CNG加气站地下储气井安全分析与评价

论文摘要

近年来,天然气在我国的能源消费结构中的比例大幅度增长,同样,天然气作为清洁能源用于汽车燃料已得到快速发展——CNG汽车,既减少了环境污染,降低了噪音,又节约了运行成本。与此同时在国家能源环保政策引导下,近几年全国CNG汽车保有量和CNG加气站数量持续增加,由天然气汽车带动的CNG加气站也迅速发展起来。而储气设备储气井作为CNG加气站的三种主要储气方式中最普遍的一种储气方式,能否确保其安全、平稳、长期运行非常重要。因此,对天然气加气站的储气井设备进行安全分析工作,对保障加气站安全,维护加气站的服务水平,促进加气站储气方式的优化,保证城市建设健康发展具有深远的意义。本文借鉴密闭压力容器的静力学分析方法,在分析和总结国内外储气井相关研究工作的基础上,针对我们国家储气井的特点,建立了三维模型,对储气井的安全分析进行了有益的探索。论文的主要研究成果和特色如下:(1)通过收集国内外相关研究成果技术资料,分析了加气站常用的几种储气方式的优点及缺点,通过对比说明储气井作为我们国家加气站储气方式确实是较好的一种储气方式。(2)通过对国内储气井常见故障问题的探讨分析了传统储气井产生故障的原因并阐述了压力容器储气井产生腐蚀的机理,总结了储气井产生腐蚀的形式,以及产生腐蚀的影响因素。(3)利用软件ANSYS建立了国内某型高压地下储气井地下储气部件的简化模型,对现有储气井井体内表面腐蚀进行了分析,并对储气井井体进行了三维建模,从静力学的角度对储气井内表面腐蚀面积以及腐蚀深度对储气井应力的影响进行了分析,希望能为储气井在设计选材与日常维护方面提供技术支持。本论文希望能为进一步提高我国天然气资源的高效利用,推广CNG汽车的应用为加气站储气安全提供保障,减少储气井造成的潜在危害,减少城市安全隐患与污染控制等提供技术条件和支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 CNG加气站以及储气井技术介绍
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 课题研究主要内容
• 第二章 储气井国内外发展现状及安全性分析
• 2.1 储气井国内外发展及应用现状
• 2.2 国内外储气井安全性分析
• 第三章 储气井结构及其工作原理
• 3.1 国内储气井结构及其工作原理
• 3.2 国外储气井结构及其工作原理
• 3.3 储气井主要存在的安全问题
• 3.4 国内储气井新技术
• 3.5 小结
• 第四章 储气井内壁的腐蚀机理分析
• 4.1 硫化氢应力腐蚀开裂的影响因素
• 4.2 硫化氢环境中储气井设备的腐蚀开裂过程
• 2S环境中的应力腐蚀'>4.3 湿H₂S环境中的应力腐蚀
• 4.4 氢脆
• 4.5 小结
• 第五章 储气井腐蚀前后的静力学分析
• 5.1 有限元静力分析原理介绍
• 5.2 ANSYS软件分析
• 5.3 储气井模型的建立
• 5.4 储气井腐蚀前的计算结果分析
• 5.5 储气井腐蚀后的应力分析
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文研究成果
• 6.2 进一步研究的展望
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 致谢