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，就會形成碳煙顆粒。特別是當(dāng)摻氫比例較低，天然氣成分相對較多時，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。


管道材料方面選用抗氫脆和低溫韌性好的材料：選擇具有良好抗氫脆性能和低溫韌性的管道材料，如某些高強(qiáng)度合金鋼或經(jīng)過特殊處理的金屬材料，這些材料在低溫和含氫環(huán)境下能保持較好的力學(xué)性能，降低氫脆和脆性斷裂的風(fēng)險。

粘度減小：溫度升高會使混合氣體的粘度減小，氣體流動時的內(nèi)摩擦力降低，流動阻力變小，有利于氣體在管道內(nèi)的輸送，在一定程度上可提高管道的輸送能力。對管道影響方面低溫環(huán)境材料變脆：低溫會使管道材料的韌性降低，脆性增加，尤其是在有氫氣存在的情況下，氫脆現(xiàn)象可能會更加明顯。這會增加管道發(fā)生破裂等事故的風(fēng)險。


腐蝕與老化方面加速腐蝕：氫氣在一定條件下可能會與管道內(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，可能會形成腐蝕性介質(zhì)，對管道的內(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)域無法及時點燃，未燃?xì)怏w就會積聚。積聚的未燃?xì)怏w達(dá)到一定濃度后，一旦遇到合適的點火源，就可能引發(fā)劇烈的爆炸，對管道造成嚴(yán)重破壞，如管道破裂、移位等，導(dǎo)致燃?xì)庑孤M(jìn)一步引發(fā)火災(zāi)等二次事故。

設(shè)計與施工方面優(yōu)化管道設(shè)計：在管道設(shè)計階段，充分考慮低溫環(huán)境和天然氣摻氫的影響，合理確定管道的走向、坡度和支撐方式等。例如，設(shè)置合理的坡度有利于排水，避免積水導(dǎo)致冰堵；合理設(shè)置支撐可以減少管道因溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力。

采用非金屬復(fù)合管道：考慮使用非金屬復(fù)合管道，如纖維增強(qiáng)塑料管道等。這類管道具有良好的耐腐蝕性和抗氫滲透性能，且在低溫下不會出現(xiàn)氫脆問題，同時還具有重量輕、安裝方便等優(yōu)點。保溫與加熱方面加強(qiáng)管道保溫。

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^程中這些污染物的排放，有助于減少對環(huán)境的污染，實現(xiàn)更清潔的燃燒。提升能源安全性：氫氣可以通過多種途徑制取，如可再生能源電解水制氫等。

高摻氫比例：隨著摻氫比例的不斷提高，燃燒極限范圍會進(jìn)一步擴(kuò)大。意味著在低溫環(huán)境下，混合氣體在更寬的濃度范圍內(nèi)都能發(fā)生燃燒或爆炸，形成潛在爆炸性環(huán)境的區(qū)域范圍也相應(yīng)擴(kuò)大，危險程度增加。天然氣摻氫在低溫環(huán)境下燃燒可能產(chǎn)生的有害物質(zhì)主要包括以下幾種。