碳煙顆粒產(chǎn)生原因:低溫下燃燒不充分,天然氣中的碳元素不能完全氧化成二氧化碳,就會形成碳煙顆粒。特別是當摻氫比例較低,天然氣成分相對較多時,更容易出現(xiàn)這種情況。此外,低溫可能導致燃燒室內(nèi)的氣流組織不均勻,局部缺氧區(qū)域的燃料更容易發(fā)生熱解和聚合反應,生成碳煙顆粒。
粘度減小:溫度升高會使混合氣體的粘度減小,氣體流動時的內(nèi)摩擦力降低,流動阻力變小,有利于氣體在管道內(nèi)的輸送,在一定程度上可提高管道的輸送能力。對管道影響方面低溫環(huán)境材料變脆:低溫會使管道材料的韌性降低,脆性增加,尤其是在有氫氣存在的情況下,氫脆現(xiàn)象可能會更加明顯。這會增加管道發(fā)生破裂等事故的風險。
若在管道輸送過程中,氣體在某些區(qū)域無法及時點燃,未燃氣體就會積聚。積聚的未燃氣體達到一定濃度后,一旦遇到合適的點火源,就可能引發(fā)劇烈的爆炸,對管道造成嚴重破壞,如管道破裂、移位等,導致燃氣泄漏,進一步引發(fā)火災等二次事故。
設計與施工方面優(yōu)化管道設計:在管道設計階段,充分考慮低溫環(huán)境和天然氣摻氫的影響,合理確定管道的走向、坡度和支撐方式等。例如,設置合理的坡度有利于排水,避免積水導致冰堵;合理設置支撐可以減少管道因溫度變化產(chǎn)生的應力。
這會導致氣體在管道內(nèi)流動時的阻力增大,增加輸送能耗,降低管道的輸送能力。高溫環(huán)境氣體膨脹:高溫使混合氣體體積膨脹,密度減小。在一定的管道容積內(nèi),氣體膨脹可能會導致管道內(nèi)壓力升高,如果管道的耐壓能力不足,可能會存在安全隱患。
這會提高燃氣摻氫燃燒的氫氣供應成本,限制其應用范圍,一般適用于距離氫氣生產(chǎn)地較近或氫氣需求量較小的燃氣摻氫項目。安全性方面:槽車在運輸過程中面臨道路交通事故、氫氣泄漏等風險。特別是高壓氣態(tài)氫槽車和低溫液態(tài)氫槽車,一旦發(fā)生事故,后果較為嚴重。