水露點(diǎn)及溫度和壓力的關(guān)系

1、.1天然氣的水露點(diǎn)，指的是在特殊環(huán)境下，當(dāng)含水量到達(dá)飽和狀態(tài)時(shí)候的實(shí)際溫度。在特殊環(huán)境條件下，影響含水量的主要因素有：溫度、強(qiáng)壓，當(dāng)含水量突破最大值的時(shí)候，為了預(yù)防水化物或者液態(tài)水的產(chǎn)生，從而堵塞、污染或者腐蝕管道，所以需要充分減小管道里天然氣中的實(shí)際含水量；一般來說，天然氣在開發(fā)氣田的時(shí)候，就會(huì)完成脫水作用，天然氣的管道傳輸是一個(gè)壓力逐漸降低的過程，可以簡(jiǎn)化為等溫降壓或升溫降壓過程，在上述條件下，不會(huì)產(chǎn)生液態(tài)水，因此不需要添加排水設(shè)備。相關(guān)概念(1).天然氣絕對(duì)濕度絕對(duì)濕度，指的是在每立方米的天然氣里，含有的水汽總質(zhì)量，使用字母e進(jìn)展表達(dá)；(2).天然氣的相對(duì)濕度相對(duì)濕度，指的是在特殊溫度、

2、壓強(qiáng)環(huán)境條件下，天然氣里水汽的總質(zhì)量e，和在一樣環(huán)境中的飽和水汽的總質(zhì)量的比值；(3).天然氣的水露點(diǎn)水露點(diǎn)，指的是天然氣在特殊壓強(qiáng)條件下，水汽到達(dá)最大飽和值時(shí)的溫度，也被稱之為露點(diǎn)；可以采用天然氣的露點(diǎn)分布圖，查閱可知；氣體水合物產(chǎn)生作用線是一條臨界限，代表在特殊環(huán)境條件下，氣體和水合物之間的相互平衡作用。在以下列圖里，水合物產(chǎn)生作用區(qū)，位于氣體水合物產(chǎn)生作用線的下方，達(dá)標(biāo)氣體和水合物的到達(dá)相互平衡的狀態(tài)；由圖可知，在純水接觸作用下，繪制出實(shí)際密度是0.6的水合物產(chǎn)生作用線；假設(shè)天然氣的實(shí)際密度高于或低于0.6，又或是接觸水是含鹽水的時(shí)候，需要根據(jù)圖中的修正系數(shù)進(jìn)展調(diào)整；中性的天然氣中，飽和

3、水含量通常根據(jù)以下公式完成運(yùn)算: (4-2)式中W一一非酸性天然氣飽和水含量，mg/m3Wd一一由圖查得的含水量，Ing/m3;Crd一一相對(duì)密度校正系數(shù)Cs一一含鹽量校正系數(shù)當(dāng)系統(tǒng)壓力小于2100kPa(絕對(duì)壓力)時(shí)，針對(duì)含有H2S或CO2的酸性天然氣，不需要進(jìn)展修正調(diào)整；當(dāng)環(huán)境壓強(qiáng)超過2100kPa的時(shí)候，則必須進(jìn)展修正；天然氣水露點(diǎn)圖酸性天然氣飽和水含量可按下式進(jìn)展計(jì)算:二氧化碳的含水量硫化氫的含水量5.2水露點(diǎn)與溫度和壓力的關(guān)系1.水含量數(shù)學(xué)模型分析由于水含量只與標(biāo)況下的水露點(diǎn)有關(guān)，與工況壓力無關(guān)，因此水含量g的擬合可以直接使用一維擬合的形式進(jìn)展。水露點(diǎn)和水含量的關(guān)系因?yàn)樵谒杏?jì)算圍之

4、，選用同一種擬合方程式的時(shí)候，在水含量較小的區(qū)間，計(jì)算誤差較小，按照t的取值圍，完成分段擬合得到:當(dāng)?shù)臅r(shí)候 a1=3.986e+0.04b1=61.8c1=41.67當(dāng)-40t-20時(shí) a1=2.503e+0.05b1=93.45c1=47.86當(dāng)-70t-40時(shí) a1=1.145e+0.06b1=125.9c1=54.87則按照擬合所得的水含量的大小和直接從軟件傳輸獲得的水含量的大小，比照方以下列圖所示從上圖里分析可知，從擬合運(yùn)算公式里，獲得的水含量的數(shù)值和從軟件傳輸獲得的數(shù)據(jù)比照，其走勢(shì)根本保持一致，沒有非常明顯的偏差，為了進(jìn)一步的分析偏差，校核絕對(duì)誤差以及相對(duì)誤差，分析可知：絕對(duì)誤差相對(duì)

5、誤差從圖4-_5中可以看出該擬合結(jié)果在標(biāo)況下水露點(diǎn)實(shí)際溫度，由0一70的圍區(qū)間之，絕對(duì)誤差小于6PPM，相對(duì)誤差小于2%，而且水含量在PPM100圍之，相對(duì)誤差在1%之，所以，可以獲得相比照擬準(zhǔn)確的實(shí)際水含量。下表是在標(biāo)準(zhǔn)條件下，水露點(diǎn)轉(zhuǎn)化為工況條件的水露點(diǎn)實(shí)際值天然氣壓力與水露點(diǎn)圖5.3本章小結(jié)據(jù)氣象資料顯示，*市的地區(qū)極端最低溫度為一27.4，極端最高溫度為42 ；經(jīng)過運(yùn)算分析可知，在上表里，紅色區(qū)域在高壓節(jié)流的條件下，因?yàn)樯嫌螝庠吹膶?shí)時(shí)溫度在冬天也比較低，所以節(jié)流處理之后的氣體的實(shí)際溫度，很有可能降低到零下14；在上述條件下，非常容易凝析出液態(tài)水，進(jìn)而為水合物的形成供應(yīng)了良好的反響條件。

6、消除水合物在壓縮天然氣(G)的使用過程中，天然氣經(jīng)過阻力器件(例如閘閥、計(jì)量器、過濾器)的時(shí)候，尤其是在壓力下降很高的條件下，氣體的實(shí)際溫度會(huì)驟然減小；溫度的驟然減小會(huì)造成管道、計(jì)量器、閘閥以及過濾器的外表凍結(jié)成霜；濕天然氣在管道里會(huì)形成水化物，從而在減壓閥位置產(chǎn)生冰塊堵塞問題。在下文中，筆者針對(duì)天然氣節(jié)流作用下，水化物的產(chǎn)生和去除方式展開討論分析。6.1節(jié)流降溫的原理氣體在等焓反響過程里，溫度改變和壓力改變的比值，被稱之為微分節(jié)流作用指數(shù)：J =(T)h = (h ,p)p針對(duì)理想氣體分析，焓是溫度函數(shù), 在節(jié)流作用過程里，不會(huì)造成溫度的改變；但是，壓縮天然氣并不是理想氣體, 在節(jié)流作用過程中，總是會(huì)隨著溫度的改變而改變；天然氣從高壓節(jié)流反響到常壓過程，總是具有微分節(jié)流作用指數(shù)，也即是冷作用。根據(jù)熱力學(xué)反響方程式，可以推導(dǎo)出微分節(jié)流作用指數(shù)J和節(jié)流作用之前的氣體狀態(tài)指數(shù)(p , v , T )之間的相互關(guān)系，選用計(jì)算方程式如下：、由上式分析可知，J 的大小是由環(huán)境溫度與壓強(qiáng)決定；在實(shí)際工程運(yùn)算過程里，J 可以采用經(jīng)歷方程獲得，也可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量。按照焓與微分節(jié)流作用指數(shù)的概念，采用熱力學(xué)方程式可得由上式可知，節(jié)流作用可以劃分為熱力學(xué)能與流動(dòng)做功兩局部組成；在J 為正值的時(shí)候，形成冷效應(yīng)；在J 是負(fù)值的時(shí)候，形成熱