掺氢天然气管道内气体物性变化规律研究
Study on the Variation Law of Gas Physical Properties in Hydrogen-Blended Natural Gas Pipelines
DOI: 10.12677/me.2025.136150, PDF,    科研立项经费支持
作者: 肖江涛, 谢宇鑫, 张 翅, 王瑞林, 沈 喆, 张熙城:重庆科技大学石油与天然气工程学院,重庆
关键词: 掺氢天然气管道物性计量影响Hydrogen-Enriched Natural Gas Pipeline Physical Properties Metering Impact
摘要: 在“碳达峰、碳中和”战略目标推动下,天然气管道掺氢输送成为能源体系低碳转型的重要方式。当前学界多聚焦于掺氢天然气的安全性、技术可行性及设备适用性研究,却较少关注掺氢对计量的影响。鉴于此,本研究以常规天然气与伴生气为对象,借助HYSYS软件模拟分析不同掺氢条件对管输温度、压力的影响,并依据相关标准,计算掺氢后天然气的相对密度、沃泊指数、高位发热量、压缩因子、声速及粘度等计量相关物性参数的变化规律。研究结果表明,掺氢会显著改变天然气物性参数,且现行天然气产品标准与流量计标准对掺氢浓度存在限制。
Abstract: Driven by the national goals of “carbon peaking and carbon neutrality,” the transportation of hydrogen-enriched natural gas through existing pipelines has become an important approach for low-carbon energy transition. Current research mainly focuses on the safety, technical feasibility, and equipment adaptability of hydrogen blending, while the impact on gas metering has received limited attention. In this study, conventional natural gas and associated gas are selected as research objects. Using HYSYS simulation, the effects of different hydrogen blending ratios on pipeline temperature and pressure are analyzed. Based on relevant standards, the variations in metering-related physical properties—such as relative density, Wobbe index, higher heating value, compressibility factor, sound velocity, and viscosity—are calculated. The results indicate that hydrogen blending significantly alters the physical properties of natural gas, and the existing product and flowmeter standards impose constraints on allowable hydrogen concentration.
文章引用:肖江涛, 谢宇鑫, 张翅, 王瑞林, 沈喆, 张熙城. 掺氢天然气管道内气体物性变化规律研究[J]. 矿山工程, 2025, 13(6): 1349-1357. https://doi.org/10.12677/me.2025.136150

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