膨胀透平在高压输气管道上应用的前景分析

通过开口系统能量方程及数学模型分析节流过程与膨胀过程的区别,得出高压天然气在调压过程中存在巨大的可供回收的压力能,节流阀、透平膨胀机是典型的能量回收设备;膨胀透平的效率最高,且膨胀透平能带来更大冷能的结论。研究结果对于压力能回收装置的选用和调压流程的优化具有一定的指导意义。     

小开度节流阀三相流场特征数值分析

在前人研究的两相流场特征数值分析的基础上,对小开度下节流阀的气-液-固三相流场特征及空化流动进行了数值分析。结果表明:流体在流经节流口时,流速迅速增大,压力迅速降低,直至达到液体的饱和蒸汽压以下,便形成空化。在相同开度情况下,开度小于1时,三相流旋涡区面积的整体上小于两相流旋涡区面积,当开度大于1时,三相流旋涡区面积的整体上大于两相流旋涡区面积。并且在两相情况下,压力对开度的变化更为敏感,随着开度的减小,压力区向节流口处萎缩较快,而三相流反应更为迟缓一些。在相同的工作条件下,开度越大,空化气蚀现象就越难以形成。研究成果可以为节流阀的后续优化设计以及现场应用提供技术指导。     

油气水三相节流阀的流通能力研究

油、气、水三相混合物的流动规律较单相或气液两相流动更为复杂,然而目前主要采取单相流方法来计算三相节流阀的流通能力。为了更精确地对油气水三相节流阀流通能力进行计算,以油气水三相介质流过节流阀时的能量守恒方程为基础,考虑节流时的临界流动和亚临界流动两种状态,建立了油气水三相节流阀流通能力计算模型;采用二分法对模型进行了求解,并编制了相应的计算软件。以此为基础,结合番禺35-1气田的实际油气生产数据,分析对不同开度,不同节流前压力和不同节流后压力下流经阀门的总质量流量,验证了方法的准确性。     

气井井下节流压力温度耦合预测模型

本文应用节点系统分析方法,以节流装置为节点,将井筒压力温度预测分为井底到节流装置,节流装置以及节流装置到井口,基于气井流体质量、动量和能量守恒以及井筒径向传热理论,建立了气井井筒压力温度耦合预测模型。将节流过程视为绝热过程,根据节流过程能量守恒原理,并忽略位能差,导出了流体节流过程中焓变计算模型。实例计算表明,本文建立的气井井下节流压力温度耦合预测模型能为气井井下节流动态分析、井下节流器工艺参数设计、水合物防治提供必要的技术依据。     

井下节流流场模拟

利用FLUENT软件,对节流气井井下节流流场进行了模拟。结果表明,在节流过程中,气体的压力、速度、密度等均发生了明显变化,节流后气体马赫数增大,节流后气体存在超声速,节流过程中流动状态是从亚音速一音速一超音速一亚音速变化的过程,变化过程中产生了一系列衰减的激波。     

超临界二氧化碳螺旋槽干气密封热流耦合润滑临界阻塞特性研究

在密封稳定运行的前提下,促成密封端面出口形成阻塞流动以提升气膜开启力、降低端面泄漏不失为干气密封性能优化的有效途径。以超临界二氧化碳(CO₂)螺旋槽干气密封为研究对象,综合考虑实际气体、离心惯性、湍流和阻塞流效应,采用有限差分法耦合求解压力和温度控制方程,定性研究了热流耦合润滑下的临界阻塞特性(临界阻塞进口压力p_o＿cir、临界阻塞转速N_＿cir、临界阻塞膜厚h_0＿cir和阻塞临界失稳膜厚h_sc)。结果表明：等温流动和绝热流动模型下超临界CO₂干气密封端面间隙出口均存在阻塞发生工况区间,进口压力、膜厚、转速对应的阻塞发生区间分别为p_o>p_o＿cir、h_0＿cir0sc和N＿cir;转速升高可以对临界阻塞进口压力和临界阻塞膜厚产生持续增强作用,增大膜厚则会导致临界阻塞压力降低、临界阻塞转速上升...     

考虑氢气实际气体效应和阻塞流效应的螺旋槽干气密封动态特性分析

以Chen等提出的氢气实际气体状态方程描述氢气的实际气体行为,以气体出口速度达到音速作为产生阻塞效应的条件,确定出口压力边界条件,采用小扰动法分析了干气密封操作参数对螺旋槽干气密封动态特性的影响规律,并与理想气体、强制出口压力边界模型中的动态特性系数进行了对比。结果表明：研究高压螺旋槽干气密封的动态特性时应当考虑实际气体效应和阻塞流效应。两种效应使氢气螺旋槽干气密封的直接动态气膜刚度减小,使直接动态气膜阻尼增大。随着压缩数、进口压力的增大,两种效应对动态气膜刚度的影响逐渐增强。以频率比为变量时,两种效应主要影响气膜刚度,对气膜阻尼的影响作用较小。针对所研究的工况,与理想气体和强制压力出口边界条件相比,考虑实际气体效应和阻塞流效应,以压缩数为变量时,动态气膜阻尼（C_zz、C_αα、C_αβ）的平均偏差分别为2.28%、1.93%、2.79%;以进口压力为变量时,3种气膜阻尼的平均偏差分别达到4.08%、2.07%、1.82%。     

考虑氢气实际气体效应和阻塞流效应的螺旋槽干气密封动态特性分析

以Chen等提出的氢气实际气体状态方程描述氢气的实际气体行为,以气体出口速度达到音速作为产生阻塞效应的条件,确定出口压力边界条件,采用小扰动法分析了干气密封操作参数对螺旋槽干气密封动态特性的影响规律,并与理想气体、强制出口压力边界模型中的动态特性系数进行了对比。结果表明:研究高压螺旋槽干气密封的动态特性时应当考虑实际气体效应和阻塞流效应。两种效应使氢气螺旋槽干气密封的直接动态气膜刚度减小,使直接动态气膜阻尼增大。随着压缩数、进口压力的增大,两种效应对动态气膜刚度的影响逐渐增强。以频率比为变量时,两种效应主要影响气膜刚度,对气膜阻尼的影响作用较小。针对所研究的工况,与理想气体和强制压力出口边界条件相比,考虑实际气体效应和阻塞流效应,以压缩数为变量时,动态气膜阻尼(Czz、Cαα、Cαβ)的平均偏差分别为2.28%、1.93%、2.79%;以进口压力为变量时,3种气膜阻尼的平均偏差分别达到4.08%、2.07%、1.82%。     

阻塞流状态下调节阀的计算与选型

通过对阻塞流和非阻塞流的阀门流量系数的计算,对比阻塞流状态对阀门流量系数计算的影响.分析了阻塞流与闪蒸、气蚀工况的关系,并讨论了阻塞流状态下阀门的选型.     

浅谈调节阀阻塞流对流量系数C值计算的影响

多年来国内外对调节阀Ｃ值的计算始终说法不一 ,而Ｃ值计算的准确性又直接影响调节阀的选定。Ｃ值的确定通常受工艺参数、介质选定的影响很大 ,但阻塞流对流量系数计算的影响却一直被人们所忽视。所谓阻塞流是指当阀前压力Ｐ1保持一定而逐步降低阀后压力Ｐ2 时 ,流经调节阀的流量会增加到一个最大极限值 ,再继续降低Ｐ2 ,流量不再增加 ,此极限量即为阻塞流 ,见图 1。图 1　阀压差与流量变化曲线从图中可以看出 :Ｑ′ｍａｘ大大超过了Ｑｍａｘ,因此为了求得确切的Ｃ值 ,应该把开始产生阻塞流时的阀压降ΔＰｃｒ作为计算阀压降。对于不可压缩…     

并联节流加载装置在压裂车试验平台上的应用

本文结合现今国内压裂车出厂前试验环节的现状,分析了节流阀加载原理以及并联节流加载装置在压裂车试验平台上的应用。并联节流加载装置的两个节流阀阀芯由伺服电机驱动,并可以分别单独控制,实现了压裂车高压试验过程中的便捷、高精度操控;在系统压力上升到很高的情况时,两个节流阀交替动作能够保证系统至少一路为通路,大大增加了装置的可靠性和安全性。     

输气管路节流阀不同开度时的流场模拟

节流阀的设计、安装、操作等不当将造成不可估计的经济损失和安全事故,而究其根本原因则在于流场的改变,故基于流体动力学理论,运用FLUENT软件对天然气流经不同管径、不同开度节流阀时的流场进行模拟,分析了不同管径、不同开度节流阀内压力与速度的变化,形象直观地反映了管内流场分布,为设计和改善阀门结构提供一定的参考依据。     

阻塞流及其对调节阀流量系数计算的影响

阐述阻塞流现象、产生机理及其判别式,并通过实例说明阻塞流对流量系数计算的影响.     

激波管中非定常凝结现象的数值分析

引言天然气处理、输运过程中常采用节流制冷工艺,由于节流过程是一个不可逆熵增过程,效率比较低,这会导致压力能的较大浪费。根据已有的研究结果[1]:非定常流动的过程效率高于稳定流动的过程效率。基于非定常、交变流动过程的高效气波     

阻塞流及其对调节阀流量系数计算的影响

阐述了阻塞流现象、产生的机理及其判别式,并通过实例说明阻塞流对流量系数计算的影响。     

加氢反应器多相阻塞流新的判断方法

论述了PTA加氢反应器流程、反应原理和控制方法。加氢反应器发生故障即加氢反应器液位不能靠氢气流量来控制,按控制原理来说氢气流量加大,液位应该下降,但是反应器液位反而不断上涨,造成反应器满液位;反应器满液位时,反应器压力波动大,而此时加氢催化剂容易损坏或产品不合格。由此推测加氢反应器内产生阻塞流。但用化工设计手册提供流体阻塞流的判断方法去判断,结果与实际不符。经过工业试验,找到多相阻塞流新的判断和处理方法,并经过实际检验效果较好。     

节流过程及其热力学特征

本文从焦耳-汤姆逊实验的背景、实验装置的设计、涉及的热力学基本原理以及热力学处理出发,综合分析讨论了节流过程的热力学特征。热力学第一定律对实际气体的成功应用,证明了节流过程是一个恒焓过程。     

套管压力在油气井压力控制中的应用研究

套管压力是油气井井控作业中的重要压力数据之一,由于井下的情况不太稳定,特别是压力传递时所需要的时间,为调节节流阀控制立压带来了许多不便。适当地利用套压,不管是在常规还是特殊的井控作业中,均具有不可取代的重要作用。     

FLNG绕管式换热器晃动实验分析

浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG,又称LNG-FPSO）是一种用于海上天然气田开发的浮式生产装置。由于FLNG装置海上作业的特殊环境,FLNG液化工艺不仅要实现最基本的天然气液化功能,还需考虑海上恶劣的环境条件对FLNG液化工艺的影响。海洋中海浪的波动对液化系统中的关键设备--换热器影响较大。为了研究绕管式换热器在海上晃荡条件下的性能,通过建立双混合制冷剂液化工艺小试实验装置,进行绕管式换热器实验装置的晃动实验。结果表明实验装置晃动时,节流阀节流前压力降低,节流后压力升高,节流阀的节流效果变差,绕管式换热器换热效果变差。换热器的换热效果受到晃动的方向和FLNG中设备安装方向的耦合影响,倾斜工况下换热器换热效果受影响最大,受横摇影响较纵摇影响大。     

天然气净化中影响装置能耗工艺参数的分析

通过分析天然气净化装置中脱酸单元可调变量(胺液循环量、胺液配比、原料气入塔温度、原料气入塔压力、回流比、节流阀出口压力)分别对天然气处理装置的能耗影响,确定其对能耗影响的变化趋势,其中对天然气脱酸装置中的能耗影响最大的变量是贫液循环量。在实际生产操作过程中,在满足技术指标要求的条件下,通过严格控制贫液循环量对装置能耗的降低起到一定的指导作用。