中国石油大学北京推荐2013年国家科学技术奖申报项目

1 中国石油大学 北京 推荐 2013年度国家科学技术奖 申报项目 基本情况表 项 目 名 称 高压天然气输送用高效节能过滤分离装备关键技术及应用 项目完成时间 2010 年 1 月 15 日 整体应用时间 2005 年 1 月 申 报 奖 种 技术发明奖 候 选 人 姬忠礼 孙国刚 吴小林 谭东杰 马长欢 熊至宜 候 选 单 位 中国石油大学 北京 中石油管道分公司管道科技研究中心 新乡市胜达过滤净化技术有限公司 一 项目简介 本项目属于石油天然气管道建设 储存与运输工程技术领域 我国天然气行业近十几年来发展迅速 截至 2011 年 10 月 已累计建成投入运营的天 然气管道超过 3 3 万公里 随着中亚 中俄 中缅和海上 LNG 等四大能源通道的发展 十二五 期间 我国将新建天然气管道 4 4 万公里 在高压 4 0 12 0MPa 天然气处 理和长距离管道输送过程中 其中的固体粉尘和液滴等杂质会造成大型压缩机组损坏 计 量仪器失效以及站场停输等重大事故 严重影响管道的供气安全和长周期运行 国外也常 出现类似事故 因此 如何保证过滤分离装备的高效节能和安全可靠运行成为迫切需要解 决的重大难题 此前过滤分离装备主要存在高压下过滤分离设备性能无法评价 高精度过 滤滤芯完全依靠进口 过滤分离系统能耗高 以及缺乏成套技术等技术难题 该项完全自 主知识产权技术的研发成功 极大促进我国在该领域的技术进步 同时也为煤层气的输送 储备了关键技术 经过 10 年攻关 突破了多项重大关键技术 主要技术发明点包括 1 高压天然气管道内粉尘检测技术高压天然气管道内粉尘检测技术 发明了具有多点测压和三层环腔结构的颗粒取样器和高压气溶胶导管 成功解决了高 压管道准确取样和在线测定等技术关键 首创了高压天然气管道内粉尘在线检测技术 承 压能力由 1 6MPa 提高到 12 0MPa 彻底解决高压天然气过滤分离设备性能测定与评价这一 国内外难题 建立了石油天然气行业标准 2 高效节能多管旋风分离器先进设计技术高效节能多管旋风分离器先进设计技术 首次将旋进涡核理论和不可逆过程热力学熵产理论用于旋风管性能和能耗分析 准确 确定影响能耗的关键部位 发明了高效节能旋风管和新型多管旋风分离器的内部排布结构 能耗降低 30 以上 净化后气体含液浓度降低 80 以上 3 高精度滤芯研制及过滤分离器成套技术高精度滤芯研制及过滤分离器成套技术 发明了控制滤芯精度的关键技术 研制出了 0 3 m 等级聚结滤芯 0 3 和 1 m 等级可 循环再生过滤滤芯 实现了天然气输送用高精度滤芯的国产化 优化了过滤分离器内多根 滤芯的排布结构和沉降分离构件 形成了过滤分离器成套技术 建立了石油天然气行业标 准 4 多级过滤分离设备三类多级过滤分离设备三类 10 参数性能匹配和优化运行工艺参数性能匹配和优化运行工艺 2 在揭示压力 温度 处理量 含尘含液浓度等关键参数对过滤分离设备性能影响规律 的基础上 发明了多级过滤分离设备三类 10 参数性能匹配和优化运行工艺 使系统能耗降 低 30 以上 编制了相应的性能计算和优化运行软件 该技术已在陕京线 西气东输 川气东送和中亚等 20 多条天然气管道 以及普光天然 气净化厂和煤层气集输工程中得到了大面积推广应用 天然气管道内粉尘检测技术成功应 用于西气东输二线等 5 条主要管道 研制的新一代高效多管旋风分离器应用 657 台 市场 占有率 72 研制的过滤分离器应用 740 台 市场占有率 56 直接经济效益 10 37 亿元 技术核心发明点均取得授权知识产权 已获发明专利9项 计算机软件著作权2项 实 用新型专利4项 建立石油天然气行业标准2项 发表论文50余篇 由李鹤林院士 傅诚德 教授和高金吉院士为正副主任的鉴定委员会一致认为 该成果总体技术达到国际先进水平 其中高压气溶胶导管在线检测方法和高效节能旋风分离技术达到了国际领先水平 二 主要知识产权 知识产权 类别 知识产权 具体名称 国家授权号 授权 日期 证书 编号 权利人发明人 发明专利高压天然气管道内粉 尘在线检测方法及其 装置 中国ZL8 X2010 12 15 中石油姬忠礼 付松广 蔡永军 陈鸿海 谭东杰 熊至宜 发明专利管道内固体粉尘采样 探头 中国ZL7 72007 05 02 中石油姬忠礼 付松广 陈鸿海等 发明专利高效低阻旋风分离器中国ZL9 52010 08 25 中国石 油大学 孙国刚 刘振斌 周雷 发明专利过滤脉冲反吹清灰系 统用气体引射器及其 过滤装置 中国ZL 72005 11 30 中国石 油大学 姬忠礼 陈鸿海 崔晓兰 时铭显 发明专利不锈钢网烧结聚四氟 乙烯膜及其制备工艺 中国ZL1 12009 01 21 新乡胜 达 马长欢 发明专利一种气液分离器中国ZL6 92008 01 02 中国石 油大学 孙国刚 发明专利高压含尘气体采样减 压方法及装置 中国ZL6 02011 02 09 中石油蔡永军 姬忠礼 谭东杰等 发明专利输气管道高效旋风分 离器 中国ZL 22004 01 07 中国石 油大学 刘隽人 何其翔 孙国刚 时铭显 发明专利折叠式滤筒气体过滤 器 中国ZL 42004 09 01 中国石 油大学 刘隽人 何其翔 孙国刚 时铭显 计算机软 件著作权 过滤分离设备性能计 算软件 中国2012SR2012 03 05 No 中国石 油大学 吴小林 熊至宜 姬忠礼 计算机软 件著作权 过滤分离设备优化运 行计算软件 中国2012SR2012 05 09 No 中国石 油大学 吴小林 熊至宜 姬忠礼 3 实用新型高效旋风分离器中国ZL9 52006 12 20 中国石 油大学 孙国刚 宣兴南 李双权等 实用新型天然气过滤用复合滤 芯 中国ZL0 22008 05 07 中国石 油大学 姬忠礼 何宗平 刘炜等 实用新型高压气溶胶检测导管中国ZL1 52011 09 14 中国石 油大学 姬忠礼 许乔其 熊至宜 陈鸿海 实用新型天然气管道内颗粒物 采样后增压回注装置 中国ZL3 92011 11 16 中国石 油大学 陈鸿海 许乔其 姬忠礼 熊至宜 代表性论文统计表 序号作者论文题目刊物名称期卷号 时间 1 Xiong Zhiyi Ji Zhongli Wu Xiaolin Experimental and numerical simulation investigations on particle sampling for high pressure natural gas Fuel 2008 87 3096 3104 2 Ji Zhongli Xiong Zhiyi Wu Xiaollin Experimental investigations on a cyclone separator performance at an extremely low particle concentration Powder Technology 2009 191 254 259 3 Chao Zhongxi Sun Guogang et al Gas flow behavior and residence time distribution in a rough cut cyclone Chemical Engineering Journal 2005 106 43 52 4 Gao Cuizhi Sun Guogang et al Characterizing the dynamic property of the vortex tail in a gas cyclone by wall pressure measurements Fuel Processing Technology 2010 91 921 926 5 Song Jianfei Sun Gguogang et al Gas flow behavior in industrial FCC disengage vessels with different coupling configuration between two stage separators Powder Technology 2008 183 444 453 6 Song Jianfei Sun Guogang et al Gas flow behavior and residence time distribution in a FCC disengage vessel with different coupling configurations between two stage separators Powder Technology 2010 201 258 265 7 Wan Gujun Sun Guogang et al Solids concentration simulation of different size particles in a cyclone separator Powder Technology 2011 207 94 104 8 Ji Zhongli Wu Xiaolin Shi Mingxian Experimental research on the natural turning length in cyclones Proceedings Filtech Europa Karlsruhe Germany 1991 9 张星 姬忠礼 陈鸿海 熊至 宜 高压天然气管道内粉尘在线检测方 法 化工学报 2010 61 9 2334 2339 10 许乔奇 姬忠 礼 等 高温烟气颗粒物在线检测装置性能 评价 化工学报 2012 63 11 3506 3512 4 11 张星 姬忠礼 陈鸿海 熊至 宜 高压天然气管道内粉尘在线检测系 统性能分析 石油机械 2010 38 9 42 44 12 付松广 陈友方 陈红生 姬忠礼 用于高压天然气管道的粉尘检测装 置 石油机械 2007 35 2 36 38 13 吴小林 申屠 进华 姬忠礼 PV型旋风分离器内三维流场的数值 模拟 石油学报 2003 19 5 74 79 14 熊至宜 吴小 林 姬忠礼 高压天然气田用旋风分离器内流场 的数值模拟 机械工程学 报 2005 41 10 193 199 15 吴小林 熊至 宜 姬忠礼 时铭显 旋风分离器旋进涡核的数值模拟化工学报 2007 58 2 383 390 16 万古军 孙国 刚 等 压力对旋风分离器内颗粒浓度分布 影响的模拟 石油学报 石油加工 2008 24 6 689 696 17 熊至宜 吴小 林 杨云兰 高压下多管旋风分离器压降模型化工学报 2010 61 9 2426 2429 18 吴小林 熊至 宜 姬忠礼 天然气净化用旋风分离器气液分离 性能 化工学报 2010 61 9 2430 2436 19 李柏松 姬忠 礼 等 液体黏度和表面张力对滤材气液过 滤性能的影响 化工学报 2010 61 5 1150 1156 20 高翠芝 孙国 刚 等 旋风分离器旋涡尾端位置的实验测 量及其影响因素 石油学报 石油加工 2011 27 6 952 958 21 高翠芝 孙国 刚 等 旋风分离器旋风长度的分析计算 石油学报 石油加工 2012 28 1 94 98 22 熊至宜 姬忠 礼 等 聚结过滤元件过滤性能影响因素的 测定与分析 化工学报 2012