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油气储运
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艾慕阳

月刊

1000-8241

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065000

河北省廊坊市金光道51号

油气储运/Journal Oil & Gas Storage and Transportation北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是经国家科委和新闻出版署批准出版，由中国石油天然气股份有限公司管道分公司主办，向国内外公开发行的科技期刊，主要刊载石油、天然气、成品油以及其他介质输送和储存工程等方面的科技文章。面向全国的石油、石化系统，国防、民航、铁路、交通的油气储运部门；市政供排水、煤气、热力管网等单位以及有关设计，科研院所，大专院校。
正式出版
收录年代

    油气管网服务新型能源体系建设的创新路径

    王震孔盈皓
    1081-1088页
    查看更多>>摘要：[目的]油气管网作为油气上下游衔接协调发展的关键环节及油气市场化改革的关键抓手,在中国具有油气进口通道、输送、调峰三大基础功能,但面对构建新型能源体系的战略需求,油气管网的功能亟待拓展,要求其在高效传输油气的同时,将油气与其他能源紧密联系,实现不同能源之间的协同配合与相互促进,形成一个有机的能源供应整体.[方法]通过深入分析中国油气管网建设运营现状及新型能源体系典型特征与发展规律,明晰油气管网在新型能源体系中的功能定位及其融入新型能源体系面临的挑战,确定符合新型能源体系建设规律且能够更好服务新型能源体系的油气管网发展规划与创新路径.[结果]新型能源体系要求稳步推进全国"油气一张网"建设及"X+1+X"油气市场化改革,确保油气管网基础功能充分释放;挖掘油气管网的拓展功能,使之成为油气与其他能源形式高效融合调度的重要基础设施,油气与氢、甲醇等多种介质融合输送的重要通道,以及油气与电力系统高效连接的关键桥梁.[结论]根据新型能源体系建设发展要求,提出油气管网适应新型能源体系建设的3个发展阶段,即2024-2035年的发展探索期、2035-2050年的加速转型期及2050-2060年的巩固完善期,明确了各阶段主要特征与发展目标.最后提出相关建议,指出需要进一步优化油气市场体制机制,持续提升油气管网基础功能,统筹谋划油气管网拓展功能,培育新质生产力.(图1,参26)

    油气管网新型能源体系能源互联网新质生产力

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    天然气管输体制改革成效与展望

    段言志郭焦锋邬宗婧熊予婧...
    1089-1098页
    查看更多>>摘要：[目的]在"四个革命、一个合作"能源安全新战略背景下,推动能源体制革命势在必行.天然气管输领域是能源体制革命的重要内容,也是加快天然气产供储销体系建设的主要抓手,总结过去10年来天然气管输体制的改革成效、展望改革方向对于加快能源体制革命具有重要意义.[方法]从法制体系、监管体系、市场体系、价格体系建设等角度,以举措为线索、以时间为主线,采用文献综述、政策分析、对比研究、定性定量等方式梳理了 10年来天然气管输领域开展的主要体制改革工作与主要成效.[结果]天然气管输领域相关法律法规及标准体系加快完善、政府行业管理与全方位监管逐步到位、"全国一张网"的软硬件基础与市场体系建设目标初步实现、分类定价严格监管的天然气输配价格体系基本建立.未来,需持续推进天然气管输体制改革工作,重点集中在建立覆盖管输全流程的法律法规体系、研制并实施高水平管输技术标准与规范、推进天然气管道规划建设行政管理机制改革、实现多维度立体式的天然气管输领域监管体系、构建高水平统一开放的"全国一张网"、建立公平开放有序竞争的管输市场体系、健全天然气基础设施服务价格体系、形成监管严格的配气价格管理制度等.[结论]管输体制改革基本打通了天然气管道运输发展快车道,有力支撑了天然气增储上产,推动了产供储销体系完善,天然气市场化发展前景广阔.(参24)

    能源革命天然气管输体制改革法律法规政府管理与监管管输价格改革

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    液氨与成品油顺序输送过程两相流动规律研究

    黄鑫施鸿翔李逸龙李卫东...
    1099-1108页
    查看更多>>摘要：[目的]利用成品油管道顺序输送液氨,能够拓宽液氨的运输途径,削减运输成本,也可提高管道输送效率,以应对成品油管道低输量问题.但目前鲜有关于成品油管道顺序输送液氨工艺研究,且液氨与成品油的互不相溶性导致其混液规律与传统成品油混油规律存在差异,这给混液界面的预测和控制带来挑战.[方法]应用耦合相场法与流体控制方程,建立液氨/成品油顺序输送两相流模型,重点探究输送次序、管道流速以及管道倾角对液氨/成品油顺序输送过程两相流动规律的影响.[结果]在水平管道中,由于密度差异影响,成品油前行、液氨后行的输送次序会导致界面处出现RT(Rayleigh-Taylor)不稳定现象,两相流动易形成不连续的相分布.该工况下,流速较低时界面稳定性提高,但混液段长度较长.而在液氨前行、成品油后行的输送次序下,界面稳定性较好,即使流速较高,界面也能保持相对稳定且混液段长度较短.此外,在上坡管道中重力作用方向与流动方向相反,抑制了后行成品油嵌入液氨,界面稳定且混液段长度较短;而在下坡管道中,重力作用与流动方向相同,增强了 RT不稳定性,导致界面易破裂,混液段显著增长.[结论]研究结果可为成品油管道顺序输送液氨中混液界面的预测与跟踪提供理论基础.(图13,表2,参29)

    液氨管输成品油管道混液界面相场法

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    含水层地下储氢性能数值模拟

    洪伟民俞欣然李玉星
    1109-1117页
    查看更多>>摘要：[目的]随着全球能源结构转型,含水层地下储氢技术因具有大规模储能潜力而成为研究热点,但氢气在含水层内流动规律研究尚不明确.为明确不同注采速率、相对渗透率滞后性及天然气掺氢比对含水层储氢性能的影响,使用CMG(Computer Modelling Group)软件开展不同工况下的含水层储氢模拟.[方法]通过建立动态模型,模拟相对渗透率滞后效应不同时注入速率为2.5×105 m3/d、5×105 m3/d,采出速率为2.5×105 m3/d、5×105 m3/d,天然气掺氢比为10％、25％条件下的含水层储氢工况,分析相关因素对氢气在含水层中的扩散与储存的影响.[结果]较高的注入速率与采出速率都会降低含水层的储氢性能,较高的注入速率降低了相同时间内储存与回采的氢气体积,增大了储层压力;较高的采出速率减少了回采的氢气体积,导致更多氢气滞留在含水层内,增大了储层压力.相对渗透率滞后效应不可避免地导致氢气回采量减少,造成氢能浪费.天然气掺氢比的差异对储氢性能影响不大,但与纯氢相比,掺氢的气体回采能力更强,生产井水积聚的风险更大.[结论]研究结果为含水层地下储氢的优化和实现大规模储氢提供了参考与技术支持.建议后续研究更多掺氢比工况下的相对渗透率曲线,以确保掺氢储存的可靠性.(图18,表2,参27)

    含水层储氢注入速率采出速率相对渗透率滞后掺氢比回采率

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    长周期临氢服役管材适应性评价

    宁元星刘翠伟李玉星宋明...
    1118-1128页
    查看更多>>摘要：[目的]随着氢能资源集中供给与市场需求的快速增长,利用长输管道实现大规模输氢因其可观的经济效益,成为未来氢能源供应的主要发展趋势.但在管道服役过程中,氢原子进入管线钢后可能诱发多种形式的氢损伤,从而导致管道失效,需评价长周期服役管材对氢的适用性.[方法]采用X射线衍射仪对服役管道内表面腐蚀产物进行分析,随后采用超声波与X射线数字成像对管段进行无损检测;结合电子背散射衍射分析,开展了气相原位氢渗透试验,探究服役管材中的氢渗透行为;最后开展了不同掺氢比条件下的慢应变速率拉伸试验与疲劳裂纹扩展试验,分析了氢对服役20钢拉伸及疲劳性能的影响.[结果]服役20钢内表面存在腐蚀,腐蚀产物成分主要为Fe2O3与Fe3O4;由于服役管线压力波动较小,交变载荷作用不明显,服役管段未检测出缺陷波,无内表面裂纹或埋藏裂纹;晶粒尺寸较小,大角度晶界占比为91.7％,均匀分布的氢陷阱能够有效降低其氢脆敏感性.[结论]20钢在掺氢比为10％环境中的氢致脆化系数已超过25％,塑性性能明显劣化,大应力载荷条件下更容易发生氢致脆断,但其疲劳裂纹扩展速率在不同掺氢比环境中提升并不明显,且氢脆敏感性随掺氢比变化的敏感程度较低,在临氢环境中具有较好的抗疲劳性能.(图11,表3,参45)

    纯氢管道长周期适应性评价20钢大角度晶界氢陷阱

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    天然气管网运行数据应用平台建设

    刁洪涛虞维超王凯鸿苏怀...
    1129-1137页
    查看更多>>摘要：[目的]为充分挖掘天然气管网运行数据价值,解决管网运行数据价值密度低、数据源异构性强、数据采集汇聚不全面、流通共享不充分、开发应用不深化、治理安全短板突出等问题,国家管网集团油气调控中心自主搭建了天然气管网运行数据应用平台.[方法]该平台充分利用自动化数据采集与关键设备远程控制技术,通过关系型数据库完成底层数据结构的搭建,实现对天然气管网运行态势的全景感知;通过具有底层统一特征的数据交换技术来挖掘管网运行数据价值、优化运行数据结构、整合管网运行数据资产.此外,该平台进一步优化了生产运行数据的展示界面,极大降低了数据查询相关操作量,可协助运行管理与分析人员快速掌握管网实时生产信息、运行情况及历史数据,并采用深度学习算法和特征增强技术开展了天然气管网关键气量预测.[结果]天然气管网运行数据应用平台的建成促进了 SCADA数据、管道中间数据、生产运行管理数据、台账报表、仿真优化数据的交互共享,形成管网系统物理参数数据库,实现了多源-多尺度高维数据共享规范应用,并提高了数据利用水平.[结论]天然气管网运行数据应用平台的高效利用可以显著提升国家管网集团油气调控中心的数据应用水平,增强管网管控与应急保供能力,助力集团公司数字化转型以及智慧管网、智能管道、智能调控的建设.(图6,表1,参25)

    天然气管网运行数据应用平台油气调控中心数据挖掘数据价值

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    西部天然气干线管网系统互联互通模式对比

    谢萍魏磊宋硕硕李卫晨子...
    1138-1146,1172页
    查看更多>>摘要：[目的]"主干互联、区域成网"(简称互联互通)是指通过多输送方案优化调运途径,解决天然气管网气源分布地域不均匀的问题,而在天然气并行管道沿线已有的阀室间设置跨接是实现天然气管道互联互通的重要途径.目前,国内外尚未明确并行管道跨接阀室设置方案对发生截断事故管网输量的影响,且对阀室跨接设置尚未形成统一的认识.[方法]利用SPS软件建立西部天然气管道干线管网模型,结合管网中各条管道设计输气能力、管道路由走向、沿线站场分布特点等,分析了西气东输一线与轮吐支干线、西气东输二线与西气东输三线新疆段、西气东输一线与西气东输四线甘肃段在不同阀室位置设置联通的可能性,基于可实施性与经济性给出管道阀室联通方案.基于该方案进一步分析了单(双)管跨接方式对干线管道在事故状态下管道的失效长度、可能造成的输气量降幅、跨接阀门失效频率及供气系统稳定性等多方面的影响.[结果]建议联通阀室采用双管跨接方式,总结了"先进行双管跨接方案设置,后进行事故状态输送能力分析,最后开展联通经济性分析"的设计步骤,制定了西气东输一线与轮吐支干线轮南—孔雀河段、西气东输二线与西气东输三线精河—乌苏段的联通方案.[结论]研究成果可为中国天然气干线管网的互联互通提供标准化设计路径.(图4,表5,参20)

    天然气管网互联互通阀室站场跨接

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    煤制天然气外输管道建设方案优化

    张也徐水营赵洋王奉生...
    1147-1156页
    查看更多>>摘要：[目的]在"双碳"战略目标下,天然气多元化供应结构的形成、进口依存度的攀升为煤制天然气的发展带来新机遇,但资源终端市场竞争力不强、高碳排放等环保问题仍是面临的长期挑战.合理评估煤制天然气产业发展空间,制定科学的外输管道建设方法,有利于推动现代化油气基础设施体系的构建.[方法]通过深入分析煤制天然气产业建设现状,明晰煤制天然气产业未来发展规律,综合研判行业发展机遇与市场挑战,提出一种基于资源不确定性分析的煤制天然气外输管道分阶段建设方案的优化方法.以落实资源为基础、国家及地区政策要求为上限,确定不同梯度的煤制天然气资源外输情景,分步采取扩大管径、增加压气站、建设复线的单一或组合方式,最终形成可兼顾不同资源情景需求的煤制天然气外输管道综合建设方案.[结果]工程实例应用验证了优化方法的有效性,可为同类资源不确定性的外输管道建设提供一种新的设计思路,有效降低管道的一次性投资成本,从供应链视角出发对于优化天然气管网建设具有积极意义.[结论]建议未来在公平开放的管网运营机制下,发挥资源供应生产商、管网建设运营商、分销商及最终用户的各方优势,形成煤制天然气供应链持续稳定的供需格局,保证资源上载型管道的使用效率,增强管网风险管控能力.(图4,表4,参28)

    煤制天然气"双碳"战略目标供应链视角资源不确定性分阶段外输建设方案

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    耦合流动机理与运行数据的成品油管道瞬态仿真

    杜渐李昊翀廖绮陆凯凯...
    1157-1172页
    查看更多>>摘要：[目的]成品油管道运行工况切换频繁,因此准确监测该过程流动参数,并获取管道高、低点水力状态变化规律尤为重要.现有瞬态估计方法大多依赖准确可靠的物理模型,多工况多参数组合下需高昂的计算成本,而基于机器学习的方法又忽视了管道瞬变物理规律,可靠性、准确性不足.[方法]建立一种耦合流动机理与运行数据的成品油管道瞬态仿真PINN(Physics-Informed Neural Network)模型:首先搭建深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)模型,构建流量、压力与管道运行时空坐标映射关系,有效提取瞬变过程中流动参数与时空坐标的非线性关联;然后分析瞬变过程中各流动参数演化的内在联系,挖掘其所遵循的瞬变控制方程与对应的初始、边界条件;最后通过深度学习自动微分构造瞬变控制方程以及初始、边界条件对应惩罚项,约束模型解至瞬变机理解空间内,提高瞬态仿真的准确性.[结果]以某仿真管道系统启输、分输、增降输工况为例验证发现,相较DNN模型,所建PINN模型对于G1管道压力预测结果的MAPE分别降低了 77.4％、88.7％、87.8％,流量预测结果的MAPE分别降低了 86.7％、94.4％、95.7％;以中国华南地区某成品油管道降输、增输工况为例验证发现,相较DNN模型,所建PINN模型管道压力预测结果的MAPE分别降低了 94.2％、92.8％.[结论]所建PINN模型可实现不同工况、参数组合下瞬态流动参数的高效、准确求解,有助于保障成品油管道运行过程的稳定性与安全性.(图17,表10,参27)

    成品油管道瞬态仿真水击控制方程物理信息神经网络机理数据耦合驱动

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    基于BP-ARIMA的中国月度LNG出厂价格预测模型

    杜学平赵清华秘琳郎智凯...
    1173-1179,1188页
    查看更多>>摘要：[目的]中国作为全球最大的天然气进口国,LNG在天然气供给中扮演着关键角色.然而中国LNG出厂价格的变化呈现较强的不确定性与波动性,准确预测中国LNG出厂价格的变化趋势,对LNG产业链布局优化、提高天然气供应链的经济性具有重要现实意义.[方法]研究收集并整理了中国LNG出厂价格的历史数据,并采用灰色关联分析确定了影响价格变动的关键因素.在此基础上,分别构建BP神经网络预测模型与ARIMA时间序列预测模型.根据变权重理论,将两种单一预测模型进行加权组合,建立新的变权重BP-ARIMA组合预测模型.以中国实际LNG出厂价格数据对不同预测模型进行案例验证分析.[结果]与传统的BP神经网络模型及ARIMA模型相比,变权重BP-ARIMA组合模型结合了两种单一模型的优势,通过动态调整两种模型的权重,显著提高了 LNG出厂价格预测的准确性.其平均绝对误差MAE、平均绝对百分比误差MAPE以及均方根误差RMSE分别为188.7元/t、4.1％、280.5元/t,相较于BP神经网络模型、ARIMA模型以及等权重组合模型,MAE分别降低了 65.85％、44.20％、37.50％,RMSE 降低了 63.6％、38.2％、29.8％,MAPE 降低了 63.7％、42.3％、36.9％.[结论]变权重BP-ARIMA组合预测模型为中国LNG出厂价格预测难题提供了有效解决方案,有助于促进LNG市场有序发展并为天然气供应链管理提供决策支持.(图4,表2,参20)

    LNG变权重组合预测模型BP神经网络ARIMA模型价格预测

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