水露点及温度及压力的关系 - 图文

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天然气的水露点，指的是在特殊环境下，当含水量达到饱和状态时候的实际温度。在特殊环境条件下，影响含水量的主要因素有：温度、强压，当含水量突破最大值的时候，为了预防水化物或者液态水的产生，从而堵塞、污染或者腐蚀管道，所以需要充分减小管道里天然气中的实际含水量；一般来说，天然气在开发气田的时候，就会完成脱水作用，天然气的管道传输是一个压力逐渐降低的过程，可以简化为等温降压或升温降压过程，在上述条件下，不会产生液态水，因此不需要添加排水设备。

相关概念

(1).天然气绝对湿度

绝对湿度，指的是在每立方米的天然气里，含有的水汽总质量，使用字母e进行表达；

(2).天然气的相对湿度

相对湿度，指的是在特殊温度、压强环境条件下，天然气里水汽的总质量e，和在相同环境中的饱和水汽的总质量的比值；

(3).天然气的水露点

水露点，指的是天然气在特殊压强条件下，水汽达到最大饱和值时的温度，也被称之为露点；可以采用天然气的露点分布图，查阅可知；气体水合物产生作用线是一条临界线，代表在特殊环境条件下，气体和水合物之间的相互平衡作用。

在下图里，水合物产生作用区，位于气体水合物产生作用线的下方，达标气体和水合物的达到相互平衡的状态；由图可知，在纯水接触作用下，绘制出实际密度是0.6的水合物产生作用线；假如天然气的实际密度高于或低于0.6，又或是接触水是含盐水的时候，需要根据图中的修正系数进行调整；中性的天然气中，饱和水含量通常根据下列公式完成运算:

W?0.983WdCrdCs (4-2)

式中W一一非酸性天然气饱和水含量，mg/m3 Wd一一由图查得的含水量，Ing/m3; Crd一一相对密度校正系数 Cs一一含盐量校正系数

当系统压力小于2100kPa(绝对压力)时，针对含有H2S或CO2的酸性天然气，不需要进行修正调整；当环境压强超过2100kPa的时候，则必须进行修正；

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天然气水露点图

酸性天然气饱和水含量可按下式进行计算:

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二氧化碳的含水量

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硫化氢的含水量

5.2水露点与温度和压力的关系

1.水含量数学模型分析

由于水含量只与标况下的水露点有关，与工况压力无关，因此水含量g的拟合可以直接使用一维拟合的形式进行。

水露点和水含量的关系

因为在所有计算范围之内，选用同一种拟合方程式的时候，在水含量较小的区间，计算误差较小，按照t的取值范围，完成分段拟合得到:

当?70?t＜?40的时候 a1=3.986e+0.04 b1=61.8 c1=41.67

当-40≤t＜-20时 a1=2.503e+0.05 b1=93.45 c1=47.86

当-70≤t＜-40时 a1=1.145e+0.06 b1=125.9 c1=54.87

那么按照拟合所得的水含量的大小和直接从软件传输获得的水含量的大小，对比如下图所示

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从上图里分析可知，从拟合运算公式里，获得的水含量的数值和从软件传输获得的数据对比，其走势基本保持一致，没有非常明显的偏差，为了进一步的分析偏差，校核绝对误差以及相对误差，分析可知：

绝对误差相对误差

从图4-_5中可以看出该拟合结果在标况下水露点实际温度，由0℃一70℃的范围区间之内，绝对误差小于6PPM，相对误差小于2%，而且水含量在PPM>100范围之内，相对误差在1%之内，所以，可以获得相对比较准确的实际水含量。

下表是在标准条件下，水露点转化为工况条件的水露点实际值

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天然气压力与水露点图

5.3本章小结

据气象资料显示，某市的地区极端最低温度为一27.4℃，极端最高温度为42 ℃；经过运算分析可知，在上表里，红色区域在高压节流的条件下，因为上游气源的实时温度在冬天也比较低，所以节流处理之后的气体的实际温度，很有可能降低到零下14℃；在上述条件下，非常容易凝析出液态水，进而为水合物的形成供应了良好的反应条件。

第6章 消除水合物

在压缩天然气(CNG)的使用过程中，天然气经过阻力器件(例如闸阀、计量器、过滤器)的时候，尤其是在压力下降很高的条件下，气体的实际温度会骤然减小；温度的骤然减小会造成管道、计量器、闸阀以及过滤器的表面冻结成霜；湿天然气在管道里会形成水化物，从而在减压阀位置产生冰块堵塞问题。在下文

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中，笔者针对天然气节流作用下，水化物的产生和去除方式展开讨论分析。

6.1节流降温的原理

气体在等焓反应过程里，温度改变和压力改变的比值，被称之为微分节流作用指数：

针对理想气体分析，焓是温度函数, 在节流作用过程里，不会造成温度的改变；但是，压

T 缩天然气并不是理想气体, 在节流作用过程

μJ =( )h = μ(h ,p)

中，总是会随着温度的改变而改变；天然气从高压节流反应到常压过程，总是具有微分节流作

p 用指数，也即是冷作用。

根据热力学反应方程式，可以推导出微分节流作用指数μJ和节流作用之前的气体状态指数(p , v , T )之间的相互关系，选用计算方程式如下：

、

由上式分析可知，μJ 的大小是由环境温度与压强决定；在实际项目运算过程里， μJ 可以采用经验方程获得，也可以通过实验测量。

按照焓与微分节流作用指数的概念，采用热力学方程式可得

由上式可知，节流作用可以划分为热力学能与流动做功两部分组成；在μJ 为正值的时候，形成冷效应 ；在μJ 是负值的时候，形成热效应；μJ 为零的时候，温度保持不变。因为天然气在绝热膨胀的时候，比体积快速提升，压力迅速减小，导致分子之间的相对距离变大；因为外界没有为气体提供能量，分子之间的位能提升，会造成分子动能的降低，因此气体温度会迅速减小。

每项建议案实施完毕，实施部门应根据结果写出总结报告，实事求是的说明产生的经济效益或者其他积极效果，呈报总经办。 总经办应将实施完毕的建议案提交给评委会进行效果评估，确定奖励登记，对符合条件的项目，应整理材料，上报总经理审批后给建议人颁发奖励。 总经办应做好合理化建议的统计记录及资料归档管理。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zdyx.html