天然气掺氢对管输工艺安全影响的探讨

摘要

天然气管道中掺入氢气输送是推进氢能大规模利用的有效途径,而氢气掺入天然气后的运行安全是不可回避的问题。近年来,国内外开展了天然气管道掺氢输送的前期理论研究、输送工艺影响分析、末端适应性与低压先导试验,但尚未完全结合长输管道系统特点对掺入氢气后管道系统的技术安全相关适应性进行深入研究。基于氢气、天然气的物理特性,开展了天然气掺氢管道工程设计关键参数确定方法的讨论,结合工程设计关注场景进行了天然气掺氢对管道输送关键工艺安全影响的探讨,提出了工程设计的相关建议。研究表明,天然气掺氢后,混合介质的最小点火能、爆炸下限、焦耳—汤姆逊效应等降低,泄漏趋势升高;掺氢天然气泄漏后热辐射范围、潜在影响半径等随氢气掺混比例升高而减小或降低,绝热泄放后温度、泄漏体积流量、冲蚀指数、泄漏扩散范围、可燃气体检测指标等随氢气掺混比例升高而增大或提高,工程实施时应予以甄别与重视。研究成果可为后续天然气掺氢管道工程提供借鉴。