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2023年02期 42   
袁文强 郎宪明 曹江涛  蔡再洪  郑浩

 

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基于声波法的管道泄漏检测技术因其检测灵敏度高、定位精度高、可长期使用等优势近年来成为研究热点。
为明确该技术的研究现状及未来发展趋势,采用文献计量学的方法统计分析了 2010—2021 年该领域的发文量、
关键词,阐述了基于声波法的泄漏检测原理,并详细列举了泄漏声波产生机理、声波传播与衰减特性、泄漏声波信
号处理这 3 个主要研究方向的研究进展,结果表明:基于声波法的管道泄漏检测技术领域的文章发文量呈逐年
上升趋势,次声波信号因其传播距离长、能量损失小等优点成为研究热点;液体泄漏声波是由泄漏点处管道内外
压差产生的流固耦合作用造成的,气体泄漏声波产生机理的理论基础源于声拟理论和涡声理论,其泄漏声波主要
是四极子声源;泄漏点孔径的大小及压力、传播介质及管材都会影响声波法的检测效果;信号处理方法众多且各
有优缺点,在实际应用时需根据具体信号情况进行选择与调试。未来应针对液体管道非满管情况泄漏检测、气液
混相管道泄漏检测及这两种工况对应的声波衰减模型构建开展攻关研究。

 

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虞维超  李熠辰  王珩宇  赵洪洋  王子轩  林聿明  薛焱辉  宫敬

 

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天然气管网失效事件会严重影响天然气供应安全,降低天然气管网供气可靠性和用户满意度。为了最大
限度保障用户的用气需求,将失效事件对管网供气可靠性和用户满意度的影响降至最低,提出耦合单元失效和
需求侧影响的天然气管网事故工况流量分配方法。该方法首先建立适用于不同类型天然气用户的需求预测模
型和用户分级机制;其次,采用天然气管网水-热力计算模拟,量化失效事件对管输能力的影响;最后,基于混合
整数线性规划建立天然气管网流量分配优化模型,考虑用户需求侧和失效事件影响以及气源进气量、管网流量、
压力和水力等约束,确定事故工况下管网最优流量分配方案。将所提方法应用于某实际天然气管网中,对管网
关键供气节点和环节进行识别,并确定不同失效事件下的管网流量分配方案。结果表明,采用该管网流量分配
方法,能够最大程度保障重要度更大的天然气用户,从而降低事故对下游用户的影响,为管网精准调控提供技
术支撑。

 

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亓佳宁  樊迪  张明思  宋尚飞  张久达 史博会 宫敬

 

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气液混输过程中存在相间能量消耗、相间传质等现象,从而影响管内介质的流动状态和管道运行参数,气
液相的组成也会不断变化。利用 LedaFlow 软件对某实际气液混输管道进行稳态模拟,对比分析物性表模型和组
分跟踪模型得到的沿线参数模拟结果以验证组分跟踪法的可靠性,进而开展管道瞬态模拟,分析流体组成的变化
规律并预测气液两相相变量。结果表明:该管道内流体沿程液化,气相摩尔流量下降,其瞬态流动过程为一个气
相不断液化的过程;在稳态模拟中采用 LedaFlow 相平衡计算方式,即按照各相的流量占比应与静止状态下的气
液相分布相同的原则,可更为准确地确定流动过程中的相变量。研究成果可为气液混输管道中相变规律预测提
供理论基础,提升气液混输管道流动安全评价的准确性。(图 12,表 2,参 24)

 

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黄堃

 

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合理的排板方式是保障航空油料储罐锥形底板结构安全性和建设经济性的关键。针对现有排板方式存在
的问题,分析常见矩形和扇形排板几何特征,融合两种排板方式的优势提出了一种改进的矩形锥底排板方式。选
取 4 种不同容量油罐,采用改进矩形排板方式进行设计,并与已有排板方式进行对比分析,进而利用层次分析法
对 3 种排板方式进行综合评价,验证了改进矩形排板方式的优势。结果表明:改进矩形排板方式融合了传统矩
形排板和扇形排板的优势,用于锥底油罐排板设计的结构安全性较好,且制作成本低;相比于其他两种方式,改
进矩形排板方式在结构安全性和制作成本方面的综合权重指标高 7%以上,为最佳锥底排板方式。研究成果可
为立式钢制锥底油罐底板排板设计优化提供指导,保障航空油料安全、经济储存。

 

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王彬彬  张兴龙 李开鸿  侯浩  沈豪

 

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针对隧道内并行油气管道风险分析存在的不确定性,提出一种基于云模型的风险评价方法:基于并行管
道运行过程中潜在的危害因素,建立了管道间影响因素指标体系,包括并行间距、介质流速、隧道通风性、隧道长
度、管径、应急响应时间、上下游截断阀间距、管道运行压力和邻管壁厚;采用改进层次分析法和熵权法相结合的
形式确定评价指标的主客观权重,通过差异系数调和法得到组合权重;根据各等级区间划分得到标准评价云,结
合其权重得到隧道并行管道的云数字特征;通过云图以及相近度计算得出各隧道并行油气管道间影响因素风险
等级。应用该方法评价国内某 3 条隧道内并行油气管道间风险,结果显示隧道 2 的风险最高,并给出了相应缓
解措施。

 

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贾文龙  温川贤  李金凤  谢萍  杨帆 李长俊

 

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:天然气掺氢输送是长距离、大规模输送氢气的有效途径,但氢气换热物性有别于天然气,在役空冷器换热
性能对掺氢天然气的适应性尚不明确。为评估天然气掺氢后空冷器的换热性能,建立在役水平鼓风式空冷器仿
真模型,基于 BWRS 方程计算 7~10 MPa、60~80 ℃、0~25%掺氢比下天然气的比热容及导热系数,并采用 CFD
技术分析不同工况下空冷器前后气体温差。结果表明:①掺入氢气将增大天然气的比热容及导热系数;②降低
管输压力和空冷器日处理量、升高天然气初始温度、掺入氢气都将提高空冷器前后温差;③仅掺入氢气,在 25%
掺氢比以内,现有空冷器不经结构改造即可满足天然气的冷却需求;④掺氢输送时,可增大管输压力以稳定空冷
器出口温度并提升管道输送能力。

 

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宋梅 张加 李梦雪 刘晓豪 胡俊羲

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在碳排放约束下,企业绿色发展能力的优劣将决定企业的高质量发展。以中国石油、中国石化、中国海油3家油气企业为研究对象,应用文本分析法,构建油气企业绿色发展能力评价指标体系,基于3家油气企业2011—2020年的面板数据,运用主成分分析法和超效率SBM-DEA模型对3家企业绿色发展能力进行评价,探究碳排放约束下油气企业的绿色发展能力现状及存在的问题。结果表明:以“三桶油”为代表的油气企业绿色发展能力较弱,且存在较大波动。温室气体及其他污染物排放量高等因素是导致企业绿色发展能力低的主要原因。最后为油气企业应对气候变化、减少碳排放、提高绿色发展能力提出针对性建议。

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李华章 何文刚 李生红

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中缅油气管道贵州段沿线地势起伏大、地貌形态复杂多样,复杂地质条件下发育了多种地质灾害,其中滑
坡灾害对油气管道的安全危害极大。基于中缅油气管道贵州段沿线自然地理、地质环境、区域构造地貌以及降雨
特征,对管道途经区域的滑坡变形及其成因进行了剖析,并对沿线低地层倾角的典型坡体的演化过程进行了物理
模拟。研究结果表明:中缅油气管道贵州段沿线发育的滑坡类别主要为土质滑坡与顺层岩质滑坡,地貌倾角变
化较大,人类工程活动、强降雨作用等是触发滑坡事故的主要诱因;低地层倾角的坡体变形演化模式以蠕滑-拉裂
与蠕滑-拉裂-崩塌模式为主。加强管道沿线的滑坡监测与预警,可为中缅油气管道贵州段的安全平稳运行提供重
要的地质信息。
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张强  杨玉锋 张学鹏  刘硕  毕武喜  张希祥 贾韶辉

 

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为了实现“双碳”战略目标,建设超临界二氧化碳输送管道是发展的必然趋势。系统辨识了超临界二氧化
碳管道运行中面临的主要风险,梳理了超临界二氧化碳管道完整性管理各关键环节的技术现状及应用情况,对
比了超临界二氧化碳管道与油气管道完整性管理技术的差异性,并指明了超临界二氧化碳管道完整性管理在
体系建设、高后果区识别与风险评价、管道内检测、管道缺陷修复中存在的技术难点及攻关方向。建议从体系
标准建设、关键技术研发、优化管道管理 3 个主要方向开展进一步研究,不仅能够扩展油气管道完整性管理范
围,还可实现超临界二氧化碳管道与油气管道管道完整性管理的深度融合,为超临界二氧化碳管道的安全运行
提供保障。

 

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吴锴 张宏  周煜  董杰 陈炜

 

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当管道名义应力超过材料屈服强度时,基于应变的失效评估图是评价管道内裂纹缺陷的重要手段,焊缝强
度匹配是影响管道环焊缝断裂行为的重要参数,而传统的基于应变失效评估图方法未考虑焊缝强度匹配的影响。
基于此,采用数值模拟方法建立了管道环焊缝外表面局部环向裂纹驱动力有限元模型,并基于 BS 7910-2019《金
属结构裂纹验收评定方法指南》的参考应变计算方法,探索了裂纹深度、裂纹长度、焊缝强度匹配系数、管材屈服
强度对基于应变失效评估图评价管道环焊缝裂纹缺陷精度的影响,提出了将焊缝强度匹配纳入基于应变的失效
评估图改进方法与计算模型。改进后的基于应变失效评估图方法大大提高了的适用范围与评价精度,可为工程
中开展管道环焊缝的适用性评估提供参考。

 

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