配氣管線及附件

在荷蘭大規(guī)模引入富氫天然氣之前，天然氣配管道必須能夠承受氫的影響。為了研究氫氣對(duì)氣體分配系統(tǒng)完整性的影響，在這個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中對(duì)最重要的特性進(jìn)行了評(píng)估。

為了確定富氫天然氣與非富氫天然氣相比的效果，對(duì)氣體網(wǎng)格進(jìn)行了擴(kuò)展，增加了一個(gè)測(cè)試區(qū)和一個(gè)參考區(qū)。測(cè)試和參考部分都由短長(zhǎng)度的不同材料組成，包括接頭。參考部分只暴露在天然氣中，而測(cè)試部分暴露在富氫天然氣中。應(yīng)用的管道材料和接頭是典型的荷蘭天然氣配管道。經(jīng)過四年的接觸，不同的材料和接頭進(jìn)行了測(cè)試，以確定管道和接頭的質(zhì)量是否具有可比性。除了對(duì)管道和接頭進(jìn)行目視檢查外，還進(jìn)行了機(jī)械和化學(xué)研究，以確定是否發(fā)生了因富氫天然氣暴露而引起的退化。

表3． 干線管材的測(cè)試結(jié)果

表3顯示，來自參考和測(cè)試段的被檢測(cè)管道材料的最重要的性能在暴露于富氫天然氣4年后沒有顯示出任何影響（改結(jié)果與美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室結(jié)果吻合）。在分配氫氣時(shí)，需要考慮的一個(gè)問題是可能會(huì)有大量的氫氣通過管壁滲透。為此，進(jìn)行了滲透試驗(yàn)�？傮w滲透率較低，預(yù)計(jì)不會(huì)導(dǎo)致任何（安全）問題。值得注意的是，氫／天然氣混合物的滲透常數(shù)比氫低。目測(cè)也沒有發(fā)現(xiàn)與氫有關(guān)的管道材料缺陷。

除了管道材料本身，還要注意接頭和其他配件，如橡膠軟管、調(diào)控器、煤氣表。對(duì)于接頭，通過從參考和測(cè)試部分取樣來評(píng)估暴露和非暴露接頭的質(zhì)量。由于這些附件沒有安裝在參考部分，所以對(duì)軟管、調(diào)控器、煤氣表進(jìn)行了不同的評(píng)估。對(duì)于調(diào)控器，對(duì)初始質(zhì)量和最終質(zhì)量進(jìn)行了測(cè)量和比較。將暴露的煤氣表和膠管與新的非暴露的煤氣表進(jìn)行了比較（表9）。

表4． 管道配件和其它配件的測(cè)試結(jié)果 資料來源：IGRC 2011報(bào)告

接口暴露富氫天然氣沒有表現(xiàn)出任何退化。目測(cè)檢查沒有發(fā)現(xiàn)氫相關(guān)的缺陷或污染。因此，可以得出結(jié)論，在4年的測(cè)試期間，使用富氫天然氣不會(huì)損害包括管道和附件在內(nèi)的管道的完整性。

 炊具及鍋爐

煤氣質(zhì)量影響最終用戶的煤氣用具。然而，分析表明，下游氣體質(zhì)量不會(huì)受到不利影響，因?yàn)榛旌狭?0％氫氣的格羅寧根天然氣（G25）的Wobbe指數(shù)不會(huì)超出低熱值氣體（L－gas）的法定要求，如圖6所示。這些低熱值氣體規(guī)范是荷蘭烹飪器具和鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)。

圖6． 不同氣體質(zhì)量下的Wobbe指數(shù)及添加氫氣的影響（G25為格羅寧根天然氣的參考天然氣）

廚具的最重要的安全要求包括二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物的排放、回火和泄漏。表5中所列的炊具也包括在這個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中。表6總結(jié)了烹飪器具的測(cè)試。

表5． 所安裝的炊具種類

表6． 在炊具上的測(cè)試

由于天然氣中加入了氫氣，CO2和CO的排放量減少，例如圖7中hob 3的排放量。根據(jù)EN30，二氧化碳的最大允許排放量為11．5％。在半負(fù)荷和全負(fù)荷工況下，CO的最大允許排放量分別為1500ppm和1000ppm。這些數(shù)據(jù)還表明，氣體負(fù)荷由于氫氣的加入而降低。

圖7． 灶爐3排放測(cè)試（不同氣環(huán)的初始和最終情況測(cè)試）

由于氫的加入，火焰速度加快。因此，火焰燃燒更接近氣體環(huán)，如圖8所示。這意味著回火的風(fēng)險(xiǎn)增加。然而，使用HCNG的烹飪器具很容易通過了回火測(cè)試。

圖8． 以HCNG為燃料的氣環(huán) 

廚具也通過了漏電檢測(cè)。目視檢查包括氣環(huán)、注射接頭、點(diǎn)火器、閥門、連接件和密封件，沒有發(fā)現(xiàn)與氫有關(guān)的缺陷或污染。表7所示的鍋爐為在項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)鍋爐。

表7 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)中的鍋爐

對(duì)鍋爐進(jìn)行了CO2、CO、NOx排放、點(diǎn)火、回火、泄漏、火焰穩(wěn)定性、火焰監(jiān)控等安全評(píng)價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 鍋爐實(shí)驗(yàn)

＊偶然發(fā)現(xiàn)少量泄漏＊＊不符合制造商規(guī)格，但沒有發(fā)生故障