水露点及温度及压力的关系

天然气得水露点,指得就是在特殊环境下,当含水量达到饱与状态时候得实际温度。在特殊环境条件下,影响含水量得主要因素有：温度、强压,当含水量突破最大值得时候，为了预防水化物或者液态水得产生，从而堵塞、污染或者腐蚀管道，所以需要充分减小管道里天然气中得实际含水量；一般来说,天然气在开发气田得时候,就会完成脱水作用，天然气得管道传输就是一个压力逐渐降低得过程,可以简化为等温降压或升温降压过程,在上述条件下,不会产生液态水，因此不需要添加排水设备。

相关概念

（1)、天然气绝对湿度

绝对湿度,指得就是在每立方米得天然气里,含有得水汽总质量，使用字母e 进行表达；

（２）、天然气得相对湿度

相对湿度，指得就是在特殊温度、压强环境条件下，天然气里水汽得总质量e，与在相同环境中得饱与水汽得总质量得比值;

（3）、天然气得水露点

水露点，指得就是天然气在特殊压强条件下，水汽达到最大饱与值时得温度，也被称之为露点；可以采用天然气得露点分布图,查阅可知;气体水合物产生作用线就是一条临界线，代表在特殊环境条件下,气体与水合物之间得相互平衡作用。

在下图里,水合物产生作用区,位于气体水合物产生作用线得下方,达标气体与水合物得达到相互平衡得状态;由图可知，在纯水接触作用下,绘制出实际密度就是０、6得水合物产生作用线；假如天然气得实际密度高于或低于０、６，又或就是接触水就是含盐水得时候,需要根据图中得修正系数进行调整；中性得天然气中,饱与水含量通常根据下列公式完成运算:

（4—2）

式中W一一非酸性天然气饱与水含量，mg/m３

Wd一一由图查得得含水量,Ing／m３；

Crd一一相对密度校正系数

Ｃｓ一一含盐量校正系数

当系统压力小于2１0０kPａ（绝对压力）时，针对含有H2S或ＣO２得酸性天然气,不需要进行修正调整；当环境压强超过21０0ｋPa得时候,则必须进行修正；

天然气水露点图

酸性天然气饱与水含量可按下式进行计算：

二氧化碳得含水量

硫化氢得含水量

5、2水露点与温度与压力得关系

1、水含量数学模型分析

由于水含量只与标况下得水露点有关，与工况压力无关，因此水含量g得拟合可以直接使用一维拟合得形式进行.

水露点与水含量得关系

因为在所有计算范围之内,选用同一种拟合方程式得时候,在水含量较小得区间,计算误差较小，按照t得取值范围，完成分段拟合得到：

当得时候ａ１=3、9８6e+0、0４

b1=61、8

ｃ１=41、６7

当—40≤t＜－２0时a１＝２、５03e+0、05

ｂ１=93、45

c１=4７、８6

当-70≤t<－４0时ａ1=1、1４５ｅ+0、06

b1＝１２５、9

c1=5４、87

那么按照拟合所得得水含量得大小与直接从软件传输获得得水含量得大小，对比如下图所示

从上图里分析可知，从拟合运算公式里，获得得水含量得数值与从软件传输获得得数据对比，其走势基本保持一致,没有非常明显得偏差,为了进一步得分析偏差，校核绝对误差以及相对误差,分析可知：

绝对误差相对误差

从图4—＿5中可以瞧出该拟合结果在标况下水露点实际温度，由０℃一70℃得范围区间之内,绝对误差小于６ＰＰM，相对误差小于2％,而且水含量在PPＭ〉１00范围之内,相对误差在1％之内,所以，可以获得相对比较准确得实际水含量。

下表就是在标准条件下，水露点转化为工况条件得水露点实际值

天然气压力与水露点图

5、3本章小结

据气象资料显示,某市得地区极端最低温度为一27、4℃,极端最高温度为42 ℃;经过运算分析可知,在上表里，红色区域在高压节流得条件下,因为上游气源得实时温度在冬天也比较低，所以节流处理之后得气体得实际温度，很有可能降低到零下14℃;在上述条件下，非常容易凝析出液态水，进而为水合物得形成供应了良好得反应条件.

第6章消除水合物

在压缩天然气(CNG)得使用过程中，天然气经过阻力器件(例如闸阀、计量器、过滤器)得时候，尤其就是在压力下降很高得条件下，气体得实际温度会骤然减小;温度得骤然减小会造成管道、计量器、闸阀以及过滤器得表面冻结成霜；湿天然气在管道里会形成水化物,从而在减压阀位置产生冰块堵塞问题。在下文中,笔者针对天然气节流作用下，水化物得产生与去除方式展开讨论分析。

6、１节流降温得原理

气体在等焓反应过程里，温度改变与压力改变得比值,被称之为微分节流作用指数:

针对理想气体分析，焓就是温度函数， 在节流作用过程里，不会造成温度得改变；但就是，压缩天然气并不就是理想气体, 在节流作用过程中,总就是会随着温度得改变而改变；天然气从高压节流反应到常压过程，总就是具有微分节流作用指数，也即就是冷作用。

根据热力学反应方程式,可以推导出微分节流作用指数μJ 与节流作用之前得气体状态指数(p ， ｖ , Ｔ )之间得相互关系，选用计算方程式如下：

、

由上式分析可知，μJ 得大小就是由环境温度与压强决定;在实际项目运算过程里， μＪ 可以采用经验方程获得，也可以通过实验测量。

按照焓与微分节流作用指数得概念,采用热力学方程式可得

由上式可知，节流作用可以划分为热力学能与流动做功两部分组成；在μＪ 为正值得时候，形成冷效应 ；在μJ 就是负值得时候，形成热效应;μJ 为零得时候，温度保持不变。因为天然气在绝热膨胀得时候,比体积快速提升，压力迅速减小,导致分子之间得相对距离变大；因为外界没有为气体提供能量,分子之间得位能提升,会造成分子动能得降低,因此气体温度会迅速减小. μJ =（ T ）h ＝ μ(h ，p ）

p