天然氣基礎(chǔ)知識

1、天然氣基礎(chǔ)知識第一部分天然氣基本性質(zhì)一、概述天然氣是從地下開采出來的一種可燃性氣體 ，它是埋藏在地殼下面的生 物有機(jī)體,經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代和復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程而形成的。我國利用天然氣有著悠久的歷史，它是氣體燃料中出類拔萃的新秀，具 有清潔、無毒、熱值高、使用調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，廣泛用于各行各業(yè)，如熬鹽、 化工、化肥、冶煉、碳黑生產(chǎn)，CNG氣車和城市民用等。隨著城市建設(shè)發(fā)展，城市天然氣事業(yè)迅速壯大，公用、民用氣用戶大量 增加，為減輕環(huán)境污染，天然氣在各行各業(yè)不斷受到重視，它是二十一世紀(jì) 一種清潔、高效、優(yōu)質(zhì)的環(huán)保能源。二、天然氣的種類1、氣田氣 熱值一般為Nm(8300KCAL/Nrh2、油田伴生氣 熱

2、值一般為Nm(10878KCAL/Nm)3、凝析氣田氣 熱值一般為Nm(11569KCAL/Nm)4、煤層氣熱值一般為Nm(8700KCAL/Nm)5、礦井氣熱值一般為Nm(4500KCAL/Nm)三、主要成分天然氣的典型組分(體積 %氣源CHGI4GHw屮+N2CQ西氣東輸1忠一武線1東海西湖1澳西北大陸架LNG美國（一）美國（二）美國（三）注：其它稀有組分未列出。西氣東輸?shù)臍怏w密度約為m,忠武線氣體密度 約為m四、主要參數(shù)1、主要成分：CH4 （甲烷），另外含有少量的其他烷烴以及 氮、二氧化碳、 硫化氫、水份等。2、 臨界溫度：C,臨界壓力。3、 沸點：-162C（ 1atm）,著火點：6

3、50 C4、 低熱值：8800Kcal/Nm3 （Nm35、 高熱值：9700Kcal/Nm3 （Nm36、 爆炸范圍：下限為5%上限為15%7、氣態(tài)密度：Nm3,為空氣的倍。&華白指數(shù)：Nm39、燃燒勢：以上數(shù)據(jù)按CH4含量約為97%勺天然氣參數(shù)，為近似值五、天然氣的類別類別基準(zhǔn)燃?xì)饨缦奕細(xì)獠▌臃秶?W( MJ/m3CPW( MJ/m3CPWCP4T25六、天然氣的燃燒1、燃燒天然氣和氧氣在達(dá)到一定濃度及一定溫度下可以燃燒，燃燒產(chǎn)物主要 是水和二氧化碳，當(dāng)氧氣不足時，燃燒會產(chǎn)生 COCH4+2O2二CO2+2H2O1Nm3天然氣燃燒需要2Nm3氧氣（即需要約10Nm3空氣）因此從安全角度講

4、，使用天然氣的廚房需要良好通風(fēng)；衛(wèi)生間內(nèi)安裝舊 式的直排式熱水器是相當(dāng)危險的。2、爆炸天然氣在室內(nèi)空氣中的含量達(dá)到 5%-15%寸,一遇明火或高溫物體，甚 至開關(guān)電燈時所產(chǎn)生的電火花，都可引起門窗緊閉的房間發(fā)生爆炸。天然氣中含有少量的硫化氫氣體，國家有關(guān)規(guī)范要求，一立方米天然氣 中硫化氫含量小于或等于 20毫克，它具有臭皮蛋氣味，并且硫化氫氣體還是 一種強(qiáng)烈的神經(jīng)性毒物。為保證使用安全，城市燃?xì)鈨?nèi)添加臭劑（通常為四氰噻吩 ），臭劑量 1520mg/Nm，3 保證天然氣在空氣中濃度達(dá)到 1%時即可聞到。3、熱值 單位體積天然氣完全燃燒可放出的熱量稱為天然氣的熱值，單位KJ/Nm3。熱值分高熱值和

5、低熱值兩種。天然氣的高熱值在數(shù)值上大于低熱值， 區(qū)別是高熱值指煙氣中所含水蒸氣以 冷凝狀態(tài)所釋放的汽化潛熱。4、著火溫度 指燃?xì)馀c空氣的混合物開始進(jìn)行燃燒反應(yīng)的自燃的最低溫度。 甲烷著火溫度 為 540 C。5、燃燒速度 垂直于燃燒焰面，火焰向未燃燒氣體方向傳播的速度叫做燃燒速度。甲烷最 大燃燒速度為米 / 秒。6、華白數(shù) 華白數(shù)是一項控制燃具熱負(fù)荷恒定狀況的指標(biāo)。是燃?xì)饣Q性指標(biāo)，華白數(shù) 在士 10%內(nèi)的兩種燃?xì)饪梢曰Q。 W二Qh/S1/2W華白數(shù)；Qh-天然氣的高熱值；S-天然氣的相對密度；7、燃燒勢燃燒勢是反映燃?xì)馊紵鹧嫠a(chǎn)生離焰、回火、黃焰和不完全燃燒的傾向性的一項反映燃具燃?xì)馊紵?/p>

6、穩(wěn)定的狀態(tài)的綜合指標(biāo)。是不同類型燃?xì)忾g互換時燃燒穩(wěn)定狀態(tài)的特性指數(shù)。Cp二KH2+（CmH n+Qo+/S1/2 K=1 +&天然氣的臨界參數(shù)當(dāng)溫度低于某一數(shù)值時，對氣體進(jìn)行加壓，都可以等溫壓縮成液體，但 當(dāng)高于該溫度時，無論加多大壓，都不能使氣體液化。可使氣體壓縮成液體 的這個極限溫度稱為該氣體的臨界溫度。當(dāng)溫度等于臨界溫度時，使氣體液 化時所必須的最低壓力稱為臨界壓力。此時的狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。氣體在臨 界狀態(tài)下的溫度、壓力、比體積、密度分別稱為臨界溫度、臨界壓力、臨界 比體積和臨界密度。天然氣的臨界溫度為C,臨界壓力。9、各種熱值1千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為兆焦（7011KCal）1度電（1KWh

7、的發(fā)熱量為兆焦（860KCal）1千克重油的熱值：10000KCAL千克汽油：10313KCAL千克柴油：11014KCAL千克10、民用建筑的采暖、空調(diào)及生活熱水熱負(fù)荷的計算Qn 二cK AX 10-3Qn采暖熱負(fù)荷，KV；q-采暖熱指標(biāo)，W/m2,A-采暖建筑物的建筑面積，m2采暖熱指標(biāo)推薦值建筑物住宅學(xué)校辦醫(yī)院托旅館商店食堂餐影劇院展大禮堂體類型公幼廳覽館育館熱指標(biāo)W/m258-6460-8065-80 40-7065-8011514095-115115-165七、城市天然氣熱值和雜質(zhì)含量的要求1、天然氣發(fā)熱量，總硫、硫化氫含量、水露點指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)天然氣GB17820勺一類氣或

8、二類氣的規(guī)定。天然氣的技術(shù)指標(biāo) GB17820項目一類二類三類試驗方法高位發(fā)熱量（MJ/m3GBT11062總硫（以硫計 mg/ m3 100 200 460GBT11061硫化氫（mg/ m3 6 20 460GB一氧化碳（體積分?jǐn)?shù)）GBT13610水露點（C）在天然氣父換點的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5CGBT17283注：1、標(biāo)準(zhǔn)中氣體體積的標(biāo)準(zhǔn)參比條件是，20 C2 、取樣方法按GBT1360Q2、在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，天然氣的烴露點應(yīng)比最低環(huán)境溫 度低5C,天然氣中不應(yīng)有固態(tài)、液態(tài)或膠狀物質(zhì)。八、天然氣的儲存與運輸1、管道輸送 天然氣在常溫下不能液

9、化，通常保持在一定壓力下采用管道輸送。城市 間天然氣管道輸送造價較高， 通常需要較大規(guī)模用氣量才可能實施長輸管道 工程。城市內(nèi)天然氣通常全部采用管道輸送至各用戶。2、CNG（壓縮天然氣）將天然氣壓縮到20MPa壓縮后體積縮小約220倍，采用氣瓶車運輸至 城市門站減壓供給城市用氣，或壓縮后供給 CNG氣車作為燃料。CNG 儲存效率較高，但是由于壓力很高，需多級壓縮，耗能較高，同時氣瓶金屬耗量非常大，因此 CNG氣車運輸效率很低，因此通常為近距離小規(guī) 模運輸。一般為 200 公里，最大 400 公里。3、LNG（液化天然氣）將天然氣深度冷凍，通常約-162 C （即1atm下，天然氣的沸點溫度），

10、 此時液化后的體積約縮小約 600多倍，采用低溫槽車（國際間采用低溫槽船） 運輸至城市氣化站氣化為常溫天然氣供給城市用氣。LNG 儲存溫度很低，儲存壓力略高于常壓，儲存效率高，單位體積運輸 費用較低。國際間天然氣貿(mào)易中LNG所占比重逐年增加，我國正在大力引進(jìn)國外的 LNG。我國天然氣資源分布不均，目前國內(nèi)已有 2座中小型LNG液化廠，并有 多座正在建設(shè)，極大的促進(jìn)了國內(nèi)天然氣事業(yè)的發(fā)展。LNG的覆蓋范圍約 1000-3000 公里，每 1000 公里運費約元（指 40 立方米槽車）九、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)壓力級制城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計壓力（表壓）分級名稱壓力(MPa)高壓燃?xì)夤艿繟PBP次高壓燃?xì)夤艿繟PBP中

11、壓燃?xì)夤艿繟PB P低壓燃?xì)夤艿繮第二部分CNGT藝流程及基本原理一、概述壓縮天然氣（CNG）是將管道天然氣經(jīng)過脫水、脫硫后用壓縮機(jī)將天然氣壓力增加到20-25Mpa。目前主要應(yīng)用于汽車燃料、城市小區(qū)、工業(yè)用戶等領(lǐng)域。壓縮天然氣具有清潔、儲存效率高、運輸使用方便、快捷等優(yōu)點。壓縮天然氣的應(yīng)用還可解決管道施工困難的城市人口密集地區(qū)的清潔燃料供應(yīng)問題，從而有效提高城市氣化率。解決部分需要天然氣作為燃料（原 料）工業(yè)企業(yè)的用氣要求。二、CNG勺性質(zhì)1、儲存壓力：20-25MPa2、水露點溫度：水露點溫度55C以下3、其他指標(biāo)同天然氣三、CNG加氣站工藝流程（略）四、CNG減壓站及子站工藝流程（略）第

12、三部分LNG工藝流程及基本原理一、概述LNG （Liquefied Natural Gas） ,是天然氣經(jīng)過凈化，壓縮制冷而得到162C的液態(tài)天然氣，體積縮小了約 600倍，適宜于長途運輸和儲存。LNG比液化前的天然氣組分更純凈，幾乎不含水分。主要成份為 CH,還 有少量 C H6、Gf、N2。二、LNG的性質(zhì)1、儲存溫度：-145-162 C2、儲存壓力： 3、液態(tài)密度： m34、其他參數(shù)同天然氣三、LNG 氣化工藝流程各種燃料燃值及換算1千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為兆焦(7011KCal)即MJ/Kg (7011 KCal /Kg )氣1Nm= Kg1千克焦炭的熱值為 30 MJ/Kg ( 7011

13、KCal)1 度電(1KWh 的發(fā)熱量為兆焦(860KCal) 即 MJ/KWh (860 KCal /KWh ) 氣 1N& KWh重油的熱值：10000 KCal /千克即 MJ/Kg (10000 KCal/Kg )氣 1Nm= Kg汽油的熱值：10313 KCal /千克即 MJ/Kg (10313 KCal/Kg )氣 1Nm= Kg=柴油的熱值：11014 KCal /千克即 MJ/Kg (11014 KCal/Kg )氣 1Nm= Kg=液化石油氣熱值：MJ/ Kg即 Kg (10860 KCal /Kg ) 氣1N& Kg天然氣燃值：1、 氣田氣 熱值一般為Nm 3 (8300 KCal /Nm 3)2、油田伴生氣 熱值一般為Nm (10878 KCal /Nm 3)3、凝析氣田氣 熱值一般為Nri3! (11569 KCal /Nm 3)、.334、 煤層氣熱值一般為Nm (8700 KCal /Nm )5、 礦井氣 熱值一般為Nm 3 (4500 KCal /Nm 3)在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，每立方米空氣所具有的質(zhì)量 (千克)就是空氣 密度.我們一般采用的空