15管输天然气的气质标准(修改).doc

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第五节管输天然气的气质标准

管输天然气的气质标准是对有害于管道和管道输送过程的天然气成分的限制。

气体中是否含有害成分及含量多少，对管道的工作情况、经济效益和使用寿命有重大影响。

它是管道输送工艺设计和生产管理基本内容的主要决定因素。

天然气的气质还关系到输气管道站场工艺设备（天然气发动机和压缩机等）及各种控制测量仪器工作条件的好坏和使用寿命的长短。

另外，从安全、卫生及环境保护要求出发，对用作城镇燃气的天然气中有害成分的含量也有限制。

天然气从地层中开采出来的过程中，必然会携带砂、岩屑粉尘、铁锈、水（包括液态水和水蒸气）等杂质。

由天然气的组成可以看出，除了烃类气体外，还会含有氮气、氢气，惰性气体如氦气、氩气等，酸性天然气还包括二氧化碳、一氧化碳、硫化氢，另外硫醇类、硫醚类、硫氧化碳、二硫化碳等有机化合物，在一些天然气藏中还含有多硫化氢和以胶溶态粒子形式存在的沥青质。

（一）天然气中有害杂质的危害

1.机械杂质

砂、岩屑粉尘、铁锈等固体杂质随天然气在管道和输气管道中的高度流动（低压管道不大于3米/秒，中压燃气管道不大于20米/秒，次高压以上不大于30米/秒。

）（低压管道流速是来自邓渊所编的燃气规划设计手册，次高压以上是参照美国的设计标准流速不超过100英尺/秒），会严重磨损管道和压缩机、仪表等的过流部件，给管道或设备造成磨蚀，甚至造成破坏，尤其是压缩机和以天然气为燃料的发动机对粉尘非常敏感，粒径在5μm以上的粉尘会使叶轮在短时间内遭到破坏，有些可造成管道弯头被击穿，阀门造成内漏，也有可能造成仪表及控制的失灵。

2.有害气体组分

在天然气中有害气体组分如H2S、CO2、H20等，可能引起管道腐蚀，降低天然气的使用性能或产生毒害等。

一般来说，天然气中的水如果以水蒸气的形态存在的话，除了会影响天然气的质量（降低天然气的热值或减少输送能力），不会有其他影响。

但是开采出的天然气中往往会有也太的水存在或水蒸气很容易达到饱和后析出，而天然气中如果有液态的水存在，则会引起许多问题：

管道中的游离水是造成管道腐蚀的主要原因，没有游离水就无电化学或其他形式的腐蚀产生；水积聚在管道的低洼处，减少管道流通面积，增加输气阻力；在管道内壁上形成一层水膜，如果是酸性天然气，水与其中的硫化氢、二氧化碳等酸性气体形成酸性水溶液，对管道内壁的腐蚀极为严重，对于几兆帕甚至更高压力的天然气输气管道来说，若恰巧遇管道有原始缺陷的点或管段，后果是不可估计的；另外，在一定的压力、温度条件下，水还会与甲烷、乙烷等烃类和硫化氢、二氧化碳等形成冰雪装的水合物，造成管道“冰堵”，堵塞管道。

二氧化碳是一种有害成分，有水存在的情况下它会产生碳酸腐蚀管道；无水情况下它是一种无效成分，含量过多形成无效输送会造成浪费，氧气也是有害成分。

燃气中的硫化物分为无机硫和有机硫。

无机硫指硫化氢，有机硫有二硫化碳、硫氧化碳、硫醇、噻吩、硫醚等，燃气中硫化物有90％-95％为无机硫。

硫化氢及其与氧化合所形成的二氧化硫，都具有强烈的刺鼻气味，对眼粘膜和呼吸道有损坏作用。

空气中硫化氢浓度大于910mg/m3（约0.06％体积比）时，人呼吸一小时，就会严重中毒。

当空气中含有0.05％体积比二氧化硫时，呼吸短时间生命就有危险。

硫化氢又是一种活性腐蚀剂。

在高压、高温以及在燃气中含有水分时，腐蚀作用更会加剧。

燃气中的二氧化碳及氧也是腐蚀剂，当他们与硫化氢同时存在，对管道和设备更为有害。

燃气输配系统中硫化氢的腐蚀可分为两种，一种是硫化氢和氧在干燥的钢管内壁发生缓慢的腐蚀作用。

另一种是除硫化氢和氧以外，还在管内壁上形成一层水膜，这种腐蚀是危险的，即使硫化氢含量不大，金属的腐蚀速度也是很高的，而硫化氢和氧的浓度越高，腐蚀越剧烈。

硫化氢的燃烧产物二氧化硫也具有腐蚀性。

有机硫对燃气灶的腐蚀有两种情况，一种是燃气在燃具内部和高温金属表面接触后，有机硫分解生成硫化氢造成腐蚀；另一种是燃气燃烧后生策划那个二氧化硫和三氧化硫造成腐蚀。

前者常发生在点火器、火孔等高温部位，由于腐蚀物的堵塞引起点火不良等故障。

后者因二氧化硫溶于燃烧产物中的水分，并在设备低温部件的金属表面上冷凝下来，而发生腐蚀。

硫化氢即是严重的腐蚀介质，也是对人体有害的剧毒气体，它的存在（尤其在有游离水的环境中）会引起管道多种类型的腐蚀，如氢脆和硫化物应力腐蚀等。

3.液态烃

液态烃的主要危害是易引起管道堵塞，降低管道输送效率。

液态烃在管道低凹处积聚会降低管道输气能力。

清管时排出的轻烃处理不慎容易引起火灾事故。

烃液能稀释压缩机润滑油使管道内排污的残液中含有较重组分，还能导致燃气喷嘴角结焦进而停机的现象，危及管道的安全运行。

因此，必须严格控制管道输送天然气质量，进入长输管道的天然气应经过净化处理，达到管道输送天然气标准。

管输气体的净化，一般由矿场完成，必要时输气企业也可在管道首站或中间进气站设净化装置。