、易与其他技术集成等优势。目前,膜材料的选择、改性以及对膜结构的重构是... 详细信息

碳捕集、利用与封存技术是能源行业绿色发展的重要途径。与化学吸收法、变压吸附法和低温蒸馏法等传统工艺相比,膜分离法具有低能耗、高效率、小型化、环境友好、易与其他技术集成等优势。目前,膜材料的选择、改性以及对膜结构的重构是提高膜材料分离性能的关键。该文总结对比了有机聚合物膜、无机膜及混合基质膜的研究进展,并对其分离机理、材料及性能进行了介绍,重点综述了材料的改性研究及用于制备混合基质膜的填充材料,展望了CO_(2)分离膜材料性能改进的研究方向及膜分离技术所面临的挑战。

关键词：二氧化碳膜分离法有机聚合物膜无机膜混合基质膜改性

可再生能源合成绿氨研究进展及氢-氨储运经济性分析

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化工进展 2024年第1期43卷 376-389页

作者：曾悦王月张学瑞宋玺文夏博文陈梓颀中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

可再生能源和氢能产业快速发展,氨作为储氢介质,因其能发挥长时储氢和长距离运氢的作用,受到广泛关注。化石燃料制氢合成氨工艺成熟,但二氧化碳排放强度大。绿氨以可再生能源电解制氢作为氢源,具有减少合成氨产业碳排放、消纳风光等可... 详细信息

可再生能源和氢能产业快速发展,氨作为储氢介质,因其能发挥长时储氢和长距离运氢的作用,受到广泛关注。化石燃料制氢合成氨工艺成熟,但二氧化碳排放强度大。绿氨以可再生能源电解制氢作为氢源,具有减少合成氨产业碳排放、消纳风光等可再生能源、充当储氢载体易于储运等优势,在碳达峰碳中和的目标下,开发绿氨合成工艺具有重要意义。本文总结了工业Haber-Bosch法合成氨、电化学、光催化、等离子体和化学链合成氨取得的研究进展及面临的挑战,阐述了可再生能源电解制氢合成氨工艺的技术路线和发展现状,对比了煤制灰氨和可再生能源制绿氨工艺的技术经济可行性,分析了电价、电解制氢能耗等因素对电解制氢合成氨成本的影响,论述了分别以氨为载体储氢和储存液氢的成本构成,研究了分别以氨为载体运氢和运输气氢的成本,提出了对绿氢合成绿氨、以绿氨为载体储运氢产业发展的思考。

关键词：合成氨可再生能源氨储运绿氨经济性

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二氧化碳捕集技术研究和工程示范进展

化工进展 2024年第6期43卷 2901-2914页

作者：刘克峰刘陶然蔡勇胡雪生董卫刚周华群高飞中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

捕集、封存(CCS)/捕集、利用和封存(CCUS)技术是缓解日趋严重气候问题的有效措施,其中CO_(2)捕集是CCS/CCUS技术中的关键环节。经过多年发展,以乙醇胺为代表以及在此基础上发展起来的多氨基胺、位阻胺、离子液体等化学胺吸收碳捕集技术... 详细信息

捕集、封存(CCS)/捕集、利用和封存(CCUS)技术是缓解日趋严重气候问题的有效措施,其中CO_(2)捕集是CCS/CCUS技术中的关键环节。经过多年发展,以乙醇胺为代表以及在此基础上发展起来的多氨基胺、位阻胺、离子液体等化学胺吸收碳捕集技术逐渐成熟,此类技术已开展或正在进行大型试验或工业示范。科研机构已经完成了技术评审(TR)的关键节点验证,积累了丰富的经验。本文结合具体案例简要介绍了包括燃烧前、富氧燃烧、化学链燃烧和燃烧后捕集技术的进展情况,分析了各类技术目前存在的主要问题,并提出了影响CO_(2)捕集技术大范围推广的关键因素。捕集能耗高、设备投资和维护成本高、产生的废弃物量大是影响捕集成本的主要因素。此外,捕集的CO_(2)主要还是用于驱油和埋存,尚不成熟的CO_(2)化工转化技术生产的产品竞争力比较弱。

关键词：二氧化碳捕集放大吸收吸附工程示范

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LNG接收站温室气体甲烷逸散特征与量化

安全与环境学报 2024年

作者：李长俊张洋贾文龙贾平杨张财功陈宇恒西南石油大学石油与天然气工程学院

液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）接收站内有大量的法兰、阀门、开口管、连接件等设备，设备内输送的LNG介质与外界环境温差大，其密封点处容易发生老化变形而引发甲烷泄漏，从而造成环境污染。目前，国内外缺少对LNG接收站设... 详细信息

液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）接收站内有大量的法兰、阀门、开口管、连接件等设备，设备内输送的LNG介质与外界环境温差大，其密封点处容易发生老化变形而引发甲烷泄漏，从而造成环境污染。目前，国内外缺少对LNG接收站设备甲烷逸散浓度与甲烷逸散速率检测及排放量的核算方法，难以准确地对LNG接收站甲烷逸散排放量进行核算。研究对LNG接收站高压泵区、管廊区、罐区等12个检测区域，3 243个设备的甲烷逸散浓度进行检测，明确了4类设备及12个区域的泄漏概率，量化了甲烷排放速率，构建了甲烷排放因子，修正了将甲烷逸散浓度换算为甲烷逸散速率的相关方程。结果显示，LNG接收站检测到252个泄漏点，占设备数总量的8%，主要集中在蒸发气（Boil Off Gas，BOG）压缩区、卸船区、高压泵区和罐区。LNG接收站场总排放量为5 756.21 kg/a，其中1.17%的设备贡献了约89%的排放量。相较于天然气输气站和压气站，LNG接收站的泄漏概率更大。研究成果为量化LNG接收站设备密封点排放总量及甲烷减排措施的制定提供了参考。

关键词：环境工程学液化天然气(LNG)接收站甲烷泄漏逸散浓度排放速率换算方法

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截断式脉冲水射流流场结构分析

机床与液压 2024年

作者：杜利伟李倩胥良君张伟黄丹李秋萍何军陆朝晖重庆大学资源与安全学院中石油西南油气田分公司重庆气矿中石油西南油气田分公司天然气净化总厂

截断式脉冲水射流生成过程简单且易于控制，但连续射流被孔盘横向剪切阻断后产生较特殊的流场结构。为探究截断式脉冲水射流流场结构的特性，通过理论分析、高速摄像与CFD-3D动网格数值模拟等方法，建立了射流几何结构简化预测模型和射... 详细信息

截断式脉冲水射流生成过程简单且易于控制，但连续射流被孔盘横向剪切阻断后产生较特殊的流场结构。为探究截断式脉冲水射流流场结构的特性，通过理论分析、高速摄像与CFD-3D动网格数值模拟等方法，建立了射流几何结构简化预测模型和射流动态演化数值计算模型，捕捉到截断式脉冲射流的偏转头和尾部尖体几何形貌，揭示了截断式脉冲射流非轴对称射流头部流场结构及其形成机理。研究结果表明：截断式脉冲射流最前端向孔盘移动相反的方向发生偏转，偏转角度随喷射时间的增大而增大，随后整体翻卷并相对后续主体射流向后滑移，头部结构的影响逐步消失；构建的3D数值模型能实现截断式脉冲射流流场生成演化过程，射流头部瓦片状尖体结构能有效降低空气摩擦阻力，但水锤压力效应随靶距的变化较大。

关键词：截断式脉冲射流水锤效应高速摄像 CFD 流场结构