發(fā)布時間：2020-06-14 11:48

【摘要】：在磁暴災(zāi)害作用下,埋地金屬油氣管道中產(chǎn)生的管地電位(pipe soil potenti-als,PSP),很可能導(dǎo)致管道陰極保護(hù)超出其安全穩(wěn)定運行的范圍,進(jìn)而影響管道陰極保護(hù)的效果,日積月累之下加重管道腐蝕,甚至導(dǎo)致管道泄漏,危害管道安全運行。本文考慮管道絕緣涂層的破損,完善了管道PSP計算模型,與管道的陰極保護(hù)模型結(jié)合,通過建模計算,研究了磁暴災(zāi)害作用下采用不同陽極制式的管道陰極保護(hù)電位分布情況,為保護(hù)管道安全提供參考,具體研究內(nèi)容如下:1)分析了管道陰極保護(hù)的原理,推導(dǎo)了管道在陰極保護(hù)作用下電位分布的控制方程,結(jié)合工程實際參數(shù),利用COMSOL multiphysics軟件建立了管道—陰極保護(hù)邊界元計算模型,分別計算了采用分布式陽極、深井陽極和柔性陽極作為陰極保護(hù)的埋地油氣管道上的電位分布情況,得出了柔性陽極的保護(hù)效果最好,深井陽極和分布式陽極保護(hù)效果稍劣的結(jié)論。2)分析了絕緣涂層漏點對管道泄露電導(dǎo)和傳輸電阻的影響,構(gòu)建了計及漏點的管道PSP計算等效集中參數(shù)模型,采用ANSYS軟件進(jìn)行了驗證,并將該集中參數(shù)模型與分布參數(shù)模型相結(jié)合,仿真分析了管道遭受磁暴災(zāi)害時漏點對PSP分布的影響。結(jié)果表明漏點半徑越大,其對管道PSP分布的影響越大;漏點離管道兩端越近,其對管道PSP分布的影響越大。3)針對不同陽極制式的陰極保護(hù)計算了磁暴侵害作用下管道的電位分布,以陜京一線管道為例,基于北京地磁臺地磁場數(shù)據(jù)和大地電導(dǎo)率結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),計算了山陰上小河站磁暴期間的管地電位。結(jié)果表明在一般狀況下保護(hù)效果最好的柔性陽極在磁暴侵害時反而保護(hù)效果要劣于分布式陽極和深井陽極,很可能會導(dǎo)致管道絕緣涂層的剝離。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE988.2

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本文編號：2712740