氫氣的儲(chǔ)存及運(yùn)輸一直是限制氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題，常用的氫氣輸運(yùn)方式有高壓氫氣卡車運(yùn)輸、液態(tài)氫氣卡車運(yùn)輸和高壓氫氣管道輸送，對(duì)于用戶密集地區(qū)，管道輸送的成本最低。而相比于修建專用的輸氫管道，利用天然氣管道輸氫更具經(jīng)濟(jì)性。摻入天然氣的氫氣既可以混合燃燒，也可在使用端進(jìn)行分離提取，是解決氫氣遠(yuǎn)距離輸送的一種便捷方法。

近日，國內(nèi)首次摻氫天然氣管道燃爆試驗(yàn)成功，這是我國首次對(duì)摻入氫氣的天然氣管道進(jìn)行的管道泄放噴射火試驗(yàn)，以及封閉空間泄漏燃爆試驗(yàn)。這次實(shí)驗(yàn)選用323.9毫米管徑管道，最大摻氫比例為30%，是我國最大尺度的管道摻氫天然氣燃爆試驗(yàn)。填補(bǔ)了我國長輸天然氣管道摻氫泄放燃爆驗(yàn)證試驗(yàn)的空白，為實(shí)現(xiàn)天然氣長輸管道摻氫輸送技術(shù)自主可控奠定了重要基礎(chǔ)。

氫氣具有燃燒速度快，燃燒界限寬，比熱值小，淬熄長度長等特點(diǎn)，天然氣中摻入氫氣可以改變天然氣的燃燒特性，在民用和工業(yè)上均有應(yīng)用，在民用方面，主要是針對(duì)家用燃燒器具，在工業(yè)方面，主要用于工廠內(nèi)大型鍋爐燃燒和發(fā)電廠內(nèi)大型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒。有數(shù)據(jù)表明，在混燒30%氫氣的情況下，每年可減少超過1.8萬噸二氧化碳排放。

同時(shí)天然氣管網(wǎng)摻氫也是解決碳排放和大規(guī)模氫能運(yùn)輸?shù)闹匾侄巍?/p>

天然氣摻氫燃?xì)夤艿垒斔拖到y(tǒng)主要由三部分組成，包括：采集管線、長輸管線和城市管網(wǎng)。在長輸管線的壓縮機(jī)站中，將氫氣摻入天然氣中，混合氣體通過長輸管線輸送至下游供終端用戶使用，或在下游城市門站中將氫氣分離提純，獲得的純氫可輸送給加氫站或供工業(yè)使用。

天然氣摻氫技術(shù)可行性

我國天然氣主產(chǎn)地集中于中西部及沿海地區(qū)，而消費(fèi)地集中于東部及中部人口密集和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，進(jìn)口天然氣主要來源于中亞、緬甸、俄羅斯等地，于新疆、云南、內(nèi)蒙古、黑龍江等地入境。至2015年，我國天然氣主干管道建設(shè)約10萬km，城市天然氣管道共43.46萬km，已初步形成了“西氣東輸、海氣登陸、就近供應(yīng)”的供氣格局。

目前我國天然氣干線管道的輸氣壓力為4～12MPa，材質(zhì)一般為金屬材料X60～X80和Ｒ245～Ｒ365等。在4MPa以上的工作壓力下，氫氣有可能滲入到管道中產(chǎn)生氫脆的影響，但我國城市管網(wǎng)的天然氣輸氣壓力一般低于4MPa，且若摻氫比例低于10%，氫氣分壓則小于1Mpa，這時(shí)的氫脆問題基本可以忽略。但為保證安全，可對(duì)干線管道進(jìn)行氫脆、燃爆實(shí)驗(yàn)，以便更好地開展工作。

天然氣摻氫安全問題

天然氣的主要成分為甲烷，其與氫氣的物理、化學(xué)和燃燒特性有很大差別。天然氣摻混氫氣后混合氣體性質(zhì)變化很大，主要表現(xiàn)為混合氣體的爆炸范圍增大，燃燒速度變快，最小點(diǎn)火能變低等。此外，氫氣引起的管材氫損傷會(huì)導(dǎo)致管道機(jī)械性能改變，為安全輸送埋下事故隱患。

摻氫管道面臨的氫損傷問題包括：氫脆、氫致開裂、氫鼓泡等。其中氫脆危害最大，這是一種由機(jī)械、環(huán)境共同作用引起的一種損傷，是最早發(fā)現(xiàn)的氫損傷類型。