【摘要】：在磁暴災害作用下,埋地金屬油氣管道中產(chǎn)生的管地電位(pipe soil potenti-als,PSP),很可能導致管道陰極保護超出其安全穩(wěn)定運行的范圍,進而影響管道陰極保護的效果,日積月累之下加重管道腐蝕,甚至導致管道泄漏,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,與管道的陰極保護模型結(jié)合,通過建模計算,研究了磁暴災害作用下采用不同陽極制式的管道陰極保護電位分布情況,為保護管道安全提供參考,具體研究內(nèi)容如下:1)分析了管道陰極保護的原理,推導了管道在陰極保護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效果最好,深井陽極和分布式陽極保護效果稍劣的結(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效果最好的柔性陽極在磁暴侵害時反而保護效果要劣于分布式陽極和深井陽極,很可能會導致管道絕緣涂層的剝離。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE988.2

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本文編號：2712740