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(huì)形成碳煙顆粒。特別是當(dāng)摻氫比例較低,天然氣成分相對(duì)較多時(shí),更容易出現(xiàn)這種情況。此外,低溫可能導(dǎo)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(yīng),生成碳煙顆粒。
腐蝕與老化方面加速腐蝕:氫氣在一定條件下可能會(huì)與管道內(nèi)表面的某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),或者改變管道表面的電化學(xué)環(huán)境,從而加速管道的腐蝕過(guò)程。特別是當(dāng)混合氣體中含有水分等雜質(zhì)時(shí),可能會(huì)形成腐蝕性介質(zhì),對(duì)管道的內(nèi)壁造成腐蝕,縮短管道的使用壽命。
船舶動(dòng)力:船舶運(yùn)輸是全球貿(mào)易的重要支撐,但傳統(tǒng)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排放的污染物對(duì)海洋環(huán)境和大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。燃?xì)鈸綒淙紵夹g(shù)為船舶動(dòng)力提供了一種清潔化的解決方案,可以用于改造現(xiàn)有船舶發(fā)動(dòng)機(jī)或設(shè)計(jì)新型船舶動(dòng)力系統(tǒng),降低船舶的溫室氣體和污染物排放。
這會(huì)導(dǎo)致氣體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)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(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)壓力升高,如果管道的耐壓能力不足,可能會(huì)存在安全隱患。
通過(guò)加熱保持管道溫度,防止氣體因低溫而出現(xiàn)問(wèn)題,確保管道內(nèi)氣體的正常流動(dòng)和物理性質(zhì)穩(wěn)定。氣體處理方面脫水干燥:對(duì)天然氣摻氫混合氣體進(jìn)行嚴(yán)格的脫水干燥處理,去除其中的水分,防止在低溫下形成冰堵或水合物堵塞管道,同時(shí)也能減少因水分存在而引發(fā)的腐蝕等問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道在低溫環(huán)境下可能出現(xiàn)的異常情況,如溫度過(guò)低、壓力突變等,以便采取相應(yīng)的措施。定期維護(hù)檢查:加強(qiáng)對(duì)管道的定期維護(hù)檢查,檢查管道的焊縫、彎頭、閥門(mén)等易出現(xiàn)問(wèn)題的部位,查看是否有裂紋、變形、泄漏等情況。
長(zhǎng)期處于天然氣摻氫環(huán)境中,管道材料可能出現(xiàn)微裂紋等缺陷,降低管道的抗斷裂能力,增加管道破裂的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂:如果管道存在內(nèi)應(yīng)力或外部應(yīng)力,氫氣的存在可能會(huì)加速應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的過(guò)程。氫原子與金屬中的應(yīng)力相互作用,促使裂紋的形成和擴(kuò)展,尤其是在焊接部位等應(yīng)力集中區(qū)域,更容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂,影響管道的完整性。
降低污染物排放:氫氣燃燒產(chǎn)物只有水,幾乎不產(chǎn)生二氧化碳、氮氧化物等污染物。在燃?xì)庵袚饺胍欢ū壤臍錃猓梢越档腿紵^(guò)程中這些污染物的排放,有助于減少對(duì)環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)更清潔的燃燒。提升能源安全性:氫氣可以通過(guò)多種途徑制取,如可再生能源電解水制氫等。
高摻氫比例:隨著摻氫比例增加,混合氣體的小點(diǎn)火能降低,理論上更容易被點(diǎn)燃。但在低溫環(huán)境下,由于分子運(yùn)動(dòng)速度減慢和與氧氣的混合效率降低等因素,著火延遲時(shí)間可能會(huì)先增加后降低。燃燒速度方面低摻氫比例: