天然氣基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

1、安徽省天然氣開發(fā)股份有限公司渦陽站新員工培訓(xùn)計(jì)劃渦陽站Contents目錄01天然氣基礎(chǔ)知識02常用法定計(jì)量單位、符號及換算03儀器儀表04常用工具及材料06天然氣儲運(yùn)知識07常用閥門、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理及操作要求08工藝流程09工藝操作10防腐知識11安全知識12線路13值班05計(jì)算機(jī)系統(tǒng)天然氣基礎(chǔ)知識培訓(xùn) 渦陽站 焦威風(fēng)天然氣的定義、組成及基本性質(zhì)節(jié)流效應(yīng)壓力、溫度及單位換算天然氣中水合物形成及影響爆炸性Contents目目錄錄標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)天然氣基礎(chǔ)知識1、天然氣的概念 從自然界中產(chǎn)生的，以碳?xì)浠衔铮N類)為主的可燃性氣體叫做天然氣。2、天然氣的分類 1）按照氣源來分類 油田伴生氣、氣田氣、凝

2、析氣田氣 2）按照含凝析油量來分類 （1）干氣 甲烷含量在氣體成分中占90%以上（包含90%），其它成分較少。天然氣基礎(chǔ)知識天然氣的定義、組成及基本性質(zhì) （2）濕氣 這種天然氣含甲烷在90%以下，含其它成分10%以上。 （3）按照含硫量的多少來分類 無硫和微硫天然氣、低含硫天然氣、中含硫天然氣、高含硫天然氣3、天然氣的組成 天然氣的主要成分是可燃的烴類氣體，一般包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。其中甲烷的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它烴烷氣體。天然氣中還可能含有少量的二氧化碳、硫化氫、氮?dú)?、水蒸氣、微量的氦、氖、氬等氣體。4、天然氣的基本性質(zhì) 未處理的可有汽油味，有時(shí)有硫化氫味。經(jīng)處理過的天然氣是無色、無味、無

3、毒和無腐蝕性的比空氣輕，不溶于水的氣體。 天然氣燃燒不完全排出的CO會(huì)使人中毒。 天然氣的熱值：約33500KJ。 1）、密度 密度的定義為單位體積氣體的質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)狀況（101325Pa，0）下，天然氣的密度為為0.7174Kg/Nm3 ，相對密度（設(shè)空氣的密度S空=1為0.5548, 可見天然氣約比空氣輕一半, 若房間內(nèi)有漏失的天然氣, 則必然凝集于房間上部, 要想排除它, 應(yīng)在房間上部開孔通風(fēng)排除室外, 同時(shí)這也是報(bào)警器安裝在房間上部的原因。 影響因素： a、壓力的影響：在溫度一定時(shí)，一定質(zhì)量的天然氣，壓力越大密度越大；壓力越小，密度也越小。 b、溫度的影響：在壓力一定時(shí)，一定質(zhì)量的天然

4、氣，溫度越大密度越?。粶囟仍叫∶芏仍酱?。 理想氣體狀態(tài)方程pV = nRT。這個(gè)方程有4個(gè)變量：p是指理想氣體的壓強(qiáng)，V為理想氣體的體積，n表示氣體物質(zhì)的量，而T則表示 理想氣體的熱力學(xué)溫度；還有一個(gè)常量：R為理想氣體常數(shù)。可以看出，此方程的變量很多。因此此方程以其變量多、適用范圍廣而著稱，對常溫常壓下的空氣也近似地適用。 2）、易燃易爆易燃：和空氣混合后，溫度達(dá)到550就會(huì)燃燒。易爆：在空氣中，天然氣濃度達(dá)到5%15%，遇火源會(huì)發(fā)生爆炸。 3）、粘度表示氣體流動(dòng)的難易程度，粘度大，不易流動(dòng)，粘度小，易流動(dòng)。 影響因素： a、溫度的影響 氣體的粘度隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而降低。 b、

5、壓力的影響 低壓下壓力對粘度的影響很小，在高壓下粘度隨壓力的升高而增大，隨壓力的降低而減小。 4）天氣的含水量（1）絕對濕度單位體積或單位重量的天然氣中所含水蒸氣的重量。（2）相對濕度單位體積天然氣的含水量與相同條件下（溫度、壓力）飽和狀態(tài)天然氣的含水量的比值。（3）露點(diǎn)在壓力一定時(shí)，天然氣中水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度就叫做天然氣在這種壓力下的露點(diǎn)（水露點(diǎn)）。不同的壓力下天然氣有不同的露點(diǎn)，壓力越大露點(diǎn)越高，壓力越小露點(diǎn)越低。 5）天然氣的臨界狀態(tài) （1）、天然氣的臨界狀態(tài)天然氣有氣態(tài)變成液態(tài)或有液態(tài)變成氣態(tài)時(shí)的壓力和溫度。 （2）、天然氣的臨界溫度使天然氣變成液體的最高溫度稱為天然氣的臨界溫度；

6、當(dāng)高于臨界溫度時(shí)，無論用多大壓力也不能使天然氣變成液體。 （3）、天然氣的臨界壓力在臨界溫度下，天然氣有氣態(tài)變成液 態(tài)的最小壓力稱為天然氣的臨界壓力。 6）、天然氣的燃燒值 （1）天然氣的燃燒值單位體積（質(zhì)量）天然氣燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量稱為天然氣的燃燒值。 （2）全熱值將汽化熱計(jì)算在內(nèi)的熱值。 （3）凈熱值不計(jì)算汽化熱的熱值。 1、壓力 垂直作用于物體的單位面積上的力。常見單位：還有Pa（帕斯卡，一牛頓作用在一平方米上），KPa，MPa，Bar，毫米水柱，毫米汞柱等壓力單位。2、常用壓力單位的換算 因?yàn)閱挝幌嗖疃己苄?，如果不是要精確計(jì)算，可以這樣記： 1巴（bar）=1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ATM）=1公

7、斤/平方厘米 =100千帕（KPa)=0.1兆帕（MPa） 1MPa=10bar=10KPa=106Pa3、絕壓、表壓、真空度、精度 1）絕壓以絕對真空為準(zhǔn)的壓力。壓力、溫度及單位換算 2）表壓壓力表測出的壓力。 3）真空度低于大氣壓力的那部分壓力。 表壓=內(nèi)部壓力-大氣壓力 如果沒有外界大氣壓力的存在，那么內(nèi)部壓力就等于表壓，即絕對壓力。 表壓=絕對壓力-大氣壓 4）精度壓力表精度等級是壓力表精確度等級或準(zhǔn)確度等級的簡稱。 精度等級=（允許誤差儀表量程）X100% 大氣壓絕壓精度等級4、溫度 溫度表示物體的冷熱程度。常見單位:攝氏度()、華氏度(F)、開爾文溫度（K） 攝氏溫度以純水的冰點(diǎn)為

8、0,沸點(diǎn)為100。 絕對溫標(biāo)以攝氏溫度的零下273.15為起點(diǎn)，即為絕對零度。 華氏溫標(biāo)以攝氏零度定為32F，100為212F。 三種溫度之間的換算關(guān)系： 攝氏溫度和開爾文溫度的關(guān)系： K=+273.15 攝氏溫度和華氏溫度的關(guān)系 ： = 1.8t + 32 （t為攝氏溫度數(shù)，T為華氏溫度數(shù)） 1、 節(jié)流效應(yīng) 節(jié)流效應(yīng)氣體遇到壓力突變引起溫度急劇降低，甚至產(chǎn)生結(jié)冰的現(xiàn)象叫節(jié)流效應(yīng)。 原理：1852年，焦耳和湯姆遜設(shè)計(jì)了一個(gè)節(jié)流膨脹實(shí)驗(yàn)，使溫度為T1的氣體在一個(gè)絕熱的圓筒中由給定的高壓p1經(jīng)過多孔塞（如棉花、軟木塞等）緩慢地向低壓p2膨脹。多孔塞兩邊的壓差維持恒定。膨脹達(dá)穩(wěn)態(tài)后，測量膨脹后氣體的

9、溫度T2。他們發(fā)現(xiàn)，在通常的溫度T1下，許多氣體（氫和氦除外）經(jīng)節(jié)流膨脹后都變冷（T2T1）。如果使氣體反復(fù)進(jìn)行節(jié)流膨脹，溫度不斷降低，最后可使氣體液化。 氣體在節(jié)流處壓力急劇降低，使氣體體積變大，氣體在極短的時(shí)間內(nèi)來不及與外界發(fā)生熱交換，可近似看成絕熱膨脹，因此只能消耗自己的內(nèi)能對外做功，而內(nèi)能與氣體的溫度成正比，因此氣體的溫度也急劇降低。節(jié)流效應(yīng)2、節(jié)流效應(yīng)的危害和用途 1）危害：產(chǎn)生水化物甚至結(jié)冰，堵塞管道、設(shè)備、儀表等。 2）用途：用節(jié)流降溫可以除去天然氣中的水和凝析油。1、天然氣中水合物的危害 天然氣水合物是石油、天然氣開采、加工和運(yùn)輸過程中在一定溫度和壓力下天然氣與液態(tài)水形成的冰雪

10、狀復(fù)合物。嚴(yán)重時(shí)，這些水合物能堵塞井筒、管線、閥門和設(shè)備，從而影響天然氣的開采、集輸和加工的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。只要條件滿足，天然氣水合物可以在管道、井筒以及地層多孔介質(zhì)孔隙中形成，這對油氣生產(chǎn)及儲運(yùn)危害很大。2、水合物的性質(zhì)和特點(diǎn) 天然氣水合物為白色結(jié)晶固體，是在一定溫度（天然氣中不同組分形成水合物的臨界溫度是該組分水合物存在的最高溫度。此溫度以上，不管壓力多大，都不會(huì)形成水合物）、壓力條件下，天然氣中的烴分子與其中的游離水結(jié)合而形成的，其中水分子靠氫鍵形成一種帶有大、小孔穴的結(jié)晶晶格體，這些孔穴被小的氣體分子所充填。 水合物是一種不穩(wěn)定的化合物，當(dāng)其所處的溫度升高或壓力降低至適當(dāng)值時(shí)，會(huì)分解為碳?xì)浠?/p>

11、合物和水。 天然氣中水合物形成及影響3、水合物形成的條件 1）天然氣處于水汽過飽和狀態(tài)或有液態(tài)水存在。 2）天然氣有足夠高的壓力和足夠低的溫度。 3）輔助條件：壓力波動(dòng)、流向突變產(chǎn)生擾動(dòng)、有晶體存在。4、防止水化物形成的方法 1）加熱，保證氣流溫度總是高于形成水化物溫度； 2）用化學(xué)抑制劑或給氣體脫水。 只要使天然氣露點(diǎn)低于管線周圍介質(zhì)（土壤、河水等）最低溫度57度，就可以防止水化物的形成。1、爆炸 爆炸是指物質(zhì)在極短的時(shí)間內(nèi)激烈氧化，瞬間向外傳播光和熱并產(chǎn)生沖擊波，是不連續(xù)、不穩(wěn)定的氧化過程。2、爆炸極限 在可燃性氣體與空氣的混合物中，當(dāng)可燃性氣體的濃度在一定范圍內(nèi)時(shí)，如遇到明火就會(huì)發(fā)生爆炸

12、，而這一濃度范圍的兩個(gè)界限就稱為可燃?xì)怏w在空氣中的爆炸極限。 爆炸極限分為下限和上限。爆炸下限是指空氣與可燃?xì)怏w的混合物可發(fā)生爆炸時(shí)可燃?xì)怏w的最低濃度，而爆炸上限是指最高濃度。 天然氣的爆炸極限可根據(jù)其組成計(jì)算，一般爆炸下限為5，上限為15。3、天然氣的爆炸條件及特性爆炸性 1）爆炸條件 （1）必須是密閉空間內(nèi)天然氣和空氣的混合物。 （2）混合物的濃度在爆炸范圍之內(nèi)。 （3）必須滿足爆炸所需溫度，如遇明火。 2）特性 （1）天然氣與空氣的濃度在低下線時(shí)，既不能燃燒也不能爆炸；高限以上只燃燒不爆炸；只有在爆炸范圍內(nèi)才可以發(fā)生爆炸。 （2）只有同時(shí)滿足上述三個(gè)條件才能發(fā)生爆炸。4、影響爆炸范圍的因素 （1）溫度越高，天然氣的爆炸范圍越大，反之亦然。 （2）壓力增大，天然氣的爆炸下限變化不大，而上限明顯增加。 （3）含惰性氣體越多，天然氣