天然氣基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

第5頁共5頁天然氣基礎(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(diǎn),廣泛用于各行各業(yè)，如熬鹽、化工、化肥、冶煉、碳黑生產(chǎn),CNG汽車和城市民用等。

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?shù)臍怏w密度約為0。6982kg/m3,忠武線氣體密度約為0.75kg/m3四、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：-82。3℃，臨界壓力4。58MPa。

3、沸點(diǎn):-162℃（1atm）,著火點(diǎn)：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(shù):44。94MJ/Nm3

9、燃燒勢：45.18

以上數(shù)據(jù)按CH4含量約為97%的天然氣參數(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ǎ?

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(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(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％時,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15~20mg/Nm3，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℃。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(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±１０％內(nèi)的兩種燃?xì)饪梢曰Q。W=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€(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=K{H2+0。6（CmHn+Co)+0。3CH4}/S1/2K=1+0。0054O228、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?？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(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-82。3℃，臨界壓力4.58MPa。9、各種熱值1千克標(biāo)準(zhǔn)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(diào)及生活熱水熱負(fù)荷的計算Qn=q×A×10—3Qn—采暖熱負(fù)荷，KW；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)推薦值建筑物類型住宅學(xué)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(biāo)W/m258—6460-8065—8040—7065-80115－14095—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(diǎn)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)〈天然氣〉GB17820的一類氣或二類氣的規(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/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?jǐn)?shù)）≤3.0GB\T13610水露點(diǎn)（℃）在天然氣交換點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5℃GB\T17283注：1、標(biāo)準(zhǔn)中氣體體積的標(biāo)準(zhǔn)參比條件是101。325Kpa,20℃。2、取樣方法按GB\T13609。2、在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下,天然氣的烴露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5℃，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(yùn)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(shí)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(yùn)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(yùn)輸效率很低，因此通常為近距離小規(guī)模運(yùn)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(diǎn)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(yùn)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(yùn)輸費(fèi)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(yùn)費(fèi)約0.5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2.5〈P≤4.0B1。6〈P≤2。5次高壓燃?xì)夤艿繟0。8<P≤1。6B0。4〈P≤0.8中壓燃?xì)夤艿繟0.2〈P≤0。4B0.01≤P≤0。2低壓燃?xì)夤艿繮<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(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(yùn)輸使用方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)。

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的性質(zhì)

１、儲存壓力：20-25MPa

２、水露點(diǎn)溫度：水露點(diǎn)溫度－55℃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）第三部分LNG工藝流程及基本原理一、概述

LNG（LiquefiedNaturalGas),是天然氣經(jīng)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(yùn)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(zhì)

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(shù)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(diào)壓裝置計量、加臭城市燃?xì)夤芫W(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)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(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(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)