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基于结构特征的LNG低温软管内流场流动特性研究

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科技导报 2024年第13期42卷 118-124页

作者：刘淼儿李方遒程昊李欣欣中海石油气电集团有限责任公司北京100028

低温软管在浮式液化天然气(LNG)传输系统中是必不可少的一部分,在浮式天然气液化装置(FLNG)和LNG运输船之间进行串靠卸料过程中起到了关键作用。针对低温软管内的波纹管内部流体流动特性进行理论分析和计算流体力学(CFD)数值模型建立,应... 详细信息

低温软管在浮式液化天然气(LNG)传输系统中是必不可少的一部分,在浮式天然气液化装置(FLNG)和LNG运输船之间进行串靠卸料过程中起到了关键作用。针对低温软管内的波纹管内部流体流动特性进行理论分析和计算流体力学(CFD)数值模型建立,应用FLUENT针对不同工况条件及结构参数下的低温软管开展内流特性模拟计算。通过模拟计算得到一系列管内流动压降及换热系数的变化规律,从而推导低温软管流动换热理论模型,为更加准确、快速地进行工艺计算提供理论基础及参考修正系数。

关键词： LNG低温软管结构特征流动特性计算流体力学

基于LNG冷能的膜-深冷分离碳捕集耦合系统工艺模拟与分析

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低碳化学与化工 2024年第2期49卷 96-104页

作者：秦锋陈海平明红芳张帆中海石油气电集团有限责任公司北京100028

开发经济、高效和节能的碳捕集工艺,是碳捕集、利用与封存技术的重点研究方向之一。针对低浓度(体积分数小于12%)CO_(2)烟气,提出了一种基于液化天然气(LNG)冷能的膜-深冷分离碳捕集耦合系统工艺,弥补了采用单一碳捕集技术的缺陷,并利用... 详细信息

开发经济、高效和节能的碳捕集工艺,是碳捕集、利用与封存技术的重点研究方向之一。针对低浓度(体积分数小于12%)CO_(2)烟气,提出了一种基于液化天然气(LNG)冷能的膜-深冷分离碳捕集耦合系统工艺,弥补了采用单一碳捕集技术的缺陷,并利用了LNG蕴含的冷能,有望实现更低能耗的CO_(2)捕集。利用Aspen Plus软件对该工艺进行了模拟,对影响系统性能的关键参数(液化温度、压缩压力和渗透气CO_(2)浓度等)进行了灵敏度分析,并开展了相关实验研究。结果表明,模拟结果与实验结果具有较好的一致性,利用该工艺可以得到符合工程或商业应用要求的液态CO_(2)产品;工艺CO_(2)捕集率与产品纯度随液化温度和压缩压力呈趋势相反的变化,即随着液化温度的降低或者压缩压力的提高,CO_(2)捕集率增加,但产品纯度降低;在达到工艺指标要求(CO_(2)捕集率大于等于85%、产品纯度大于等于90%)的前提下,工艺最低CO_(2)捕集能耗为2.183 MJ/kg(即捕集1 kg CO_(2)的能耗为2.183 MJ)。本研究为从低浓度CO_(2)烟气中分离回收CO_(2)提供了新思路。

关键词：碳捕集膜分离 CO_(2)液化 LNG冷能耦合工艺

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船舶深冷BOG再液化工艺参数影响分析

低温与超导 2024年第3期52卷 96-101页

作者：李恩道程昊刘淼儿邓晨庆中海石油气电集团有限责任公司北京100028

近年来一种小型船用深冷BOG(Boil-Off-Gas)再液化装置受到市场的青睐,成为LNG运输船的主流配置。本文采用HYSYS软件对深冷BOG再液化工艺进行了多工况模拟,以系统最小功耗为评价指标,分析了冷剂氮氦组分配比、冷剂膨胀前后压力等工艺参... 详细信息

近年来一种小型船用深冷BOG(Boil-Off-Gas)再液化装置受到市场的青睐,成为LNG运输船的主流配置。本文采用HYSYS软件对深冷BOG再液化工艺进行了多工况模拟,以系统最小功耗为评价指标,分析了冷剂氮氦组分配比、冷剂膨胀前后压力等工艺参数对系统功耗的影响。结果表明:膨胀后压力小于9 bar时,氮氦气冷剂最优配比约为50%:50%;提高冷剂系统操作压力和增加氦气组分含量有利于降低系统能耗;高压力下,氦气组分越多,能耗越低;与现有的液化装置相比,优化后的液化装置能耗低于800 kWh/t,为再液化装置研制提供理论参考。

关键词： LNG运输船 BOG 再液化深冷装置氮氦混合冷剂

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LNG冷能耦合制备高纯二氧化碳工艺研究

现代化工 2024年第6期44卷 216-220,226页

作者：安东雨梁海瑞陈锐莹李安琪卢昕悦中海石油气电集团有限责任公司北京100028

以低温甲醇洗装置尾气为原料,利用LNG冷能在低温、低压条件下精馏制备高纯二氧化碳。分析低温、低压下二氧化碳中杂质分离的可行性以及LNG冷能在二氧化碳提纯中的利用方式,实现了LNG冷能耦合高纯二氧化碳的制备。低温、低压精馏法制备... 详细信息

以低温甲醇洗装置尾气为原料,利用LNG冷能在低温、低压条件下精馏制备高纯二氧化碳。分析低温、低压下二氧化碳中杂质分离的可行性以及LNG冷能在二氧化碳提纯中的利用方式,实现了LNG冷能耦合高纯二氧化碳的制备。低温、低压精馏法制备高纯二氧化碳工艺电力消耗仅为传统中压精馏法的30.7%。

关键词：高纯二氧化碳 LNG冷能利用低温精馏分离提纯工艺模拟

液化天然气卸料臂结构计算分析与紧急脱离装置可靠性研究

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科技导报 2024年第13期42卷 105-117页

作者：杨亮肖立许佳伟郝思佳邱灶杨范嘉堃盖小刚陈举中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心北京100028

液化天然气卸料臂是连接运输船与接收站管线,输送液化天然气(LNG)的重要通道。针对卸料臂开展了有限元结构计算分析并给出设计优化建议。三维接头和外臂管道连接处存在较大的应力集中,结构设计过程应予以关注;支撑箱加长位置结构强度偏... 详细信息

液化天然气卸料臂是连接运输船与接收站管线,输送液化天然气(LNG)的重要通道。针对卸料臂开展了有限元结构计算分析并给出设计优化建议。三维接头和外臂管道连接处存在较大的应力集中,结构设计过程应予以关注;支撑箱加长位置结构强度偏弱,应采用壁厚较厚的管材制造。针对卸料臂关键核心部件紧急脱离装置,基于机械死点原理创新设计了抱箍锁紧机构,并开展有限元计算和性能试验测试,结果表明,抱箍锁紧装置的应力和变形量符合设计要求,稳定可靠性满足卸料臂作业需要。

关键词：液化天然气卸料臂紧急脱离装置抱箍锁紧装置可靠性

不同空气系数与掺氢比对10 mm火孔火焰稳定性的影响

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油气储运 2024年

作者：刘方杨宏伟邓付洁中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心

【目的】天然气管道掺氢输送易导致终端用气设备在燃烧用火时发生脱火、回火现象，影响设备的火焰稳定性。为明确不同空气系数与掺氢比对典型终端用气设备的燃烧火焰稳定性的影响，通过仿真模拟与实验验证相结合的方法开展研究。【方法... 详细信息

【目的】天然气管道掺氢输送易导致终端用气设备在燃烧用火时发生脱火、回火现象，影响设备的火焰稳定性。为明确不同空气系数与掺氢比对典型终端用气设备的燃烧火焰稳定性的影响，通过仿真模拟与实验验证相结合的方法开展研究。【方法】以终端用气设备中的10 mm圆形单火孔为研究对象，通过仿真计算了一次空气系数为0.40、0.60、0.65、0.70、0.80条件下，掺氢比为0%、3%、5%、10%的脱火工况，以及一次空气系数为0.60、0.65、0.70、0.80条件下，掺氢比为0%、3%、5%、10%的回火工况；结合GB/T 16411—2008《家用燃气用具通用试验方法》，设计了天然气（纯甲烷）掺氢火焰稳定性测试方案进行实验验证。【结果】脱火工况的临界火孔气流速度模拟值与实测值平均相对误差为5.73%，验证了脱火仿真模型的可靠性；回火工况的临界火孔气流速度模拟值与实测值平均相对误差11.22%，受实验测试条件影响，误差偏大；掺氢比越大，脱火极限越高，越不容易发生脱火现象，掺氢有利于防止脱火；掺氢比越大，回火极限越高，回火倾向越大。【结论】研究成果可为掺氢天然气的工业应用提供借鉴，在实验条件受限的前提下，对于终端天然气用户进行掺氢适应性分析时，可借助仿真手段开展针对性分析，同时对于掺氢比较高的应用场景，建议开展针对性测试，确保终端用气设备的稳定运行。

关键词：圆形火孔掺氢比仿真模拟脱火回火

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海气登陆管道事故工况仿真分析

化工设备与管道 2024年第1期61卷 112-117页

作者：杨宏伟刘方冯亮中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心北京100028

作为海上气田外输唯一通道-海气登陆管道的安全对海上气田稳定运行的重要性不言而喻。为了确保海气登陆管道安全、稳定运行,提前制定有针对性的事故应急方案不仅可以将事故影响范围、程度降至最低,同时可以完善管道完整性管理,最大程度... 详细信息

作为海上气田外输唯一通道-海气登陆管道的安全对海上气田稳定运行的重要性不言而喻。为了确保海气登陆管道安全、稳定运行,提前制定有针对性的事故应急方案不仅可以将事故影响范围、程度降至最低,同时可以完善管道完整性管理,最大程度杜绝管道运行安全隐患。以中国海油某海气登陆管道沿线市场需求为基础,借助水力仿真软件(SPS)对海气登陆管道典型用气需求工况进行多场景事故分析,提前预判管道发生事故时影响范围及持续影响时间,为管道运营方制定有针对性的应急预案提供参考。分析发现,重要站场停输检修,除由于停输检修场站导致对应场站用户无法供气外,其余用户用气需求均不受影响;重点关注区域管道泄漏及破裂,发生泄漏/破裂仅对截断阀门管段间用户存在供气影响,且管道下游用户压力波动剧烈程度与“互联互通”管网供气压力及供气量密切相关;气源中断,部分用户用气事故响应时间为15~20小时,建议通过中断部分电厂用户以确保其他用户用气安全。

关键词：天然气海气登陆管道事故水力仿真 SPS

不同空气系数与掺氢比对10mm火孔火焰稳定性的影响

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油气储运 2024年第7期43卷 740-748页

作者：刘方杨宏伟邓付洁中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心

【目的】天然气管道掺氢输送易导致终端用气设备在燃烧用火时发生脱火、回火现象,影响设备的火焰稳定性。为明确不同空气系数与掺氢比对典型终端用气设备的燃烧火焰稳定性的影响,通过仿真模拟与实验验证相结合的方法开展研究。【方法】... 详细信息

【目的】天然气管道掺氢输送易导致终端用气设备在燃烧用火时发生脱火、回火现象,影响设备的火焰稳定性。为明确不同空气系数与掺氢比对典型终端用气设备的燃烧火焰稳定性的影响,通过仿真模拟与实验验证相结合的方法开展研究。【方法】以终端用气设备中的10mm圆形单火孔为研究对象,通过仿真计算了一次空气系数为0.40、0.60、0.65、0.70、0.80条件下,掺氢比为0、3%、5%、10%的脱火工况,以及一次空气系数为0.60、0.65、0.70、0.80条件下,掺氢比为0、3%、5%、10%的回火工况;结合GB/T16411-2023《家用燃气燃烧器具的通用试验方法》,设计了天然气(纯甲烷)掺氢火焰稳定性测试方案进行实验验证。【结果】脱火工况的临界火孔气流速度模拟值与实测值平均相对误差为5.73%,验证了脱火仿真模型的可靠性;回火工况的临界火孔气流速度模拟值与实测值平均相对误差为11.22%,受实验测试条件影响,误差偏大;掺氢比越大,脱火极限越高,越不容易发生脱火现象,掺氢有利于防止脱火;掺氢比越大,回火极限越高,回火倾向越大。【结论】研究成果可为掺氢天然气的工业应用提供借鉴,在实验条件受限的前提下,对终端天然气用户进行掺氢适应性分析时,可借助仿真手段开展针对性分析。对于掺氢比较高的应用场景,建议开展针对性测试,确保终端用气设备的稳定运行。

关键词：圆形火孔掺氢比仿真模拟脱火回火

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基于专利的固体氧化物燃料电池技术趋势分析

现代化工 2024年第3期44卷 5-9页

作者：隋依言姚辉超王秀林张雨晴卢璐中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心北京100028

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种在高温下将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置,具有能量转化效率高、燃料适应性强且来源广泛、对环境友好等优点。通过分析1990年以来国内外高温固体燃料电池专利情况,从专利申请趋势、专利申请... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种在高温下将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置,具有能量转化效率高、燃料适应性强且来源广泛、对环境友好等优点。通过分析1990年以来国内外高温固体燃料电池专利情况,从专利申请趋势、专利申请人及专利地域布局等角度,研究了SOFC领域的技术关注重点、应用情况及技术发展趋势。现阶段高温固体燃料电池技术开发已进入快速发展期,国外固体氧化物燃料电池的研发方向主要聚焦于降低成本和提高稳定性,国内则主要集中在突破电堆关键技术、核心部件国产化及示范工程建设。

关键词：固体氧化物燃料电池 SOFC 电堆专利分析

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