天然氣基本知識(shí)(課件2011.11.15).ppt

1、天然氣基本知識(shí),遼河油田燃?xì)饧瘓F(tuán)公司 2011年11月16日,前 言,各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁： 大家上午好！ 按照集團(tuán)公司人事部門的安排，由我引領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下天然氣基本理論知識(shí)，在學(xué)習(xí)之前，我先談一下對學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。記得毛澤東主席曾教導(dǎo)我們“沒有文化的軍隊(duì)是愚蠢的軍隊(duì)，而愚蠢的軍隊(duì)是不能戰(zhàn)勝敵人的”，打造“中國人民解放軍式”的燃?xì)鈭F(tuán)隊(duì)，就必須用知識(shí)武裝我們的頭腦。只有不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，才能肩負(fù)起天然氣業(yè)務(wù)快速發(fā)展的重任；只有不斷提升學(xué)習(xí)力，才能打勝天然氣業(yè)務(wù)快速發(fā)展的攻堅(jiān)戰(zhàn)。因此，希望大家能坐得住、聽得進(jìn)、記得牢。通過這次學(xué)習(xí)，每個(gè)人都要對 天然氣基本理論知識(shí)有一定的了解和掌握，并在今后的工作中

2、不斷地豐富和提高，早日成為燃?xì)饧瘓F(tuán)公司的棟梁之材，為燃?xì)鈽I(yè)務(wù)又好又快發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。,目 錄,第一部分 天然氣基本理論 第二部分 天然氣集輸及加氣站常識(shí) 第三部分 天然氣安全知識(shí),第一部分 天然氣基本理論,一、一次能源及消費(fèi)結(jié)構(gòu) 一次能源根據(jù)它們是否能夠再生而分成再生能源和非再生能源。 再生能源：太陽能、水能、風(fēng)能、海洋能、潮汐能等； 非再生能源：煤炭、石油、天然氣、油頁巖和核燃料鈾等。其中煤炭、石油、天然氣和油頁巖等非再生能源又叫化石燃料、燃料礦石或礦物燃料，是在漫長的地質(zhì)時(shí)期中，地球上大量的生物群（動(dòng)物和植物）死亡后，在適宜環(huán)境中堆積起來，經(jīng)過特定的物理、化學(xué)作用和成礦作用而形成的。按存

3、在形式可分為三類：固體可燃性礦產(chǎn)，如煤、油頁巖等；液體可燃性礦產(chǎn)，如石油等；氣體可燃性礦產(chǎn)，如天然氣等。,第一部分 天然氣基本理論,一次能源消費(fèi)主要以石油、天然氣、煤炭、核電和水力發(fā)電為基礎(chǔ)，天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例是世界平均水平24.5%，其中前蘇聯(lián)、中東和北美州已經(jīng)超過世界平均水平，達(dá)40%以上，而亞洲和大洋州最低，只有12%。我國半個(gè)世紀(jì)以來天然氣在一次能源消費(fèi)中一直維持在3.8%左右，遠(yuǎn)低于亞洲水平，是世界的1/5、亞洲的1/3。 2010年全國天然氣消費(fèi)量1070億方，超過10億方的省市區(qū)有22個(gè)，超過20億方的有13個(gè)，其中四川、北京、江蘇和廣東均接近70億方。而遼寧僅有9

4、億方，只占1.8%，不及國家平均水平的一半。 根據(jù)國家能源發(fā)展綱要，到2015年我國天然氣消費(fèi)量力爭達(dá)到8%左右，達(dá)2000億方，占據(jù)石油的“半壁江山”，2020年將達(dá)到3500億方,2030年將超過5000億，成為第一大能源，因此天然氣發(fā)展空間十分巨大。,第一部分 天然氣基本理論,二、天然氣概念 廣義：是存在于自然界的一切氣體。如大氣、地下氣、宇宙氣等。 狹義：是指存在于地下巖層中的各種氣體。如氣層氣、油田氣、煤層氣等。 依其成因和儲(chǔ)存狀態(tài)可分為常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣: 常規(guī)天然氣：包括單一相態(tài)的氣藏氣、氣層氣、油藏溶解氣等。 非常規(guī)天然氣：包括致密巖石中的煤層氣、頁巖氣、深層氣和天然氣水

5、合物。 常規(guī)天然氣資源量全球約為600萬億方，按照現(xiàn)在開采速度可供人類開發(fā)利用200-300年；非常規(guī)天然氣資源潛力非常巨大，近4000萬億方，僅其中的天然氣水合物就是全球已知所有礦物燃料(煤炭、石油和常規(guī)天然氣)資源量總和的2倍。 天然氣是石油鏈中最前面的部分，石油鏈根據(jù)碳原子個(gè)數(shù)的不同，為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和烯烴四大類，天然氣屬于烷烴類。,第一部分 天然氣基本理論,三、天然氣分類 按產(chǎn)出分類: a、氣田氣 從氣井中開采出來的天然氣； b、石油伴生氣 從油井中與原油一起采出來的天然氣，也叫溶解氣、油田氣等； c、凝析氣 凝析油逆蒸發(fā)作用而氣化形成的天然氣； d、煤層氣 從地下煤層中采出來的

6、天然氣； 按狀態(tài)分類: 1、標(biāo)準(zhǔn)天然氣 是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0、1atm）的天然氣。其絕對密度為0.71 kg/m3，相對密度為0.59，平均熱值36MJ/Nm3，約為8500千卡/Nm3。 2、壓縮天然氣（ Compressed Natural Gas 簡稱CNG） 是指把標(biāo)準(zhǔn)天然氣增大壓力20MPa以上的天然氣。主要應(yīng)用了氣體可壓縮性，根據(jù)氣態(tài)方程，在溫度不變的情況下，壓力增大，體積縮小的原理，當(dāng)壓力在25MPa時(shí)，體積縮小為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1/300。當(dāng)壓力在20MPa時(shí)，體積縮小為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1/240。CNG熱值一般38MJ/Nm3，約為9000千卡/Nm3。目前國內(nèi)CNG纏繞瓶管束車最大充

7、裝天然氣量可達(dá)7500Nm3；一般常用的八瓶管束車，水容積18m3，可充裝4550Nm3，最大經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑150公里，燃油百公里運(yùn)費(fèi)約為0.3元/方。以CNG為燃料的車輛叫做NGV（NaturalGasVehicle）。,第一部分 天然氣基本理論,3、液化天然氣（ Liquefied Natural Gas 簡稱LNG） 天然氣在常壓下，當(dāng)冷卻至-162時(shí)，則由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣（簡稱LNG）。LNG為低溫液體，其體積縮小為同量氣態(tài)體積的1/625，比重為0.425g/cm3，熱值50MJ/kg，即12000千卡/kg。目前國內(nèi)LNG低溫槽車最大容積52.8m3，最高工作壓力0.7M

8、Pa，最大充裝天然氣量3.3萬Nm3，最大經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑800Km，燃油百公里運(yùn)費(fèi)約為0.07元/方。 4、可燃冰 (Ice Natural Gas 簡稱ING) 是指天然氣水合物的俗稱，是近20年來在海洋和凍土帶發(fā)現(xiàn)的新型潔凈能源，可以作為傳統(tǒng)能源如石油、煤炭等的替代品。是天然氣在一定壓力和溫度下形成的固體結(jié)晶水合物，其外觀為白色類似冰雪，化學(xué)式可表示為CH4 6H2或CH4 7H2O，密度0.9g/cm3，1方天然氣水合物可釋放170方的天然氣?？扇急哪芰棵芏仁敲旱?0倍，而且燃燒后不產(chǎn)生任何殘?jiān)蛷U氣,被稱為能滿足人類使用1000年的新能源。目前技術(shù)還不能解決海洋污染和海平面上升問題，因

9、此還不具備開采可燃冰條件。,第一部分 天然氣基本理論,四、天然氣化學(xué)組成 a、烴類氣體 主要是甲烷（CH4）一般占80%以上，其次為乙烷（C2H6）丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、戊烷（C5H12）等； b、非烴氣體 二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）、一氧化碳（CO）、氮?dú)猓∟2）等； c、稀有氣體 氦氣（Ne）、氬氣（Ar）等； 五、天然氣主要成份 a、可燃?xì)怏w 主要是甲烷（CH4）等烴類氣體； b、酸性氣體 如二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）等； c、水蒸氣。 六、天然氣主要物理性質(zhì) 未處理的天然氣有汽油味，有時(shí)有硫化氫味。經(jīng)過處理過的天然氣是無色、無味、無毒和無腐蝕性的氣體

10、。主要物理性質(zhì)： 1、揮發(fā)性 其密度為0.71 kg/m3，空氣為1.29 kg/m3，相對密度為0.59，比空氣輕（最輕的是氫氣0.09），易揮發(fā)擴(kuò)散； 2、壓縮性 增壓20-25Mpa體積縮小為240-300分之一； 3、溶解性 能溶于水和石油，為建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫提供了條件； 4、燃燒性 發(fā)熱值一般為36MJ/Nm3，是理想的高效燃料。,第一部分 天然氣基本理論,七、天然氣爆炸極限 天然氣在空氣中的爆炸極限是上限為15%、下限為5%。也就是說，在有限空間內(nèi)空氣含天然氣5-15%就會(huì)發(fā)生爆炸，當(dāng)濃度低于5時(shí)，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當(dāng)濃度為9.5時(shí)，其爆炸威力最大(氧和天然氣完全

11、反應(yīng))；當(dāng)濃度在15以上時(shí)，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會(huì)燃燒，每燃燒1方天然氣需要18方空氣，由于空氣中氧氣不足，造成燃燒不徹底而產(chǎn)生一氧化碳，會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象，平時(shí)使用時(shí)要經(jīng)常通風(fēng)，這也是混空的原因之一。 閃爆，就是當(dāng)易燃?xì)怏w在一個(gè)空氣不流通的空間里，聚集到一定濃度后，一旦遇到明火或電火花就會(huì)立刻燃燒膨脹發(fā)生爆炸。一般情況只是發(fā)生一次性爆炸，如果易燃?xì)怏w能夠及時(shí)補(bǔ)充還將多次爆炸。 八、天然氣的化學(xué)反應(yīng) 甲烷的分子結(jié)構(gòu)是由一個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子組成，燃燒產(chǎn)物主要是二氧化碳和水。 CH4 + 2O2 點(diǎn)燃 CO2 + 2H2O,第一部分 天然氣基本理論,九、天然氣的水露點(diǎn) 天然氣露點(diǎn)是控制天然

12、氣儲(chǔ)運(yùn)過程中不產(chǎn)生液態(tài)物質(zhì)的重要指標(biāo)，分為水露點(diǎn)和烴露點(diǎn)： 、水露點(diǎn)指天然氣在一定壓力下析出液態(tài)水時(shí)的最高溫度； 、烴露點(diǎn)指天然氣在一定壓力下析出液態(tài)烴時(shí)的最高溫度； 十、富氣、貧氣、干氣、濕氣、商品天然氣和純凈天然氣 富氣是指含C3、C4和C5等重碳成分較高的天然氣，一般占10%以上； 貧氣是指含C3、C4和C5等重碳成分較少的天然氣，一般占10%以下； 干氣是指經(jīng)過輕烴回收處理后的外輸?shù)奶烊粴猓?濕氣是指含有水蒸汽的天然氣； 商品天然氣是指進(jìn)入干線輸氣管道的天然氣； 純凈天然氣是指酸性氣體含量甚微的天然氣。,第一部分 天然氣基本理論,十一、天然氣有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 1）管輸天然氣標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)輸氣管

13、道工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50251-94）規(guī)定：管輸天然氣在最高輸送壓力下的水露點(diǎn)低于環(huán)境溫度5，而烴露點(diǎn)不得高于最低環(huán)境溫度。 2）城鎮(zhèn)商品天然氣標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范（GB50028-93）規(guī)定：a、固體顆粒含量10mg/Nm3；b、H2S含量20mg/Nm3；c、CO10mg/Nm3； 3）車用壓縮天然氣標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)車用壓縮天然氣標(biāo)準(zhǔn)（GB18047-2000）規(guī)定：,第一部分 天然氣基本理論,十二、天然氣與煤層氣、煤氣的區(qū)別 煤層氣其實(shí)是天然氣的一種類型，俗稱“瓦斯”，是與煤層伴生而有毒的混合氣體，主要含有甲烷和一氧化碳，當(dāng)?shù)V井下空氣中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到5%-16%時(shí)，遇明火就會(huì)爆炸，

14、這是煤礦事故的重要根源。為此煤層氣亦被稱為“煤礦第一殺手”。 煤氣，也叫人工煤氣，主要成分是一氧化碳，可分為三種： 1）干餾煤氣：是對煤進(jìn)行干餾所獲得的氣體產(chǎn)物，主要成分是CO和 H2，也含有較高的甲烷，熱值為16.7MJ/Nm3。 2）氣化煤氣：包括水煤氣和發(fā)生爐煤氣，是水和焦碳在調(diào)溫下反應(yīng)得到的氣體，主要成分是CO和H2，熱值分別為水煤氣10.5MJ/Nm3、發(fā)生爐煤氣5.4 MJ/Nm3。由于水煤氣和發(fā)生爐煤氣發(fā)熱值低，而且毒性大，不可以單獨(dú)作為城市燃?xì)獾臍庠词褂?。因?yàn)橐谎趸际怯卸練怏w，空氣中含量為0.1%，就會(huì)引起中毒，如果含量大于1%，就可能致人死亡。 3）高爐煤氣：是高爐煉鐵時(shí)產(chǎn)

15、生的尾氣，主要成分為CO和N2，熱值是4.2MJ/Nm3。主要作為煉焦?fàn)t的燃料。,第一部分 天然氣基本理論,十三、壓縮天然氣與液化天然氣的異同點(diǎn) 二者均為天然氣，只是狀態(tài)不同、熱值不同。壓縮天然氣是氣態(tài)，高壓常溫，壓力一般為20MPa以上；而液化天然氣是液態(tài)，常壓低溫，溫度一般低于-161，LNG熱值要高于CNG熱值。 十四、液化天然氣與液化石油氣的區(qū)別 液化天然氣主要成分是甲烷、乙烷，要在很低（-161）的溫度下保存，體積是氣態(tài)的625倍，液態(tài)熱值51MJ/kg，氣態(tài)熱值42MJ/Nm3；而LPG主要成分是丙丁烷和丙丁烯，一般保存溫度是-60，體積是氣態(tài)的250倍，氣態(tài)熱值11000大卡/N

16、m3，折算液態(tài)熱值45.6MJ/kg。因此，液化天然氣熱值比液化石油氣的熱值高。,第一部分 天然氣基本理論,十五、天然氣的優(yōu)越性 1、天然氣是高熱值對的能源 能源價(jià)值是以做功的能力來衡量。作為燃料，以燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量來量度。能源物質(zhì)的熱值大致等于各元素燃燒熱之和?；茉吹闹饕煞质菤湓睾吞荚?，氫的總熱值為142MJ/kg,碳的總熱值為52MJ/kg。因此氫含量高化石能源熱值也越高，天然氣的主要化學(xué)成分是甲烷（CH4），氫碳比為4：1，相比之下，石油為2：1，煤為1：1，柴薪為1：10，由此可見，天然氣是化石燃料中氫碳比最高的燃料，因而是化石燃料中熱值最高的能源。 項(xiàng)目 柴 薪 煤 石油

17、天然氣 總熱值（KJ/kg） 6280-8374 20934-29308 41868-46055 54428 氫碳比（原子比） 1：10 1：1 2：1 4：1,第一部分 天然氣基本理論,2、天然氣是環(huán)境污染小的能源 燃燒排放物極少是天然氣利用優(yōu)于其他能源的最大特點(diǎn)。天然氣不含固體顆粒物，硫含量極微，燃燒后排放的SO2與燃油和燃煤相比微不足道；天然氣不含化合氮，燃燒后排放的NOx極少，而且易于通過改進(jìn)燃燒技術(shù)和尾氣處理進(jìn)一步減少排放量。與其它化石能源相比，天然氣的碳含量低而氫含量高，是燃燒后溫室氣體（CO2）排放量最少的能源。 相同發(fā)熱量下各種化石燃料炭排放量是天然氣0.61、LPG0.71、

18、汽油0.80、煤油0.82、柴油0.84、原油0.85、重油0.88、煙煤1.09、無煙煤1.14 3、天然氣是利用效率高的能源 使用天然氣可以十分顯著地提高工業(yè)和民用（商業(yè)用）能源利用效率，如： 工業(yè)燃煤鍋爐效率50-60%，燃?xì)忮仩t效率80-90%； 家庭燃煤爐灶具效率20-25%，燃?xì)庠钚?5-65%； 發(fā)電站燃煤蒸汽發(fā)電效率一般40%，而燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電效率60%； 合成氨是高能耗工業(yè)，世界約90%的合成氨用天然氣生產(chǎn)，噸氨天然氣耗量大幅度下降。,第一部分 天然氣基本理論,4、天然氣是安全可靠的能源 天然氣也屬于甲級(jí)易燃、易爆的危險(xiǎn)化學(xué)品，但在現(xiàn)有燃料中其安全性 最為可靠。如下表：

19、燃料名稱 燃點(diǎn) 爆炸極限 密度比空氣 揮發(fā)性 天然氣 650 5-15% 小 易 LPG 490 1.5-9.1% 大 難 汽油 425 1.4-7.6% 大 難 柴油 260 0.5-4.1% 大 難 天然氣爆炸下限和燃點(diǎn)，都比液化石油氣和汽柴油都高出許多，不易燃燒和 爆炸；天然氣相對密度為0.6左右，比空氣1.29輕，泄漏的天然氣很快會(huì)在空氣 中散發(fā)，且爆炸極限范圍窄，在自然環(huán)境難以形成遇火爆燃條件，而空氣中含有 10%液化石油氣，人在該氣體中5分鐘就會(huì)麻醉；一旦壓縮天然氣從儲(chǔ)罐或管路中 泄漏，在泄漏點(diǎn)周圍會(huì)立即形成低溫區(qū)，使天然氣燃燒困難。,第一部分 天然氣基本理論,十六、LNG的六大優(yōu)

20、點(diǎn) 1）LNG體積比同質(zhì)量的天然氣小625倍，所以可用汽車輪船很方便地將LNG運(yùn)到?jīng)]有天然氣的地方使用。 2）LNG儲(chǔ)存效率高，占地少。投資省，10m3LNG儲(chǔ)存量就可供2萬戶居民1天的生活用氣。1戶居民天然氣用量0.3方/日，10方/月。 3）LNG是優(yōu)質(zhì)的車用燃料，與汽油相比，具有辛烷值高、抗爆性能好、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長。燃料費(fèi)用低。環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)。它可將汽油汽車尾氣中HC減少72%，NOx減少39%， CO減少90%，SOx、Pb降為零。 4）LNG汽化潛熱高，液化過程中的冷量可回收利用。 5）由于LNG汽化后密度很低，只有空氣的一半左右，稍有泄漏立即飛散開來，不致引起爆炸。 6）由于LNG

21、組分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清潔燃料，有利于保護(hù)環(huán)境，減少城市污染。,第一部分 天然氣基本理論,十七、LNG的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存 LNG的生產(chǎn)工藝一般分以下三種：一是階式混和制冷工藝，二是混和階式制冷工藝，三是壓縮、膨脹制冷工藝。LNG工廠主要設(shè)備有壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、換熱器、分離器、低溫儲(chǔ)罐、低溫泵、低溫槽車等。 LNG的運(yùn)輸方式主要有輪船、火車。汽車槽車等方式。在500800公里經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑范圍內(nèi)，采用汽車槽車運(yùn)輸LNG是比較理想的方式。槽車罐體采用雙壁真空粉未絕熱，配有操作閥安全系統(tǒng)及輸液軟管等。國內(nèi)低溫液體槽車的制造技術(shù)比較成熟，槽車使用安全。 LNG產(chǎn)品采用深

22、冷液體儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，液體儲(chǔ)罐為雙壁真空粉未絕熱，LNG的日蒸發(fā)率（BOG）可控制在0.46%之內(nèi)，儲(chǔ)存周期為4天。,第一部分 天然氣基本理論,十八、天然氣的用途 1、作為燃料的用途： 天然氣具有熱值高、不含灰份、容易燃燒完全、燃燒后對環(huán)境污染小、運(yùn)輸方便、價(jià)格較低廉等優(yōu)點(diǎn)，熱值通常為35.6兆焦/標(biāo)準(zhǔn)立方米，是煤氣的一倍以上。 a、是理想的發(fā)電燃料 投資比燃煤電廠低20%左右，而且環(huán)境污染小、控制與管理方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； b、是理想的灶具燃料 其熱效率比燃煤高20%以上，而且價(jià)格低廉； c、是理想的汽車燃料 可大大減少汽車尾氣的環(huán)境污染，原料成本較低； 因此，天然氣是一種高效、清潔的造紙、冶金

23、、陶瓷、玻璃、印染、發(fā)電與民用燃料。 2、作為化工原料的用途： 主要由天然氣的化學(xué)組份決定，由于天然氣的含氫量高一次加工可以生產(chǎn)合成氨、甲醇、炭黑等20多個(gè)品種；二次或三次深加工可以生產(chǎn)甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等50多個(gè)化工產(chǎn)品。,第一部分 天然氣基本理論,十九、天然氣近期可利用技術(shù) 天然氣用于城市能源消費(fèi)是最佳選擇，參考世界經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家利用天然氣的經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)21世紀(jì)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃的具體國情，我國近期天然氣可利用的技術(shù)如下： （一）天然氣頂替油料用作化工原料和工業(yè)燃料 a、天然氣用于替代油料做合成氨原料 全世界約有85%的合成氨和90%的甲醇是以天然氣為原料的，而我國僅為20%和25%

24、，國內(nèi)82家大中型化肥廠有20家以油料為主，由于原料成本過高而造成生產(chǎn)長期虧損或不能滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。若能改為以天然氣為原料，可取得更好的效果。 b、天然氣用于替代煉油工業(yè)燃料油 按熱值計(jì)算并考慮燃燒效率，約為1.2m3富含甲烷天然氣可頂替1kg油，而被頂替的重油又可以進(jìn)行深加工，提高煉廠的綜合效率。,第一部分 天然氣基本理論,c、天然氣替代石腦油用作煉廠制氫原料 天然氣是優(yōu)質(zhì)的提供氫源的原料，可使煉廠提高輕質(zhì)油收率5%10%，并使產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到提高和優(yōu)化。 d、天然氣替代油品用作工業(yè)窯爐燃料 在建材和陶瓷工業(yè)中用天然氣來替代油料，不僅可以改善操作環(huán)境，而且可顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量，帶來明顯的經(jīng)濟(jì)

25、效益。 （二）天然氣頂替煤炭用于城市供暖和發(fā)電 目前世界電力工業(yè)的燃料中，天然氣占31.12%，而我國目前僅有2.9%，處于較低水平，天然氣發(fā)電其熱效益比煤發(fā)電高22%25%，建設(shè)投資和操作費(fèi)用均約為煤電的50%60%，而且具有發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)快，即可作為基本負(fù)荷，又可用于調(diào)峰等優(yōu)點(diǎn)。,第一部分 天然氣基本理論,（三）天然氣代替汽油或柴油做車用燃料 a、環(huán)境污染小 排氣中的CO減少97%、烴類減少72%、CO2減少24%、NOX減少39%、SO2減少90%、PM（粉塵）可減少100%； b、安全可靠 天然氣著火點(diǎn)為650750，比汽油高約260，爆炸極限4.7%15%，比汽油的1%6%要高出很多，

26、更不容易燃燒和爆炸； c、性能優(yōu)于燃油車 燃?xì)馄嚨陌l(fā)動(dòng)機(jī)磨損少，對設(shè)備的腐蝕小，燃燒后結(jié)炭少，冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)駕駛能力強(qiáng)、氣阻小，抗暴性能好； d、經(jīng)濟(jì)可行 按汽車年行駛里程5萬公里計(jì)，一輛天然氣汽車一年可節(jié)約汽油810t，可節(jié)約燃料1萬多元；可減少機(jī)油費(fèi)50%左右，發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命可延長23倍，大修間隔里程延長22.5萬公里，車輛改裝費(fèi)半年即可收回，即使投資較高的加氣站三年左右也可收回。,第一部分 天然氣基本理論,二十、天然氣碳排量 “碳排放量”指的是人們消耗化石燃料（煤、石油、天然氣）產(chǎn)生的二氧化碳排放量。一個(gè)碳原子充分燃燒后會(huì)生成一個(gè)二氧化碳分子，碳的原子量是12，二氧化碳分子量為44，因

27、此由碳燃燒，到二氧化碳生成，物質(zhì)重量從12增加到44，產(chǎn)物比原料重了3.7倍，所以從理論上1Kg純碳完全燃燒后，會(huì)產(chǎn)生3.7Kg的二氧化碳。這就是“碳排放量”。 標(biāo)準(zhǔn)煤亦稱煤當(dāng)量，1噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量，約為0.71噸純碳充分燃燒釋放的能量，0.7噸乘以3.7得出：消耗1噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能源，排放的二氧化碳為2.6噸。,第一部分 天然氣基本理論,根據(jù)一些資料可得這些燃料的典型熱值及產(chǎn)生的CO2： 天然氣 8500千卡/m3，產(chǎn)生的CO2為1.9kg/m3 標(biāo)準(zhǔn)煤 7000千卡/kg，產(chǎn)生的CO2為3.7kg/kg 原 油 9200千卡/kg 產(chǎn)生的CO2為3.1kg/kg 原 煤 4000千卡/kg 產(chǎn)生

28、的CO2為2.6kg/kg 汽 油 8500千卡/L 產(chǎn)生的CO2為2.3kg/L。 各發(fā)10000千卡熱量，需 天然氣 1.20 m3，產(chǎn)生CO2為2.26kg； 原 油 1.09kg，產(chǎn)生CO2為3.37kg； 標(biāo)準(zhǔn)煤 1.73kg，產(chǎn)生CO2為5.14kg。 發(fā)熱量相同的情況下，天然氣的碳排放量比煤低44%，用天然氣代替煤，減少煤的碳排放量的56%。,二十一、常用燃料熱值 燃料名稱 ff 熱值MJ/kg 折合天然氣 固體燃料 焦炭 29 0.8 原煤 18 0.5 液體燃料 LNG 50 1.4 柴油 46 1.3 LPG（液態(tài)） 46 1.3 汽油 43 1.2 煤油 43 1.2 原

29、油 41 1.1 重油 41 1.1 焦油 36 1.0 氣體燃料 天然氣 36 1 礦井氣（沼氣） 18 0.5 焦?fàn)t煤氣（直立爐） 18 0.5 水煤氣 10 0.23 發(fā)生爐煤氣 5 0.14 電 3.6 0.1,第一部分 天然氣基本理論 二十二、天然氣計(jì)量 采用國家法定計(jì)量單位，保證計(jì)量器具量值與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量值的一致，是天然氣流量測量的基本準(zhǔn)則。天然氣計(jì)量主要是流量測量，其單位以體積表示稱“體積流量”，以質(zhì)量表示稱為“質(zhì)量計(jì)量”。體積流量計(jì)量單位，符號(hào)為m3/h，體積總量計(jì)量單位符號(hào)為m3；質(zhì)量流量計(jì)量單位，符號(hào)為kg/h，質(zhì)量總量計(jì)量單位符號(hào)為kg或t。 上述體積單位按GB1314-7

30、7和SY/T6143-96規(guī)定，天然氣的體積流量計(jì)量是在壓力為101.325kPa、溫度為20這一基準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。 在國際天然氣貿(mào)易的情況下，由于各地區(qū)氣質(zhì)不同，采用體積單位引起不少糾紛，所以國際上天然氣計(jì)量是按照能量輸送原則，即體積測量和體積發(fā)熱量的測量合成，計(jì)算出天然氣的輸送能量，計(jì)量單位熱值，符號(hào)為MJ或Mbtu。,第一部分 天然氣基本理論,二十三、天然氣的利用政策 國家發(fā)改委研究制定的天然氣利用政策指出，天然氣利用領(lǐng)域歸納為四大類，即城市燃?xì)?、工業(yè)燃料、天然氣發(fā)電和天然氣化工，分為優(yōu)先類、允許類、限制類和禁止類。 優(yōu)先類發(fā)展城市燃?xì)?、汽車燃?xì)夂头植际嚼錈犭娙?lián)供用戶； 允許類發(fā)展以氣

31、代油、以氣代液化石油氣和以氣代煤氣項(xiàng)目，可中斷用戶以及天然氣制氫項(xiàng)目； 限制類以天然氣為原料的合成氨和碳一化工項(xiàng)目； 禁止類天然氣制甲醇和煤炭基地燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目。 二十四、天然氣“照付不議”條款 天然氣“照付不議”條款是目前天然氣國際貿(mào)易最常用的合同形式，又稱“不提貨亦需付款”條款?！罢崭恫蛔h”條款只是天然氣購銷合同中的付款條款，在天然氣供不應(yīng)求的國家或地區(qū)廣泛采用“照付不議”付款協(xié)議。,第二部分 天然氣集輸及加氣站常識(shí),一、天然氣礦場集輸 從氣井和油井生產(chǎn)出來的天然氣，通過油田內(nèi)的采氣管線輸送到處理站的過程。 二、天然氣凈化處理 是指脫除天然氣中常含有的有機(jī)硫化物等酸性氣體和硫化氫、二氧化碳以

32、及水分的過程。 一般要進(jìn)行三脫處理：脫烴（冷凝分離法），脫水（分子篩吸附法），脫酸性氣（醇胺吸附法）。,第二部分 天然氣集輸及加氣站常識(shí),三、天然氣輸送方法 a、液化運(yùn)輸：LNG是天然氣經(jīng)凈化處理后，通過低溫冷卻而成的液態(tài)產(chǎn)物，溫度為-162，體積縮小1/625，用專用輪船或槽車運(yùn)輸?shù)姆绞健?第一座LNG裝置是美國1941年建成的，第一個(gè)LNG工廠是法國1964年設(shè)計(jì)在阿爾及利亞投產(chǎn)，美國現(xiàn)有LNG站100多座，而我國目前LNG站不到10座； b、壓縮運(yùn)輸：CNG是將凈化處理后天然氣壓縮增壓到20Mpa以上，用槽車或瓶裝的運(yùn)輸方式； c、管道輸送：用管道把凈化處理后天然氣輸送到目的地的運(yùn)輸方式

33、。 四、長距離輸氣管道 是連接天然氣產(chǎn)地與消費(fèi)地的運(yùn)輸通道，所輸送的介質(zhì)一般是經(jīng)過凈化處理的、符合管輸氣質(zhì)要求的商品天然氣，又叫干線輸氣管道。世界上第一條工業(yè)規(guī)模的長距離輸氣管道是美國在1886年建成的，現(xiàn)有天然氣干線管道近50萬公里，可向48個(gè)州的任何地區(qū)輸送天然氣；而我國天然氣管道總長度只有4萬公里。 五、長距離輸氣管道特點(diǎn) 距離長，管徑大，壓力高，輸量大。,第二部分 天然氣集輸及加氣站常識(shí),六、長距離輸氣管道組成 一般由干線輸氣管段、首站、壓氣站、中間接收站、中間分輸站、清管站、截閥室、城市門站等組成。其主要功能如下： 首站：是對進(jìn)入管線的天然氣進(jìn)行分離調(diào)壓和計(jì)量，同時(shí)還具有氣質(zhì)檢測控制

34、和發(fā)送清管球的功能。 壓氣站：是給氣體增壓，從而維持所要求的輸氣流量。 中間接收站：是收集管道沿線的支線或氣源的來氣，設(shè)有天然氣調(diào)壓計(jì)量裝置。 中間分輸站：是向管道沿線的支線或用戶供氣。設(shè)有天然氣調(diào)壓計(jì)量裝置。 清管站：是發(fā)送、接收清管器，一般兩個(gè)清管站在100150Km左右，設(shè)有分離器及排污裝置。 截閥室：是為了及時(shí)進(jìn)行事故搶修、防止事故擴(kuò)大而設(shè)置的，我國的國家標(biāo)準(zhǔn)輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50251-94）規(guī)定：截閥室間距小于32Km。 城市門站：也叫末站，具有分離、調(diào)壓、計(jì)量的功能，可直接向城市輸配氣管網(wǎng)供氣。,第二部分 天然氣集輸及加氣站常識(shí),七、其他輔助設(shè)施 通信系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)是構(gòu)成

35、管道運(yùn)行SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其功能是對管道的運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制遠(yuǎn)動(dòng)操作，從而保證管道安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 八、城市輸配氣管道的分類 （1）按管道的功能分類 a、分配管道 將燃?xì)夥峙浣o工業(yè)用戶、公共設(shè)施和居民用戶的管道，它包括從城市門站或者其他氣源接收燃?xì)獾墓艿?、通過街區(qū)的配氣管道以及居民小區(qū)內(nèi)部的配氣管道； b、用戶引入管道 將燃?xì)鉀_沖從分配管道引到用戶室內(nèi)管道引入口處的總閥門； c、室內(nèi)燃?xì)夤艿?通過燃?xì)庖肟谔幍目傞y門將燃?xì)庖胧覂?nèi)，并分配到每一件燃?xì)庥镁撸?d、企業(yè)燃?xì)夤艿?通常包括工廠引入管、廠區(qū)分配管、車間燃?xì)夤芎蜖t前燃?xì)夤艿馈?（2）按燃?xì)鈮毫Ψ诸?根據(jù)我國的城

36、市燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范，城市燃?xì)廨斉涔艿绖澐譃?個(gè)壓力等級(jí)： 高壓A級(jí) 8p16Kg 高壓B級(jí) 4p8 Kg 中壓A級(jí) 2p4Kg 中壓B級(jí) 0.05p2Kg 低 壓 p0.05Kg 氣體從高壓力等級(jí)的管道進(jìn)入低壓力等級(jí)的管道必須經(jīng)過調(diào)壓。,第二部分 天然氣集輸及加氣站常識(shí),九、天然氣加氣站概念 天然氣加氣站是指以壓縮天然氣（CNG）形式向天然氣汽車（NGV)和大型CNG子站車提供燃料的場所。天然氣管線中的氣體一般先經(jīng)過前置凈化處理，處去氣中的硫份和水份，再由壓縮機(jī)組將壓力由0.1-1.0MPa壓縮到20MPa，最后通過售氣機(jī)給車輛加氣。 十、加氣站分類 根據(jù)站區(qū)現(xiàn)場或附近是否有管線天然氣，可分為常規(guī)

37、站、母站和子站。 1、常規(guī)站：常規(guī)站是建在有天然氣管線能過的地方，從天然氣管線直接取氣，進(jìn)站壓力0.4MPa，天然氣經(jīng)過脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，經(jīng)過壓縮后壓力為20MPa。然后進(jìn)售氣機(jī)給車輛加氣。通常常規(guī)加氣量一般在600-1000m3/h之間 2、母站：母站是尚未鋪設(shè)輸氣管道或者雖有管道但建常規(guī)站困難的地方，從天然氣線管線直接取氣，進(jìn)站壓力1-1.5MPa，經(jīng)過脫硫、脫水等工藝，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，然后經(jīng)過儲(chǔ)氣罐（20MPa）的拖車運(yùn)輸?shù)阶诱窘o汽車加氣，母站多建在城市門站附近，母站加氣量在2500-4000m3/h之間。CNG母站對壓縮機(jī)最終排氣溫度指標(biāo)要求比較高，高壓氣冷卻效

38、果必須好，這樣才能保證CNG拖車充氣數(shù)量.,第二部分 天然氣集輸及加氣站常識(shí),3、子站：子站建在加氣站周圍沒有天然氣管線的地方，通過子站運(yùn)轉(zhuǎn)車從母站運(yùn)來的天然氣給天然氣汽車加氣。分為4種類型： a、常規(guī)子站 一般配有小型壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣瓶組，用壓縮機(jī)將運(yùn)轉(zhuǎn)車內(nèi)的低壓氣體升壓后，轉(zhuǎn)存在儲(chǔ)氣瓶組內(nèi)或直接給天然氣汽車加氣； b、液壓子站 利用液壓油將拖車瓶組內(nèi)CNG推出，再通過加氣機(jī)直接給天然氣汽車加氣。 c、LCNG子站 利用潛液泵將LNG增壓到20MPa后，再汽化成CNG給天然氣汽車加氣。 d、LNG加注站 將LNG通過加注機(jī)直接注入天然氣汽車的LNG儲(chǔ)罐內(nèi)，再汽化成CNG給天然氣汽車加氣。 不論CNG還是LNG，注入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的天然氣都是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的天然氣，只不過CNG是需要減壓噴入車內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的，而LNG需要汽化噴入車內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的。CNG和LCNG適合城市出租車和公交車，LNG適合重卡車和城際大巴車。,第三部分 天然氣安全知識(shí),一、天然氣常見的火災(zāi)原因 1、埋在地下的管線或室外管線受腐蝕、震動(dòng)或冷凍等，使管道破裂漏氣，氣體通過土層或下水管道竄入室內(nèi)，接觸明火而著火或爆炸。 2、 由于進(jìn)戶管線上的室內(nèi)閥門關(guān)閉不嚴(yán)，閥桿、絲扣損壞失靈，閥門不符合安全質(zhì)量要求，或誤開閥門，使天然氣逸出，遇到明火燃燒或爆炸。 3、天然氣金屬爐或爐筒與