水露点与温度和压力的关系.doc

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1、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

2、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

3、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:(4-2)式中W一一非酸性天然气饱和水含量，mg/m3Wd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；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:二氧化碳的含水量硫化氢的含水量5.2水露点与

4、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:当的时候a1=3.986e+0.04b1=61.8c1=41.67当-40≤t＜-20时a1=2.503e+0.05b1=93.45c1=47.86当-70≤t＜-40时a1=1.145e+0.06b1=125.9c1=54.87那么按照拟合所得的水含量的大

5、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天然气压力与水

6、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

7、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：μJ=(T)h=μ(h,p)p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，压缩天然气并不是理想气体,在节流作用过程中，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

8、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