天然氣水露點

氣溫愈低，飽和水氣壓就愈小。所以對于含有一定量水汽的空氣，在氣壓不變的情況下降低溫度，使飽和水汽壓降至與當時實際的水汽壓相等時的溫度，稱為露點。而在溫度一定的情況下，開始從氣相中分離出*批液滴的壓力，或在壓力一定的情況下，開始從氣相中分離出*批液滴的溫度，就叫做水露點。

天然氣水露點溫度指天然氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時的溫度。是用來測濕度的參數。露點溫度越低，空氣的干燥程度越高。

由于我國管輸天然氣僅規(guī)定進入大管網的凈化氣不含游離水即可（SY7514-88）。此外，加上有些地方沿長輸管道各站點有大量未經脫水的無硫氣及低硫氣輸入，即使有些凈化廠配有三甘醇（TEG）脫水裝置，整個天然氣管網，除個別地段外水蒸氣也基本是飽和的。在相當長的時間內，我國原料天然氣的含水量達到管輸標準（0.12g/m3）是困難的。

根據《汽車用壓縮天然氣》（SY/T7546-1996）的規(guī)定，壓縮天然氣在貯存和向汽車充氣過程中，在zui高儲存壓力下，氣體中水露點應低于當地zui低環(huán)境溫度5℃以下，如果達不到該要求，壓縮天然氣可能會析出液態(tài)水。液態(tài)水的存在將會對汽車及加氣站的安全產生如下嚴重損害。

① 系統冰堵。這是因為天然氣的焦耳-湯姆遜效應較一般氣體更為強烈，如壓縮空氣壓力每下降1bar，其溫度降低約0.1℃，而壓縮天然氣壓力每下降1bar，溫度降低約0.4℃，其焦耳-湯姆遜效應是壓縮空氣的4倍。加氣站和汽車內部管道、閥門多處在節(jié)流小孔，極易形成大壓降、大溫差，導致管內氣體溫度驟降至零下幾十度，遠低于當地zui低環(huán)境溫度，因此，CNG系統所要求的水分含量也遠低于輸送管網所要求的氣體水分含量。根據經驗，中國大陸南方當氣體露點溫度高于-35℃，北方地區(qū)露點溫度高于-45℃，東北、新疆等寒冷地區(qū)露點溫度高于-55℃，就有可能發(fā)生冰堵現象，導致加氣站不能實現正常加氣，汽車無法啟動和運行；

② 在高壓狀態(tài)下，液態(tài)水的存在會在貯氣容器中生成水合物。壓力為25MPa、密度為0.68MPa的天然氣在24℃時就可能生成水合物，同樣會堵塞管道和閥門。

③ 液態(tài)水的存在加強了酸性組分（H2S、CO2）對壓力容器及管道的腐蝕，并可能發(fā)生硫化氫應力腐蝕開裂及二氧化碳腐蝕開裂，導致爆炸等災難性事故的發(fā)生。如資料[1]稱川東某加氣站，一個鋼瓶炸裂并飛至50m以外，由此還使15個鋼瓶的接頭處發(fā)生天然氣的噴射燃燒，火焰高達20余米；又據資料[2]提供的信息：自1994年9月至1997年7月的三年時間內，四川省的六個加氣站先后有8個鋼瓶產生爆裂事故。以上資料同時指出對這些事故的現場觀察發(fā)現，事故鋼瓶均為下部撕裂，并且有黑色粉末存在或見到水的痕跡，究其原因均是氣體中有過量的H2S和H2O，由此產生對鋼的腐蝕，并在交變應力作用下慢性疲勞而導致的破壞。

④ 水（油、烴）聚集。據資料[3]介紹，出租車氣瓶使用兩年后，在維護檢測時，往往能倒出0.5～1升的油水混合物。不僅占據了氣瓶的有效容積，而且游離水會提供上述裂紋缺陷的生存發(fā)展條件。另據介紹，中國、泰國推廣應用液壓子站時，某些子站液壓油壽命極低，追究原因，發(fā)現大部分也是由于母站輸送氣體含水、含烴量過高所致。

表2.1天然氣中有害成分的控制要求和國內主要管線的有害成分參數

因此，無論是天然氣加氣站還是天然氣汽車，使壓縮天然氣的含水量達到標準是至關重要的（表2.1）。天然氣的脫水深度應根據加氣站所在地區(qū)的zui低大氣溫度來確定，其表示方法為儲氣瓶儲氣壓力下的水露點（PDP），也可用天然氣中的殘余水含量來表示。只要將天然氣的含水量脫出到符合標準，無論是加氣站還是汽車都不會發(fā)生因天然氣含濕量引起的有關問題。