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1、张士CNNG减压压混气站站气质问问题研究究摘要：根根据张士士CNGG减压混混气站的的生产状状况及出出现的问问题，分分析CNNG中CC2以上上组分的的存在对对设备和和生产的的影响。从从理论和和生产实实际两个个方面研研究天然然气减压压后的物物态，组组成和温温度的变变化，对对CNGG的气质质提出要要求。并并找到可可能的解解决措施施，对今今后的生生产有重重要的指指导意义义。一张士士CNGG减压混混气站简简介该站坐落落于沈阳阳市的张张士经济济技术开开发区，220044年刚刚刚建成运运行，气气源比较较复杂，来来自于长长岭，阜阜新和盘盘锦。其其中盘锦锦油田的的C2以以上组分分含量较较多，油油田气组组分分析析
2、报告列列入表11：表1 油油田气组组分分析析报告组分含量组分含量N22.800C50.877C179.445C60.266C28.722C70.111C35.099C80.022C42.677可见油田田气中约约有甲烷烷80和其他他烷烃组组分200，本本文中称称这些CC2至CC8组分分为重质质组分。本本文讨论论CNGG重质组组分对CCNG减减压混气气站生产产的影响响，并提提出一些些可能的的解决措措施。首先简简述一下下工艺过过程：油油田的压压缩天然然气由罐罐车运至至本站，罐罐车的压压力约为为1020MMPa，经经过一级级换热减减压至44MPaa，再经经过二级级换热减减压至11.6MMPa。然然后三
3、级级减压到到约0.2MPPa，混混气后送送到市街街管网。混混气后的的一小部部分天然然气送回回至燃气气锅炉，用用于提供供一级和和二级的的换热器器加热水水。二CNNG重质质组分对对生产的的影响1 在4MPPa以上上时，重重质组分分为液相相。卸车车之初液液相在管管道内造造成管道道局部阻阻力增加加，罐车车与卸气气柱之间间的压损损在1MMPa以以上。2 重质组分分在三级级减压后后大量气气化，介介质温度度急剧下下降，超超过钢材材（200#钢）使使用温度度下限，造造成安全全隐患。3 由于重质质组分的的高热值值混合气气的热值值比正常常混气高高出约220000 kccal/m3（776000-96600 kca
4、al/mm3），影影响锅炉炉燃烧器器的正常常工作，有有可能造造成锅炉炉熄火，系系统停车车。三相平平衡理论论计算从理论上上分析CCNG重重质组分分在减压压后对管管道内天天然气温温度的影影响，讨讨论能够够接受的的重质组组分含量量。取二二级和三三级调压压前后的的压力44MPaa，1.6MPPa和00.2MMPa状状态计算算平衡组组成。CCNG重重质组分分包括CC2到CC8的烃烃类，减减压时这这些组分分不同程程度的气气化，根根据相平平衡条件件计算出出温度-20时气液液相的组组成列入入表2中中：表2 气气液相平平衡组成成计算数数据重质组分分压力4.0MPPa压力1.6MPPa压力0.2MPPa液相气相液
5、相气相液相气相C10.000%100%0.000%87.447%0.000%81.114%C249.220%0.000%15.558%8.688%1.400%9.844%C328.770%33.771%3.233%4.744%5.733%C415.110%32.668%0.588%13.229%2.999%C54.900%12.554%0.044%20.997%0.944%C61.500%3.988%0.000%26.449%0.255%C70.500%1.344%0.000%25.009%0.055%C80.100%0.277%0.000%8.111%0.000%三相关关参数的的确定实际生生
6、产的三三级减压压，即压压力1.6MPPa减压压到0.2MPPa的温温度变化化情况列列入表33：表3 三三级减压压温度变变化生产产记录时间三级减压压前温度度三级减压压后温度度减压前后后温度差差5：3556-22.828.665：4006-24.530.555：4555-23.628.665：5006.2-24.630.885：5558-24.832.886：0009-24.833.88重质组组分气化化放出的的显热与与潜热相相比可以以忽略。重重质组分分气化所所吸收的的全部热热量Q11等于甲甲烷降温温放出的的热量QQ2和管管道外空空气传递递的热量量Q3之之和。在在天然气气流量为为L=110000Nm
7、33/h，甲甲烷放热热前后的的温差。考虑虑到节流流效应有有约5的温降降，由甲甲烷本身身放热造造成的温温差。所以以重质组组分气化化吸收的的热量为为：其中i组分分的体积积百分含含量；i组组分的气气化潜热热kJ/kg；i组组分的密密度kgg/m33；天然然气的流流量Nmm3/h；表示示组分含含碳的个个数。其中表示甲甲烷的比比热。表示示甲烷的的减压前前后的温温度差。取当时空空气温度度。空气传热热给天然然气的温温差。又由传热热方程对于该减减压系统统，空气气与天然然气的传传热面积积不变，即即A不变变。另外外管内天天然气强强制对流流换热，而而管外空空气自然然对流换换热，因因此管道道外空气气与管壁壁的传热热热
8、阻远远大于管管道内管管壁与天天然气的的传热热热阻，可可以认为为总传热热系数KK与管道道内天然然气流量量无关。将将此实验验值带入入其他状状态计算算天然气气减压后后温降是是符合实实际情况况的。四不同同重质组组分含量量时天然然气温降降的计算算计算出气气液相组组成后可可知天然然气压力力由4MMPa减减压到11.6MMPa和和1.66MPaa减压到到0.22MPaa时重质质组分的的气化量量，根据据气化潜潜热计算算所需吸吸收的热热量Q11。这部部分热量量除了从从空气中中吸收的的部分QQ3外，其其余从天天然气中中吸收的的部分QQ2使天天然气温温度下降降，因为为天然气气中绝大大部分组组分是甲甲烷，根根据甲烷烷
9、的热容容估算甲甲烷的温温降，并并近似认认为是天天然气的的温降。重质组分分的含量量也影响响天然气气的温度度降低的的程度，重质组分的含量越大则天然气温降越大。另外压力降低产生的节流效应也可以使天然气温度降低，根据实际情况观察压力在4MPa到0.2MPa范围内，压力每降低0.3MPa，温度就下降1。计算重质质组分含含量分别别为5，100，220和和30时天然然气温度度降低的的结果并并列入表表4：表4 减减压过程程天然气气温降的的计算结结果重质组分分含量4MPaa减压到到1.66MPaa1.6MMPa减减压到00.2MMPa重质组分分气化节流效应应总温差重质组分分气化节流效应应总温差5%7.0815.
10、002.54.77.210%15.88823.8810.004.714.7720%47.33855.3326.004.730.7730%46.00854.0048.224.752.99重质组分分含量330时时，1.6MPPa减压压到0.2MPPa后CC3-CC5组分分大量气气化，导导致温度度急剧下下降。从从计算结结果可以以发现CCNG中中重质组组分含量量在5以内时时，重质质组分气气化与节节流效应应产生的的温降相相近，不不会对生生产有太太大影响响。五限制制管道流流量时天天然气温温降的计计算因为管道道外空气气传递的的热量QQ3与管管道流量量无关，而而流量减减小单位位时间内内重质组组分气化化量减小小
11、，需要要吸收的的热量减减小，所所以天然然气温降降也相应应减小。同同时认为为节流效效应产生生的天然然气温降降与流量量无关。计算重质质组分含含量为220，天然气流量分别为500Nm3/h， 750Nm3/h和1000Nm3/h时温度降低的结果并列入表5：表5 减减压过程程天然气气温降的的计算结结果天然气流流量Nmm3/h4MPaa减压到到1.66MPaa1.6MMPa减减压到00.2MMPa重质组分分气化节流效应应总温差重质组分分气化节流效应应总温差50019.44827.446.24.710.9975038.55846.5522.554.727.221000047.33855.3326.004.730.771200052.88860.8837.884.742.55六解决决方案1对盘盘锦供应应源头提提出要求求，降低低重质组组分含量量。2在卸卸气柱后后一级调调压前设设高压气气液分离离装置。3在三三级减压压前设三三级换热热器或提提高一级级和二级级换热器器的换热热能力，如如增加锅锅炉给水水温度。4提高高锅炉燃燃烧器的的适用范范围。5限流流以降低低管道流流量，减减小气化化温降。