纯氢与掺氢天然气节流特性及节流系数预测新方法

摘要：

依托天然气管道掺氢输送,可实现氢能的高效经济储运,天然气节流作为关键环节,掺氢将极大改变节流特性,从而影响管道安全运行.为此,采用数值模拟方法研究了纯氢与掺氢天然气节流特性,并在天然气节流系数经验公式的基础上,建立了三段式节流系数预测新方法.研究结果表明:①纯氢节流特性与以甲烷为主的天然气节流明显不同,纯氢表现为节流负效应;②不同掺氢比时,节流正负效应转变压力不同,天然气中掺氢不超过30％时,对混合气体节流效应转变压力影响较小,但氢浓度更高时,节流效应转变压力随之降低,直至氢浓度80％～92％左右时,气体此后均表现为节流负效应;③节流阀门开度随氢浓度增加而增加,以流量波动时阀门调节范围为限制,天然气掺氢浓度不宜超过30％;③天然气节流系数经验公式仅适用于氢浓度不超过30％的掺氢天然气,在此基础上修正,得到以氢气为主混合气的节流特性预测公式,根据掺氢比提出以0～30％、30％～80％、80％～100％的三阶段公式,可很好地估算纯氢与掺氢天然气节流特性及系数.结论认为,该研究成果可为纯氢与掺氢甲烷混合气体节流系数的估算提供依据,为氢气安全储运提供技术指导.

关键词：氢气、天然气、节流效应、转变压力、转变温度、转变氢气浓度、节流系数、经验公式

所属期刊栏目：42

分类号：TK432;TE357.46;TE973.6

资助基金：国家重点研发计划2021YFB4001602

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：139-148