Рис. 1. Условия гидратообразования.

В начальный момент соединения баллонов автомобиля с аккумулятором газа происходит глубокое дросселирование газа, сопровождающееся значительным понижением температуры. По мере заполнения баллонов степень дросселирования снижается и температура газов в баллоне растет, достигая в конце заполнения значений, близких температуре в аккумуляторе. Конкретные значения температуры газа в баллонах автомобиля зависят от давления и температуры газа в аккумуляторе. Кривые 1—3 показывают изменения температуры и давления газа в автомобильных баллонах во время их заполнения из аккумуляторов, температура в которых 20° С, начальное давление соответственно 24,5; 17,7 и 14,7 МПа. Как видно из графика, во всех трех случаях параметры состояния соответствуют зоне гидратообразования даже при самых жестких ограничениях влажности по ОСТ.

Кривые 4—6 показывают изменение состояния газа для тех же давлений, но при температуре газа в аккумуляторе 40 °С. В этом случае возможно двухступенчатое заполнение; от аккумулятора с давлением 14 7 МПа (I ступень) и переключением на II ступень при достижении давления в баллоне не менее 8,8 МПа, что может обеспечить безгидратный процесс даже при самых малых ограничениях влажности по ОСТ. Поскольку последние условия (температура 40 °С) трудновыполнимы, исключить осушку газа не представляется возможным даже при двухсту-пенчатой схеме заполнения. Кроме того, влажный газ в баллонах автомобиля может привести к закупориванию каналов в процессе суточной эксплуатации автомобиля.

Поскольку ГБА эксплуатируется вне помещения, температура газа в его баллонах устанавливается близкой к температуре окружающей среды, которая в климатических условиях СССР может колебаться в широких пределах. Из неосушенного газа, находящегося под давлением 19,6 МПа, при низких температурах должны выпадать капли влаги. По мере расходования газа из баллона давление в нем падает, выпавшая влага испаряется, повышая влажность выходящего из баллона газа. Газ дросселируется до 0,98 МПа, вследствие чего снижается его температура, иными словами, параметры газа могут оказаться соответствующими зоне образования гидратов. Гидратообразование возможно и при эксплуатации автомобиля, если бы при двухступенчатой заправке удалось заполнить баллоны газом без гидратов при температуре в аккумуляторах 40 °С.

При температуре —50 °С, давлении 0,981 МПа и влажности 0,022 г/м3 происходит интенсивное гидратообразование. Для предупреждения этого процесса при эксплуатации автомобиля газ должен иметь влажность меньшую, чем предусмотрена ОСТ. Особенности поведения природного газа при компримировании диктуют место установки осушительных устройств в общей схеме АГНКС. Максимальная влажность газа не должна превышать 0,0005 г/м3. В этом случае на всех режимах работы гидратообразование исключается.

Установленная предельная влажность в зависимости от давления газов соответствует различным значениям точки росы:

Осушка газа при давлении на входе в АГНКС 1,0 МПа должна обеспечить точку росы —76 °С, что практически недостижимо. Поэтому целесообразно установить аппарат на линии высокого давления, где точка росы соответствует —55 °С. Снизив требования к осушке до 0,009 г/м3, что возможно вследствие незначительного образования гидратов, получим необходимые значения точки росы, °С: на входе —52 и на выходе —30. Последнее значение точки росы на выходе из АГНКС позволяет применять для осушки активированный алюмогель.