张士CNG减压混气站气质问题研究(doc5)

张士 CNG 减压混气站气质问题研究
摘要：根据张士 CNG 减压混气站的生产状况及出现的问题，分析 CNG 中 C2 以上组分
的存在对设备和生产的影响。从理论和生产实际两个方面研究天然气减压后的物态，组
成和温度的变化，对 CNG 的气质提出要求。并找到可能的解决措施，对今后的生产有重
要的指导意义。
一．张士 CNG 减压混气站简介
该站坐落于沈阳市的张士经济技术开发区，2004 年刚刚建成运行，气源比较复杂，
来自于长岭，阜新和盘锦。其中盘锦油田的 C2 以上组分含量较多，油田气组分分析报告
列入表 1：
表 1 油田气组分分析报告
组分
含量％
组分
含量％
N2
2.80
C5
0.87
C1
79.45
C6
0.26
C2
8.72
C7
0.11
C3
5.09
C8
0.02
C4
2.67
可见油田气中约有甲烷 80％和其他烷烃组分 20％，本文中称这些 C2 至 C8 组分为重
质组分。本文讨论 CNG 重质组分对 CNG 减压混气站生产的影响，并提出一些可能的解
决措施。
首先简述一下工艺过程：油田的压缩天然气由罐车运至本站，罐车的压力约为 10～
20MPa，经过一级换热减压至 4MPa，再经过二级换热减压至 1.6MPa。然后三级减压到约
0.2MPa，混气后送到市街管网。混气后的一小部分天然气送回至燃气锅炉，用于提供一
级和二级的换热器加热水。
二．CNG 重质组分对生产的影响
1．在 4MPa 以上时，重质组分为液相。卸车之初液相在管道内造成管道局部阻力增加，
罐车与卸气柱之间的压损在 1MPa 以上。
2．重质组分在三级减压后大量气化，介质温度急剧下降，超过钢材（20#钢）使用温度
下限，造成安全隐患。
3．由于重质组分的高热值混合气的热值比正常混气高出约 2000 kcal/m3（7600-9600
kcal/m3），影响锅炉燃烧器的正常工作，有可能造成锅炉熄火，系统停车。
三．相平衡理论计算
从理论上分析 CNG 重质组分在减压后对管道内天然气温度的影响，讨论能够接受的
重质组分含量。取二级和三级调压前后的压力 4MPa，1.6MPa 和 0.2MPa 状态计算平衡组
成。CNG 重质组分包括 C2 到 C8 的烃类，减压时这些组分不同程度的气化，根据相平衡
条件计算出温度-20℃时气液相的组成列入表 2 中：
表 2 气液相平衡组成计算数据
压力 4.0MPa
压力 1.6MPa
压力 0.2MPa
重质
组分
液相
气相
液相
气相
液相
气相
C1
0.00%
100%
0.00%
87.47%
0.00%
81.14%