基于等容热力学的超临界CO_(2)管道减压波传播特性研究

作     者：李欣泽 姜星宇 王德中 孙晨 邹炜杰 尚妍 熊小琴 邢晓凯 LI Xinze;JIANG Xingyu;WANG Dezhong;SUN Chen;ZOU Weijie;SHANG Yan;XIONG Xiaoqin;XING Xiaokai

作者机构：中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院新疆克拉玛依834000 新疆多介质管道安全输送重点实验室新疆乌鲁木齐830011 

基　　金：中国石油大学(北京)克拉玛依校区科研启动基金(XQZX20230021) 新疆维吾尔自治区自然科学基金(2023D01A19) 新疆维吾尔自治区“天池英才”引进计划 新疆天山创新团队“油气高效管输技术研究与应用创新团队”(2022TSYCTD0002) 新疆维吾尔自治区“一事一议”引进战略人才项目(XQZX20240054) 克拉玛依市创新环境建设计划(创新人才)(20232023hjcxrc0001) 

出 版 物：《低碳化学与化工》 (Low-Carbon Chemistry and Chemical Engineering)

年 卷 期：2024年第49卷第7期

页      码：129-138页

摘      要：CO_(2)管道泄漏的减压行为预测和断裂控制是CO_(2)管道输送安全的重要研究方向,现有减压波预测模型存在气液两相声速计算误差大,临界点计算不易收敛等问题。基于等容热力学改进了当地声速计算方法,建立了新的减压波预测模型,计算分析了气体组成、初始相态、起始压力和起始温度等对减压波曲线和降压曲线的影响,并对实际工程中CO_(2)管道泄漏的减压行为进行了预测。结果表明,相比燃烧后捕集或燃烧前捕集,富氧燃烧捕集气体下的初始减压波波速降低约26%,减压平台压力提高22%。随着减压过程进行,管内介质温度和压力工况点不再沿气液平衡线移动,而是直接进入气液两相区。超临界态的降压曲线与CO_(2)泡点线的交点所对应的饱和压力比密相态的高约26%,减压平台压力较高。低运行温度和高运行压力能够有效降低减压平台压力。由于管道沿程运行参数的差异,管道断裂风险由管道起点依次降低,前段管段是高风险管段。本研究可为CO_(2)管道设计和工程应用提供理论依据。

主 题 词：超临界CO_(2) 管道输送 等容热力学 减压波曲线 降压曲线 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 081704[081704] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 081701[081701] 082003[082003] 

D　O　I：10.12434/j.issn.2097-2547.20240051

馆 藏 号：203138925...