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。
若在管道輸送過程中,氣體在某些區(qū)域無(wú)法及時(shí)點(diǎn)燃,未燃?xì)怏w就會(huì)積聚。積聚的未燃?xì)怏w達(dá)到一定濃度后,一旦遇到合適的點(diǎn)火源,就可能引發(fā)劇烈的爆炸,對(duì)管道造成嚴(yán)重破壞,如管道破裂、移位等,導(dǎo)致燃?xì)庑孤?,進(jìn)一步引發(fā)火災(zāi)等二次事故。
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。
這會(huì)提高燃?xì)鈸綒淙紵臍錃夤?yīng)成本,限制其應(yīng)用范圍,一般適用于距離氫氣生產(chǎn)地較近或氫氣需求量較小的燃?xì)鈸綒漤?xiàng)目。安全性方面:槽車在運(yùn)輸過程中面臨道路交通事故、氫氣泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。特別是高壓氣態(tài)氫槽車和低溫液態(tài)氫槽車,一旦發(fā)生事故,后果較為嚴(yán)重。
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)力腐蝕開裂的過程。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)力腐蝕開裂,影響管道的完整性。