本技术涉及一种成品油、液氨和甲醇顺序输送混油测试管道系统,该系统整合了供油系统、数据采集计量系统、实验环道系统、紧急关断系统、混油回收系统和超精密高速摄像系统。系统旨在实现油品顺序输送过程中的混油现象测试,确保油品输送的安全性和准确性。
背景技术
氢能是公认的无碳清洁能源,应用领域丰富,来源广泛,是推动传统化石能源清洁高效利用、支撑可再生能源快速发展的理想媒介在“双碳”目标以及能源规划的背景下,大力发展氢能源将是中国未来的主要趋势。但氢的体积能量密度低,高压储运存在成本高过高,且其易燃易爆特性导致储运过程存在巨大安全隐患。因此间接氢储技术路线收到巨大关注。氨和甲醇可通过催化分解反应转化成氢气,氨及其容易液化成液体,甲醇在常温下为液体,储存与运输皆方便,且这两种均具有高能密度与零碳排放的特性,是氢能储存的理想高效载体。相较于氢,氨和甲醇在储存与运输上更为便捷,且本质安全性能显著,因而被视为推动能源转型、社会进步乃至国家发展战略中潜在的零碳能源路径之一。
但目前世界范围内成品油-液氨-甲醇在同一条管道内共同输送的例子十分稀少,现有成品油管道适应性分析及相关安全技术几乎完全空白,缺乏成品油管道顺序输送液氨等液态新能源的技术和经验。传统的成品油环形管道测试系统在设计时未充分考虑液氨的高体积膨胀性和高温敏感性,这些特性导致的物性参数变化会对管道的水力及热力特性产生显著影响。而甲醇与汽油或柴油之间的混油规律与汽柴油之间的混油规律存在明显差异。同时,液氨对橡胶具有腐蚀性,可能引发橡胶密封圈的损坏和失效;而甲醇作为一种有机溶剂,其小分子结构和简单组成使其易于渗透橡胶、塑料等非金属材料,对常用的非金属及橡胶制品产生强烈的溶胀作用。然而现有的成品油管道系统在设计中并未评估关键设备中的橡胶和非金属制品的耐腐蚀性,在现有成品油管道进行成品油-液氨-甲醇顺序输送存在泄漏的巨大风险。因此,现有的成品油环形管道测试系统无法满足成品油-液氨-甲醇的顺序输送混油测试需求。为实现液氨、甲醇等液态新能源与成品油的顺序输送,有必要深入研究成品油-液氨-甲醇顺序输送所面临的水力热力特性和混油发展预测等技术难题,探明成品油-液氨-甲醇顺序输送过程中的混油机理,获得混油段特征参数及其演化规律。
中国专利 201520773129.6(授权专利公告号CN205067055U)公开了一种可视化液液两相流环道实验装置。该装置是一个闭合的环形管道,并配有加注系统、上斜管道系统和数据采集系统,实现任意含水量初始状态,通过透明亚克力管道进行油水两相流在水平管道、弯管和上斜管道的流动特征的观测和记录,并通过数据采集系统进行实验过程相关参数的收集和后期研究。但该装置并未加装安全防护系统,且并未对系统中关键设备中的橡胶和非金属制品进行腐蚀性、溶胀性实验,其安全性能不适用于成品油-液氨-甲醇顺序输送混油实验。中国专利201710148894.2(授权专利公告号CN106969793A)公开了一种可拆卸实验数据测量段的环形实验道系统,可通过相对加长试验工段的长度,进行长距离输送模拟实验,在对可拆卸实验数据测量段中的油品进行研究时可有效避免混油过泵、过阀对油品物性参数的影响。但该装置未对实验环道进行保温处理,存在管道温升引起的液氨气化,潜在的泄漏安全隐患大,不适用于成品油-液氨-甲醇顺序输送混油实验。
综上,有必要发明一种成品油-液氨-甲醇顺序输送混油测试管道系统及工作方法,在耐蚀离心泵密封处采用不锈钢密封垫,管道法兰连接使用聚四氟乙烯法兰垫片预防液氨和甲醇腐蚀关键设备,满足密封性能要求,引入管道保温功能,紧急关断系统,避免因实验过程中管道温升引起的液氨气化,腐蚀泄漏等问题,提升安全系数,满足在一条管道内进行成品油-液氨-甲醇顺序输送相关实验。
实现思路