曾文平 王偉杰 蒲長勝 廖珈

1.中國石油西南油氣田公司天然氣研究院 2.中國石油天然氣質(zhì)量控制和能量計(jì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

在天然氣管道輸送過程中，水含量的高低直接反映出水分在管道中的凝析條件，因此它是天然氣加工、輸送工藝設(shè)計(jì)中的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如果天然氣中還含有H2S、CO2等酸性氣體，其水含量的高低將直接影響輸氣管道的腐蝕程度[1]。此外，當(dāng)天然氣中水含量過高，會(huì)造成液態(tài)水在管道中集聚，降低管輸效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)生成水化物而引起管道堵塞。這一點(diǎn)對(duì)以壓縮天然氣為燃料的天然氣汽車加氣站尤為重要。因此，規(guī)定水露點(diǎn)指標(biāo)對(duì)天然氣的生產(chǎn)、輸送和使用均具有十分重要的意義。

天然氣及類似氣體的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要有GB 17820-2018《天然氣》、GB 18047-2017《車用壓縮天然氣》、GB/T 33445-2016《煤制合成天然氣》等[1-3]。另外，我國還有一項(xiàng)針對(duì)進(jìn)入天然氣長輸管道氣體質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37124-2018《進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體質(zhì)量要求》[4]。這些標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)天然氣水露點(diǎn)的指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，由于各標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求各異，標(biāo)準(zhǔn)的使用者在評(píng)判水露點(diǎn)是否合格時(shí)可能存在諸多不同理解，針對(duì)GB 17820-2018、GB 18047-2017和GB/T 37124-2018對(duì)水露點(diǎn)的技術(shù)要求，詳細(xì)解讀了評(píng)判水露點(diǎn)是否滿足要求的條件。通過應(yīng)用實(shí)例，分析討論了氣體中液態(tài)水形成的工況條件及現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水露點(diǎn)指標(biāo)的局限性，以期對(duì)從事天然氣分析測(cè)試和質(zhì)量管理的人員正確理解標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及水露點(diǎn)指標(biāo)

1.1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

天然氣及類似氣體主要有常規(guī)天然氣、非常規(guī)天然氣(包括煤層氣、頁巖氣和致密砂巖氣)和煤制合成天然氣等，其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如表1所列，其中，GB 17820是天然氣工業(yè)的核心標(biāo)準(zhǔn)，適用于通過管道輸送的商品天然氣，GB 18047適用于天然氣增壓處理后，作為車用燃料的壓縮天然氣，而GB/T 37124雖然不是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了凡進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體需滿足的質(zhì)量要求，這些氣體包括了常規(guī)和非常規(guī)天然氣及煤制合成天然氣。

表1 天然氣及類似氣體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及適用范圍標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱適用范圍GB 17820-2018天然氣經(jīng)過處理的、通過管道輸送的商品天然氣GB 18047-2017車用壓縮天然氣壓力不大于25 MPa,作為車用燃料的壓縮天然氣GB 26569-2011民用煤層氣(煤礦瓦斯)經(jīng)過處理的煤層氣產(chǎn)品GB/T 33296-2016頁巖氣技術(shù)要求和試驗(yàn)方法經(jīng)過處理的頁巖氣產(chǎn)品GB/T 32865-2016致密砂巖氣技術(shù)要求和試驗(yàn)方法經(jīng)過處理的致密砂巖氣產(chǎn)品GB/T 33445-2016煤制合成天然氣經(jīng)過處理的煤制合成天然氣產(chǎn)品GB/T 37124-2018進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體質(zhì)量要求經(jīng)過處理的、通過天然氣長輸管道進(jìn)行輸送的常規(guī)天然氣、煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣及煤制合成天然氣

1.2 水露點(diǎn)指標(biāo)

在各類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，氣體中的水含量一般采用含量〔摩爾分?jǐn)?shù)(10-6)或質(zhì)量濃度(mg/m3)〕和水露點(diǎn)兩種方式表示，兩者之間可通過GB/T 22634-2008規(guī)定的關(guān)聯(lián)方程進(jìn)行換算[5]。表2中列出了天然氣及類似氣體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水露點(diǎn)或水含量指標(biāo)。

表2 天然氣及類似氣體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水露點(diǎn)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)水露點(diǎn)指標(biāo)備注GB 17820-2018在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下,天然氣中應(yīng)不存在液態(tài)水和液態(tài)烴2012版規(guī)定“在交接點(diǎn)壓力下,水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5 ℃”GB 18047-2017①在汽車駕駛的特定區(qū)域內(nèi),在壓力不大于25 MPa和環(huán)境溫度不低于-13 ℃的條件下,水的質(zhì)量濃度不大于30 mg/m3;②在汽車駕駛的特定區(qū)域內(nèi),在壓力不大于25 MPa和環(huán)境溫度低于-13 ℃的條件下,水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 ℃以環(huán)境溫度-13 ℃為界點(diǎn)分成兩種指標(biāo)要求GB 26569-2011在交接點(diǎn)壓力和溫度條件下,水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 ℃GB/T 33296-2016在交接點(diǎn)壓力下,水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5 ℃①在輸送條件下,當(dāng)管道管頂埋地溫度為 0 ℃時(shí),水露點(diǎn)應(yīng)不高于-5 ℃;②進(jìn)入輸氣管道的頁巖氣,水露點(diǎn)的壓力應(yīng)是最高輸送壓力GB/T 32865-2016在最高操作壓力下,水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5 ℃ ①在輸送條件下,當(dāng)管道管頂埋地溫度為 0 ℃時(shí),水露點(diǎn)應(yīng)不高于-5 ℃;②進(jìn)入天然氣長輸管道的致密砂巖氣,水露點(diǎn)的壓力應(yīng)是最高輸送壓力GB/T 33445-2016在交接點(diǎn)壓力下,水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)溫度低5 ℃①在輸送條件下,當(dāng)管道管頂埋地溫度為 0 ℃時(shí),水露點(diǎn)應(yīng)不高于-5 ℃;②進(jìn)入輸氣管道的煤制合成天然氣,水露點(diǎn)的壓力應(yīng)是最高輸送壓力GB/T 37124-2018水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5 ℃①在輸送條件下,當(dāng)管道管頂埋地溫度為 0 ℃時(shí),水露點(diǎn)應(yīng)不高于-5 ℃;②進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體,水露點(diǎn)的壓力應(yīng)是進(jìn)氣處的管道設(shè)計(jì)最高輸送壓力

2 水露點(diǎn)指標(biāo)解讀

表2中規(guī)定的水露點(diǎn)指標(biāo)大致可分成兩類，一類為定性指標(biāo)，另一類為定量指標(biāo)。對(duì)于定量指標(biāo)，由于管輸氣體和車用壓縮天然氣差異較大，因此對(duì)兩者分別加以討論。

2.1 GB 17820的定性指標(biāo)

與GB 17820-2012相比[6]，GB 17820-2018刪除了水露點(diǎn)的具體指標(biāo)，但在“輸送和使用”一章中，增加了“在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣中應(yīng)不存在液態(tài)水和液態(tài)烴”的表述。與2012版標(biāo)準(zhǔn)相比，2018版標(biāo)準(zhǔn)的定性指標(biāo)不需要參考環(huán)境溫度，也不需要考慮環(huán)境溫度的變化對(duì)水露點(diǎn)指標(biāo)的影響。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度下，無液態(tài)水為基本要求，此規(guī)定需注意兩點(diǎn)：①無論交接點(diǎn)的壓力和溫度如何改變，始終要求無液態(tài)水析出；②包含潛在的含義，即如果在交接點(diǎn)天然氣中水蒸氣已處于接近飽和狀態(tài)時(shí)，那么在氣體輸送過程中，當(dāng)壓力升高或溫度降低時(shí)，隨時(shí)可能會(huì)析出液態(tài)水，將導(dǎo)致天然氣質(zhì)量不能滿足要求。此時(shí)，管道運(yùn)營商需關(guān)注氣體輸送工況條件的變化(如增壓后氣體壓力的升高)，必要時(shí)應(yīng)采取控制措施，以保證氣體輸送過程中沒有液態(tài)水析出。

由于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水露點(diǎn)為定性指標(biāo)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，標(biāo)準(zhǔn)的使用人員可能不會(huì)過多關(guān)注對(duì)氣體中水含量的檢測(cè)，但由于進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體又有水露點(diǎn)具體指標(biāo)要求。因此，在天然氣凈化處理過程中，生產(chǎn)單位通常也會(huì)關(guān)注并測(cè)定天然氣中的水露點(diǎn)或水含量，以便氣體在進(jìn)入天然氣長輸管道前的質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)或購銷合同的技術(shù)要求[7]。

2.2 其他標(biāo)準(zhǔn)的定量指標(biāo)

2.2.1常規(guī)和非常規(guī)天然氣

常規(guī)和非常規(guī)天然氣規(guī)定的水露點(diǎn)指標(biāo)總體上按照“在一定壓力下，水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5 ℃”的要求進(jìn)行規(guī)定，此處強(qiáng)調(diào)了一定壓力和最低環(huán)境溫度。對(duì)于環(huán)境溫度的要求，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定為“輸送條件下最低環(huán)境溫度”，并對(duì)此做了進(jìn)一步說明：“在輸送條件下，當(dāng)管道管頂埋地溫度為0 ℃時(shí)，水露點(diǎn)應(yīng)不高于-5 ℃”，即在極端溫度條件下(如北方冬季)，當(dāng)管道管頂埋地溫度為0 ℃時(shí)，氣體的水露點(diǎn)應(yīng)≤-5 ℃。而對(duì)于“一定壓力”的規(guī)定，不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定略有不同，這也是各標(biāo)準(zhǔn)的使用者容易產(chǎn)生疑問和實(shí)際操作過程中存在判斷困難的地方。

GB 26569-2011、GB/T 33296-2016、GB/T 32865-2016和GB/T 33445-2016規(guī)定“水露點(diǎn)的壓力應(yīng)是最高輸送壓力”，此處給標(biāo)準(zhǔn)使用者帶來疑惑，一方面測(cè)定水露點(diǎn)時(shí)為工況壓力(如5 MPa)，而判斷水露點(diǎn)是否滿足指標(biāo)要求時(shí)需采用該管道的最高輸送壓力(如10 MPa)，此時(shí)需將工況下測(cè)定的水露點(diǎn)換算到最高輸送壓力下的水露點(diǎn)后，才能判斷水露點(diǎn)測(cè)定結(jié)果是否合格，給現(xiàn)場(chǎng)的操作人員增加了一定難度。另一方面，在換算時(shí)由于水露點(diǎn)隨壓力的增加會(huì)升高，當(dāng)工況壓力和最高輸送壓力相差較大時(shí)，兩者對(duì)水露點(diǎn)指標(biāo)的要求會(huì)相差較大，此時(shí)按照最高輸送壓力來規(guī)定水露點(diǎn)指標(biāo)可能會(huì)過于嚴(yán)格。此外，GB/T 37124-2018規(guī)定為“壓力應(yīng)是進(jìn)氣處的管道設(shè)計(jì)最高輸送壓力”，此處測(cè)定出工況壓力下的水露點(diǎn)后，也需要進(jìn)行換算才能判定水露點(diǎn)是否合格，而且檢測(cè)人員需要知道管道設(shè)計(jì)的最高輸送壓力才能進(jìn)行換算，也會(huì)給標(biāo)準(zhǔn)的使用者增加難度。同樣，由于管道實(shí)際運(yùn)行壓力和設(shè)計(jì)最高輸送壓力可能相差較大，致使按照管道設(shè)計(jì)的最高輸送壓力來規(guī)定水露點(diǎn)指標(biāo)也會(huì)過于嚴(yán)格。

2.2.2車用壓縮天然氣

GB/T 18047-2017適用于壓力不大于25 MPa，作為車用燃料的壓縮天然氣。車用壓縮天然氣作為一種特殊的天然氣產(chǎn)品，為了保證使用安全，對(duì)水露點(diǎn)指標(biāo)要求極為嚴(yán)格[8]。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)為：①在汽車駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi)，在壓力不大于25 MPa和環(huán)境溫度不低于-13 ℃的條件下，水的質(zhì)量濃度應(yīng)不大于30 mg/m3；②在汽車駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi)，在壓力不大于25 MPa和環(huán)境溫度低于-13 ℃的條件下，水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 ℃。第1種情況是參考ISO 15403-2《Natural gas - Natural gas for use as a compressed fuel for vehicles. Part 2: Specification of the quality》推薦的“水的質(zhì)量濃度不大于30 mg/m3”[9]，第2種情況仍采用GB 18047-2000的規(guī)定[10]，當(dāng)最低環(huán)境溫度低于-13 ℃時(shí)，規(guī)定水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 ℃。

由于生產(chǎn)工藝的原因，車用壓縮天然氣的最高壓力一般不超過25 MPa，因此在水露點(diǎn)指標(biāo)的規(guī)定上，首先限定了氣體的壓力為不大于25 MPa，而對(duì)于環(huán)境溫度以-13 ℃為界點(diǎn)，分為不低于-13 ℃和低于-13 ℃兩種情況。對(duì)于環(huán)境溫度相對(duì)較高的情況(不低于-13 ℃)，采用水含量的絕對(duì)值進(jìn)行限定時(shí)(水的質(zhì)量濃度不大于30 mg/m3)，該值在最高壓力下(25 MPa)水露點(diǎn)約為-0.9 ℃，在一般的環(huán)境溫度下基本能夠保證沒有液態(tài)水析出，但在一些特殊情況下(如汽車駕駛的特定區(qū)域內(nèi)環(huán)境溫度在-1.0 ℃以下時(shí))，壓縮天然氣中就可能有液態(tài)水析出。而對(duì)于環(huán)境溫度較低的情況(低于-13 ℃)，采用規(guī)定水露點(diǎn)值比最低環(huán)境溫度還低5 ℃的要求，該值規(guī)定極為嚴(yán)格，可保證在極端寒冷的環(huán)境溫度下使用車用壓縮天然氣的過程中不會(huì)有液態(tài)水析出。

3 應(yīng)用實(shí)例

為了更好地理解各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水露點(diǎn)或水含量指標(biāo)，采用具體實(shí)例分3種情況進(jìn)行討論：①對(duì)GB 17820-2018定性指標(biāo)要求的量化說明；②對(duì)GB/T 37124-2018進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體，在不同工況壓力下通過水露點(diǎn)和水含量之間的換算結(jié)果，說明如何理解“一定壓力”和“最低環(huán)境溫度”的要求；③對(duì)GB 18047-2017的兩類指標(biāo)，在不同壓力下通過水露點(diǎn)和水含量之間的換算結(jié)果，說明該標(biāo)準(zhǔn)以-13 ℃為界規(guī)定水露點(diǎn)或水含量指標(biāo)的合理性和科學(xué)性。

3.1 GB 17820的應(yīng)用

水露點(diǎn)的特性是在高壓下水露點(diǎn)合格，則在低壓下其水露點(diǎn)也必然合格[11-12]。下面舉例說明天然氣中水含量和析出液態(tài)水的不同工況條件。表3為天然氣中水的質(zhì)量濃度分別為100 mg/m3和200 mg/m3時(shí)，采用GB/T 22634-2008《水含量與水露點(diǎn)之間的換算》換算在交接點(diǎn)的壓力條件下對(duì)應(yīng)的水露點(diǎn)[6]，將該值與在交接點(diǎn)的最低環(huán)境溫度比較，以此判定氣體中是否會(huì)有液態(tài)水析出。其中，體積計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)參比條件為101.325 kPa、20 ℃，假設(shè)管道最高運(yùn)行壓力為12 MPa。圖1說明了最低環(huán)境溫度分別為0 ℃、10 ℃、15 ℃和20 ℃時(shí)，是否會(huì)有液態(tài)水析出的情況。

當(dāng)水的質(zhì)量濃度為100 mg/m3時(shí)，氣體的水露點(diǎn)隨壓力的變化見圖1中的曲線1。如果管道輸送壓力達(dá)到12 MPa，換算的水露點(diǎn)為8.9 ℃,若最低環(huán)境溫度高于該值，此時(shí)管道中不會(huì)有液態(tài)水析出。因此，只要保證最低環(huán)境溫度達(dá)到8.9 ℃以上(見圖1中最低環(huán)境溫度為10 ℃的曲線)，即使最高工況壓力達(dá)到12 MPa，也不會(huì)有液態(tài)水析出。但隨著環(huán)境溫度的下降，管道最高輸送壓力也應(yīng)降低才能保證沒有液態(tài)水析出。圖1中，當(dāng)最低環(huán)境溫度降到0 ℃時(shí)，為保證管道中沒有液態(tài)水析出，管道最高輸送壓力只能達(dá)到5.2 MPa。

表3 不同壓力下天然氣中水質(zhì)量濃度分別為100 mg/m3和200 mg/m3時(shí)對(duì)應(yīng)的水露點(diǎn)壓力/MPaρ(水)為100 mg/m3時(shí)對(duì)應(yīng)的水露點(diǎn)/℃ρ(水)為200 mg/m3時(shí)對(duì)應(yīng)的水露點(diǎn)/℃2.0 -10.1-2.24.0-2.66.46.0 1.811.38.0 4.914.510.0 7.216.812.0 8.918.5 注:1.體積計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)參比條件為101.325 kPa,20 ℃。2.采用軟件換算時(shí)輸入主要組分含量(摩爾分?jǐn)?shù))為CH4 97.58%,C2H6 0.23%,CO2 0.59%,N2 1.16%,其余為C3以上烴類組分。3.假設(shè)天然氣氣體的溫度為20 ℃。

當(dāng)水的質(zhì)量濃度為200 mg/m3時(shí)，氣體的水露點(diǎn)隨壓力的變化見圖1中的曲線2，在管道最高輸送壓力為12 MPa時(shí)，換算的水露點(diǎn)為18.5 ℃，此時(shí)最低環(huán)境溫度至少需高于18.5 ℃，才能保證管道中沒有液態(tài)水析出。但隨著最低環(huán)境溫度下降到15 ℃、10 ℃和0 ℃時(shí)，管道最高輸送壓力的臨界點(diǎn)分別為8.4 MPa、5.4 MPa和2.4 MPa，當(dāng)氣體壓力高于對(duì)應(yīng)的臨界點(diǎn)壓力時(shí)，管道中即會(huì)有液態(tài)水析出，并且隨著管道壓力的升高，將會(huì)析出更多的液態(tài)水，此時(shí)運(yùn)營商應(yīng)更多關(guān)注管道的輸送壓力，并采取措施控制實(shí)際輸送壓力不能超過臨界點(diǎn)壓力，才能保證管道中沒有液態(tài)水析出，否則，在交接點(diǎn)以前需對(duì)天然氣進(jìn)行脫水處理。

由于在天然氣生產(chǎn)和輸送過程中不可能實(shí)時(shí)檢測(cè)是否有液態(tài)水析出，一般是在管道運(yùn)行一段時(shí)間后，通過排污的方式才能發(fā)現(xiàn)是否生成了液態(tài)水。因此，標(biāo)準(zhǔn)的使用者對(duì)如何判定水露點(diǎn)是否滿足要求存在一定困難，而對(duì)于生產(chǎn)和輸送企業(yè)就有必要定期監(jiān)測(cè)氣體的水露點(diǎn)，并通過推算預(yù)判是否在天然氣生產(chǎn)和輸送工況條件下有液態(tài)水析出[13-14]。

3.2 GB/T 37124的應(yīng)用

當(dāng)天然氣中水質(zhì)量濃度為150 mg/m3時(shí)，在不同工況壓力下，采用GB/T 22634-2008將水含量換算成水露點(diǎn)(見表4)。結(jié)果表明，當(dāng)天然氣的運(yùn)行壓力為管道設(shè)計(jì)的最高輸送壓力12 MPa時(shí)，換算的水露點(diǎn)結(jié)果為13.4 ℃，此時(shí)要求最低環(huán)境溫度達(dá)到18.4 ℃才能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而當(dāng)最低環(huán)境溫度為15 ℃時(shí)，仍不能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。但實(shí)際上，如果管道最高運(yùn)行壓力只有6 MPa時(shí)，換算的水露點(diǎn)為6.3 ℃,遠(yuǎn)低于最低環(huán)境溫度15 ℃。此時(shí)，管道中并沒有液態(tài)水析出。因此，采用管道設(shè)計(jì)最高輸送壓力作為判斷水露點(diǎn)結(jié)果是否滿足要求的壓力不太合理。另外，圖2為最低環(huán)境溫度為5 ℃和15 ℃時(shí)，GB/T 37124-2018 對(duì)水露點(diǎn)的技術(shù)要求，天然氣的水露點(diǎn)分別為0 ℃和10 ℃時(shí)才能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，此時(shí)，管道的最高輸送壓力分別為3.5 MPa和8.5 MPa才能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表4 GB/T 37124-2018水露點(diǎn)指標(biāo)換算到不同工況壓力下的技術(shù)要求ρ(水)/(mg·m-3)氣體壓力/MPa換算水露點(diǎn)/℃氣體溫度/℃最低環(huán)境溫度/℃管道設(shè)計(jì)最高輸送壓力/MPa1503.5-0.24.01.46.06.38.510.112.013.4155/1512

根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水露點(diǎn)指標(biāo)以及示例結(jié)果，在標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施過程中還需進(jìn)一步討論和明確以下內(nèi)容：①對(duì)于“水露點(diǎn)的壓力應(yīng)是進(jìn)氣處的管道設(shè)計(jì)最高輸送壓力”的規(guī)定，如果采用設(shè)計(jì)的最高輸送壓力(如12 MPa)作為規(guī)定水露點(diǎn)的壓力要求，勢(shì)必會(huì)對(duì)水露點(diǎn)指標(biāo)的要求過于嚴(yán)格；②該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定長輸管道的定義為“產(chǎn)地、儲(chǔ)氣庫、使用單位之間用于輸送經(jīng)過處理商品天然氣的長距離管道”，此處的“長距離管道”比較模糊，給標(biāo)準(zhǔn)的使用者帶來一定的困惑，在修訂該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還需更加明確。

關(guān)于GB 26569-2011、GB/T 33296-2016、GB/T 32865-2016和GB/T 33445-2016規(guī)定的水露點(diǎn)指標(biāo)為“水露點(diǎn)應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5 ℃，而壓力為最高的輸送壓力”，對(duì)于如何確定比最低環(huán)境溫度低5 ℃與GB/T 37124-2018討論的情況一樣，而對(duì)于規(guī)定“最高的輸送壓力”，標(biāo)準(zhǔn)的使用者可以通過在天然氣購銷協(xié)議或相關(guān)文件中進(jìn)一步明確。

3.3 GB 18047的應(yīng)用

GB 18047-2017以環(huán)境溫度-13 ℃為界點(diǎn)，分兩種情況規(guī)定水露點(diǎn)或水含量指標(biāo)，表5中例舉了水露點(diǎn)/水含量指標(biāo)換算到不同工況壓力下的技術(shù)要求。第1種情況：當(dāng)氣體中水的質(zhì)量濃度等于30 mg/m3時(shí)，在15 MPa、20 MPa、25 MPa 3種壓力下?lián)Q算的水露點(diǎn)分別為-4.3 ℃、-2.3 ℃和-0.9 ℃，此時(shí)如果環(huán)境溫度在0 ℃以上基本能滿足沒有液態(tài)水析出，但為確保在高壓(25 MPa)下氣體中不析出液態(tài)水，最好要求在汽車駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi)最低環(huán)境溫度不低于約4 ℃。第2種情況：假設(shè)最低環(huán)境溫度為-15 ℃，則要求氣體中水露點(diǎn)不高于-20 ℃，按照工況壓力分別為15 MPa、20 MPa和25 MPa下?lián)Q算的水質(zhì)量濃度分別為5.5 mg/m3、4.3 mg/m3和3.6 mg/m3，此種情況下要求車用壓縮天然氣中的水含量極低，對(duì)生產(chǎn)CNG采用的工藝和脫水劑提出了較高要求。

該標(biāo)準(zhǔn)以環(huán)境溫度-13 ℃為界點(diǎn)，將水露點(diǎn)或水含量指標(biāo)分成兩種情況，當(dāng)環(huán)境溫度≥-13 ℃時(shí)，若壓縮天然氣工況壓力為20 MPa，計(jì)算獲得的最高水露點(diǎn)達(dá)到-2.3 ℃。此時(shí)，如果最低環(huán)境溫度為-10 ℃(如北方冬季)，極有可能在使用過程中壓縮天然氣仍有液態(tài)水析出，需對(duì)CNG儲(chǔ)氣瓶做好保溫措施。

表5 GB 18047-2017水露點(diǎn)指標(biāo)換算到不同工況下的技術(shù)要求分類環(huán)境溫度/℃標(biāo)準(zhǔn)要求的水露點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求的水含量,ρ/(mg·m-3)氣體壓力/MPa換算的水露點(diǎn)/℃換算的水含量,ρ/(mg·m-3)備注第1種情況≥ -13(假設(shè)為0)≤3015-4.320-2.325-0.9最低環(huán)境溫度在0 ℃以上基本滿足要求;若氣體在25 MPa下使用時(shí),最低環(huán)境溫度要求不低于約4 ℃第2種情況<-13(假設(shè)為-15)水露點(diǎn)比最低環(huán)境溫度低5 ℃155.5204.3 253.6不同壓力下水露點(diǎn)小于-20 ℃才能滿足要求

4 認(rèn)識(shí)與建議

(1) 天然氣及類似氣體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水露點(diǎn)或水含量分為定性和定量兩類指標(biāo)。GB 17820-2018強(qiáng)調(diào)在交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下應(yīng)不存在液態(tài)水，不需要檢測(cè)水含量；其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為定量指標(biāo)，正確理解“一定壓力”和“最低環(huán)境溫度”的含義，是準(zhǔn)確判定水露點(diǎn)是否超標(biāo)的關(guān)鍵因素。

(2) 采用GB 17820-2018規(guī)定的水露點(diǎn)定性指標(biāo)時(shí)，建議天然氣生產(chǎn)和輸送企業(yè)定期監(jiān)測(cè)氣體中的水含量，并通過推算預(yù)判在天然氣生產(chǎn)和輸送工況條件下是否有液態(tài)水析出，以此采取措施控制生產(chǎn)工藝和管道輸送條件。

(3) GB/T 37124-2018關(guān)于長輸管道的定義和采用管道設(shè)計(jì)最高輸送壓力作為規(guī)定水露點(diǎn)的要求，需結(jié)合管道實(shí)際運(yùn)行情況，重新給予定義和規(guī)定，使其更具有合理性和可操作性。

(4) GB 18047-2017從車用壓縮天然氣安全使用的角度，規(guī)定的水露點(diǎn)指標(biāo)特別嚴(yán)格是必要的，但以環(huán)境溫度-13 ℃為界點(diǎn)分成兩種情況規(guī)定水露點(diǎn)或水含量指標(biāo)是否科學(xué)合理，有待進(jìn)一步試驗(yàn)評(píng)估。