中石油含氢输气管道关键技术获得突破

CPECC西南分公司 2023-08-22

氢能作为新能源重要发展方向之一，与传统化石燃料相比，氢气具有单位质量热值高、环保、来源广泛、可再生的显著优势，但是由于氢气难压缩、易泄漏、爆炸极限宽等，给储运与输送提出了巨大挑战，而且随着加氢需求提升，采用可靠的管道输送方式连接氢气气源与目标用户成为未来重点研究方向。

8月17日，CPECC西南分公司承担的科研课题“含氢输气管道系统关键技术研究”通过了中国石油集团工程股份有限公司（简称中油工程）验收。

验收会

验收会首先由西南分公司对“含氢输气管道系统关键技术研究”的课题立项背景及总体情况、工作完成情况、取得主要研究成果等方面进行了详细汇报；随后专家组对课题成果文件进行了逐项审阅，并就课题研发过程和研究成果中的关键技术难点和节点等进行质询和讨论。经过审查，专家组认为，课题成果显著，完成了计划任务书规定的任务内容，达到了规定的技术经济考核指标要求，一致同意通过验收。

课题取得创新点

（1）基于氢气-天然气体系物性特征及氢气、天然气密度差异，提出了管道停输过程中潜在的氢气浓度聚集，建立了基于时域的氢气-天然气混合体系浓度修正聚集模拟方法，形成了指导工程设计的混氢天然气聚集浓度预测技术。

（2）基于高精度静态混合器进行天然气氢气掺混工艺，使天然气及氢气气体有效均匀混合，掺混后单一气体体积含量误差控制在±1.5%范围；

（3）基于金属材料准静态断裂韧度测试方法，提出了氢气环境下X52、X70、X80钢管及其环焊缝断裂韧度特征值KQ及CTOD的验收指标。

水平管道天然气掺氢模型

申请授权的专利

本课题基于塔里木油田及长庆油田等氢气回注及掺氢输送生产需求而立项攻关。自2019年6月启动以来，西南分公司在中油工程和公司指导下，开展了掺氢天然气(氢气含量≤3%)输送以及混氢(氢气含量＞3%)管道输送下的工艺设计、管道材料、关键设备、安全保障以及对下游用户的影响等方面的技术攻关和系统研究。

经过三年的奋战，系统解决了含氢管道输送系统的关键技术难题，形成了包括“掺氢天然气/纯氢管道输送技术”“含氢管道潜在影响半径定量分析技术”“掺氢天然气放空分析技术”“天然气掺氢工艺技术”“含氢环境下材料适应性评价技术”等多项核心技术，并申请了发明专利3件（授权1项）、实用新型专利授权1件，发表论文3篇。该课题于2023年5月通过公司自验收。

浙江掺氢示范项目

课题研究成果已用于浙江能源集团《天然气管道系统掺氢储运及终端分离研究及先导性示范项目》，并用于行业标准《氢气管道设计规范》及《输氢管道工程设计规范》的编制；更重要的是，依托本课题形成的技术沉淀与理论认识，将进一步推动西南分公司2023年承担的国家“十四五”重点科技项目《纯氢与天然气掺氢长输管道输送及关键技术研究》的研究成果深化与推广。

文章内容来源CPECC西南分公司，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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