天然氣基礎知識培訓

第5頁共5頁天然氣基礎知識第一部分天然氣基本性質一、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體，經過漫長的地質年代和復雜的轉化過程而形成的.

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,CNG汽車和城市民用等。

隨著城市建設發(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，它是二十一世紀一種清潔、高效、優(yōu)質的環(huán)保能源。二、天然氣的種類

1、氣田氣熱值一般為34。69MJ/Nm3(8300KCAL/Nm3)2、油田伴生氣熱值一般為45.47MJ/Nm3(10878KCAL/Nm3）3、凝析氣田氣熱值一般為48。36MJ/Nm3(11569KCAL/Nm3）4、煤層氣熱值一般為36。37MJ/Nm3(8700KCAL/Nm3）5、礦井氣熱值一般為18。84MJ/Nm3(4500KCAL/Nm3）三、主要成分天然氣的典型組分（體積％）氣源CH4C2H6C3H8C4H10C5H12+N2CO2西氣東輸96.21。80。30.10。110。5忠—武線97。00。711.3東海西湖88。56。70。413.5澳西北大陸架LNG96。32.00。30.21.2美國(一)73.123.82。8美國（二）58。716。59。95。03.5美國（三）72.314。412。80.5注:其它稀有組分未列出。西氣東輸的氣體密度約為0。6982kg/m3,忠武線氣體密度約為0.75kg/m3四、主要參數

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：-82。3℃，臨界壓力4。58MPa。

3、沸點:-162℃（1atm）,著火點：650℃

4、低熱值：8800Kcal/Nm3（36。96MJ/Nm3）

5、高熱值：9700Kcal/Nm3（40.98MJ/Nm3)

6、爆炸范圍：下限為5%，上限為15%

7、氣態(tài)密度：0。75Kg/Nm3，為空氣的0.58倍.

8、華白指數:44。94MJ/Nm3

9、燃燒勢：45.18

以上數據按CH4含量約為97%的天然氣參數，為近似值.五、天然氣的類別類別基準燃氣界限燃氣波動范圍（％)

W（MJ/m3）CPW(MJ/m3）CPWCP4T18。02516。7—19.3022—57-7—7-12—1286T26.42924。5—28。225-65—7—7—14-12410T43.83341。2—47.331—34—6-8—6—312T53.54048.1—57。836-88—10—8—10—12013T56.54154。3—58。840-94-4—4-3-129六、天然氣的燃燒

1、燃燒

天然氣和氧氣在達到一定濃度及一定溫度下可以燃燒,燃燒產物主要是水和二氧化碳，當氧氣不足時，燃燒會產生CO.

CH4+2O2=CO2+2H2O

1Nm3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，使用天然氣的廚房需要良好通風；衛(wèi)生間內安裝舊式的直排式熱水器是相當危險的。2、爆炸

天然氣在室內空氣中的含量達到5%--15％時,一遇明火或高溫物體，甚至開關電燈時所產生的電火花，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烈的神經性毒物。

為保證使用安全,城市燃氣內添加臭劑（通常為四氰噻吩)，臭劑量15~20mg/Nm3，保證天然氣在空氣中濃度達到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。熱值分高熱值和低熱值兩種。天然氣的高熱值在數值上大于低熱值,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、著火溫度指燃氣與空氣的混合物開始進行燃燒反應的自燃的最低溫度。甲烷著火溫度為540℃。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0.38米/秒。6、華白數華白數是一項控制燃具熱負荷恒定狀況的指標。是燃氣互換性指標，華白數在±１０％內的兩種燃氣可以互換。W=Qh/S1/2W—華白數;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氣燃燒火焰所產生離焰、回火、黃焰和不完全燃燒的傾向性的一項反映燃具燃氣燃燒穩(wěn)定的狀態(tài)的綜合指標.是不同類型燃氣間互換時燃燒穩(wěn)定狀態(tài)的特性指數.Cp=K{H2+0。6（CmHn+Co)+0。3CH4}/S1/2K=1+0。0054O228、天然氣的臨界參數當溫度低于某一數值時，對氣體進行加壓,都可以等溫壓縮成液體，但當高于該溫度時，無論加多大壓，都不能使氣體液化?？墒箽怏w壓縮成液體的這個極限溫度稱為該氣體的臨界溫度。當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-82。3℃，臨界壓力4.58MPa。9、各種熱值1千克標準煤的熱值為29。308兆焦（7011KCal）1度電（1KWh)的發(fā)熱量為3.6兆焦（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、空調及生活熱水熱負荷的計算Qn=q×A×10—3Qn—采暖熱負荷，KW；q—采暖熱指標，W/m2，A-采暖建筑物的建筑面積，m2采暖熱指標推薦值建筑物類型住宅學校辦公醫(yī)院托幼旅館商店食堂餐廳影劇院展覽館大禮堂體育館熱指標W/m258—6460-8065—8040—7065-80115－14095—115115-165七、城市天然氣熱值和雜質含量的要求

1、天然氣發(fā)熱量，總硫、硫化氫含量、水露點指標應符合現行國家標準〈天然氣〉GB17820的一類氣或二類氣的規(guī)定.天然氣的技術指標GB17820項目一類二類三類試驗方法高位發(fā)熱量(MJ/m3）>31.4GB\T11062總硫（以硫計mg∕m3)≤100≤200≤460GB\T11061硫化氫（mg∕m3）≤6≤20≤460GB\T11060。1二氧化碳(％體積分數）≤3.0GB\T13610水露點（℃）在天然氣交換點的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點應比最低環(huán)境溫度低5℃GB\T17283注：1、標準中氣體體積的標準參比條件是101。325Kpa,20℃。2、取樣方法按GB\T13609。2、在天然氣交接點的壓力和溫度條件下,天然氣的烴露點應比最低環(huán)境溫度低5℃，天然氣中不應有固態(tài)、液態(tài)或膠狀物質.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汽車作為燃料。

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汽車運輸效率很低，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℃(即1atm下，天然氣的沸點溫度),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.

國際間天然氣貿易中LNG所占比重逐年增加,我國正在大力引進國外的LNG.

我國天然氣資源分布不均，目前國內已有2座中小型LNG液化廠，并有多座正在建設，極大的促進了國內天然氣事業(yè)的發(fā)展。LNG的覆蓋范圍約1000—3000公里,每1000公里運費約0.5元（指40立方米槽車）.九、城市燃氣管網壓力級制城鎮(zhèn)燃氣設計壓力（表壓）分級名稱壓力（MPa）高壓燃氣管道A2.5〈P≤4.0B1。6〈P≤2。5次高壓燃氣管道A0。8<P≤1。6B0。4〈P≤0.8中壓燃氣管道A0.2〈P≤0。4B0.01≤P≤0。2低壓燃氣管道P<0.01第二部分CNG工藝流程及基本原理一、概述

壓縮天然氣(CNG）是將管道天然氣經過脫水、脫硫后用壓縮機將天然氣壓力增加到20-25Mpa。

目前主要應用于汽車燃料、城市小區(qū)、工業(yè)用戶等領域。

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的性質

１、儲存壓力：20-25MPa

２、水露點溫度：水露點溫度－55℃以下

３、其他指標同天然氣三、CNG加氣站工藝流程(略）四、CNG減壓站及子站工藝流程（略）第三部分LNG工藝流程及基本原理一、概述

LNG（LiquefiedNaturalGas),是天然氣經過凈化，壓縮制冷而得到－162℃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CH4,還有少量C２H６、C３H８、N２。二、LNG的性質

１、儲存溫度:-145~-162℃

２、儲存壓力：0.1~0.6MPa

３、液態(tài)密度:0.45t/m3

4、其他參數同天然氣三、LNG氣化工藝流程LNGLNG槽車卸車柱空溫式氣化器調壓裝置計量、加臭城市燃氣管網LNG儲罐用戶BOG加熱器水浴加熱器各種燃料燃值及換算1千克標準煤的熱值為29.308兆焦（7011KCal）即29。308MJ/Kg(7011KCal/Kg）氣1Nm3＝1.24Kg1千克焦炭的熱值為30MJ/Kg（7011KCal）1度電（1KWh）的發(fā)熱量為3.6兆焦（860KCal）即3.6MJ/KWh（860KCal/KWh)氣1Nm3＝10。12KWh重油的熱值:10000KCal/千克即MJ/Kg（10000KCal/Kg）氣1Nm3＝0.87Kg汽油的熱值：10313KCal/千克即MJ/Kg（10313KCal/Kg）氣1Nm3＝0.84Kg=1。16L柴油的熱值：11014KCal/千克即MJ/Kg（11014KCal/Kg）氣1Nm3＝0.79Kg=0。96L液化石油氣熱值：45.4MJ/Kg即45。4MJ/Kg（10860KCal/Kg）氣1Nm3＝1。25Kg天然氣燃值：1、氣田氣熱值一般為34.69MJ/Nm3（8300KCal/Nm3）2、油田伴生氣熱值一般為45。47MJ/Nm3(10878KCal/Nm3）3、凝析氣田氣熱值一般為48.36MJ/Nm3（11569KCal/Nm3)4、煤層氣熱值一般為36。37MJ/Nm3(8700KCal/Nm3）5、礦井氣熱值一般為18。84MJ/Nm3(4500KCal/Nm3）在一個_blank"標準大氣壓下,每立方米空氣所具有的質量（千克)就是空氣HYPERLINK”/view/38960.htm"\t”_blank"密度。我們一般采用的空氣密度是指在0攝氏度、絕對標準指標