天然氣的利用及安全管理課件

天然氣的利用和發(fā)展

主要內(nèi)容：1關(guān)于天然氣的基本知識2大力發(fā)展天然氣的意義3我國天然氣應(yīng)用現(xiàn)狀45天然氣應(yīng)用安全知識天然氣的應(yīng)用及發(fā)展一、關(guān)于天然氣的基本知識（二）天然氣的分類1、依其成因和儲存狀態(tài)分類: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。（二）天然氣的分類2、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天然氣；（二）天然氣的分類2、按狀態(tài)分類:1、標(biāo)準(zhǔn)天然氣

2、壓縮天然氣（簡稱CNG）

是指把標(biāo)準(zhǔn)天然氣增大壓力20MPa（體積縮小為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1/240）以上的天然氣。

3、液化天然氣（簡稱LNG）

天然氣在常壓下，當(dāng)冷卻至-162℃時，則由氣態(tài)變成液態(tài)，4、可燃冰(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，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，因此還不具備開采可燃冰條件。（三）天然氣組成：二氧化碳、氮氣和水氣硫化物乙烷、丙烷甲烷，占85%以上

微量的惰性氣體，如氦和氬等（五）目前我國天然氣主要用途城市燃氣：城鎮(zhèn)居民炊事、采暖等用氣；公共服務(wù)設(shè)施（如機關(guān)、學(xué)校、餐飲、商場等）用氣；天然氣汽車（CNG），成本低廢氣少，替代汽柴油。工業(yè)燃料：主要用于建材(陶瓷、玻璃等)、機電、輕紡、石化、冶金等工業(yè)領(lǐng)域，以緩解能源緊缺、降低燃煤比例，減少環(huán)境污染。天然氣化工：以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨、甲醇、二甲醚、炭黑等化工產(chǎn)品。天然氣發(fā)電：主要是在電負(fù)荷中心而且天然氣供應(yīng)充足的地區(qū)，利用天然氣調(diào)峰發(fā)電。（六）我國天然氣儲存量2015年5月國土資源部召開新聞發(fā)布會：常規(guī)天然氣地質(zhì)資源量68萬億立方米，可采資源量40萬億立方米

，以累計開采1.5萬億立方米。（一）目前我國能源消費結(jié)構(gòu)（二）幾種能源發(fā)展困境石油我國石油可采資源量268億噸，截止2014年累計采出62億噸。2014年開采2.1億噸原油，進口3.1億噸，原油對外依存度為59.6%

。如不加控制，2030年石油進口依存度將超過70%。（美國最高峰達66%，目前已低于50%）。（二）幾種能源發(fā)展困境電力

全國全口徑發(fā)電量5.55萬億千瓦時，水電發(fā)電量1.07萬億千瓦時，并網(wǎng)風(fēng)電發(fā)電量1563億千瓦時，核電發(fā)電量1262億千瓦時。（二）幾種能源發(fā)展困境煤

2014年世界的煤炭產(chǎn)量是79億噸，我們國家是38.7億噸，接近一半

。煤帶來的負(fù)面因素：(1)煤炭開采導(dǎo)致土地資源破壞及生態(tài)環(huán)境惡化。(2)煤炭開采破壞地下水資源，加劇缺水地區(qū)的供水緊張。(3)煤炭開采導(dǎo)致廢氣排放，危害大氣環(huán)境（瓦斯-伴生氣）。(4)為滿足社會對潔凈煤的需求，中國原煤入洗比例連年提高全國每年排出洗矸4500萬t，洗煤廢水

4000萬t，煤泥200萬m3。(5)形成以酸雨、霧霾，二氧化硫和煙塵為主要危害的煤煙型大氣污染，也是中國污染物排放量居世界第二的主要原因。

(6)礦難，目前有580萬名煤礦工人，2014年煤礦事故死亡是931人20（四）、天然氣特點1、無色。無硫化氫時為無色無臭的氣味，比空氣輕。２、清潔。無灰渣、使用方便、成本低廉。３、熱值高。約為人工燃氣的２倍以上，是一種優(yōu)質(zhì)、高效的可燃氣體（氣田氣熱值為34.69MJ/NM3）。４、易燃易爆。天然氣與空氣混合，遇到火源時可以發(fā)生燃燒或爆炸，遇到靜電火花也會引爆，在常溫常壓下，天然氣的爆炸極限為5%--15%。５、毒性若。天然氣中可能含有微量的硫化氫，并且經(jīng)過了加臭處理，人吸入太多可能造成中毒事故。（五）、天然氣的優(yōu)越性

1、天然氣是高熱值對的能源

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。

項目

柴

薪

煤

石油

天然氣

總熱值（KJ/kg）6280-837420934-2930841868-4605554428

氫碳比（原子比）1：101：12：14：1（五）、天然氣的優(yōu)越性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%，燃氣鍋爐效率80-90%；

家庭燃煤爐灶具效率20-25%，燃氣灶效率55-65%；

發(fā)電站燃煤蒸汽發(fā)電效率一般40%，而燃氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率60%.

廣州珠江天然氣發(fā)電有限公司（五）、天然氣的優(yōu)越性4、天然氣是安全可靠的能源

天然氣也屬于甲級易燃、易爆的危險化學(xué)品，但在現(xiàn)有燃料中其安全性最為可靠。①燃點高（650度）相對不易燃燒；②易揮發(fā)，泄露天然氣很快在空氣種散發(fā)；③爆炸極限范圍窄5-15%相對不易爆炸；④毒性小，含硫物質(zhì)濃度低。與其它常見燃料比較三、我國天然氣應(yīng)用現(xiàn)狀(一)、我國天燃氣的發(fā)展情況

第一階段：八十年代，以焦?fàn)t煤氣、油制氣、氣化煤氣和化肥廠釋放氣為主；第二階段：九十年代初期和中期，液化石油氣飛速發(fā)展；第三階段：九十年代末期開始，天然氣的利用和發(fā)展拉開序幕。第四階段：“十一五”至今進入高速發(fā)展，2006年實現(xiàn)天然氣進口。1）天然氣消費量持續(xù)快速增長,占一次能源比例緩慢上升2008年～2013年天然氣消費量增長趨勢圖（億方）

2004年，西氣東輸建成投產(chǎn)，標(biāo)志中國天然氣進入快速發(fā)展期。天然氣在我國一次能源中所占比例較低，2009年為3.9%，2014年達到6.3%（2015預(yù)期達到7.5%）。（二）、我國天然氣消費現(xiàn)狀3）消費區(qū)域不斷擴大2009年年我國天然氣消費分布示意圖2014年不同省份的天然氣市場規(guī)模（二）、我國天然氣消費現(xiàn)狀4）天然氣終端現(xiàn)價低于世界典型國家

我國長期以來實行的是低氣價，2000年以來，我國的天然氣終端價格水平逐步提升，與國際天然氣價格之間的差距在縮小。（二）、我國天然氣消費現(xiàn)狀2015年1月國內(nèi)主要城市天然氣價格表根據(jù)天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃，2015年國產(chǎn)天然氣供應(yīng)能力將達到1760億立方米，其中常規(guī)天然氣1385億立方米，煤制天然氣150億～180億立方米，頁巖氣產(chǎn)量達65億立方米。

（三）、我國天然氣供應(yīng)能力分析1）國內(nèi)天然氣產(chǎn)量預(yù)測上海LNG2009年建成。一期規(guī)模300萬噸/年，二期規(guī)模600萬噸/年。江蘇如東LNG計劃2011年建成。一期規(guī)模300萬噸/年，二期規(guī)模600萬噸/年。廣東深圳大鵬LNG2006年6月投產(chǎn)。一期規(guī)模370萬噸/年，二期規(guī)模670萬噸/年。福建莆田L(fēng)NG2008年投產(chǎn)。一期規(guī)模260萬噸/年，二期規(guī)模500萬噸/年。大連LNG計劃2011年建成。一期規(guī)模300萬噸/年，二期規(guī)模600萬噸/年。

目前，國家已批準(zhǔn)建設(shè)LNG接收站7座，其中中國海油4座，中國石油2座，中國石化1座。預(yù)計2015年進口LNG量超過2400萬噸，折合天然氣320-400億方。浙江LNG2012年投產(chǎn)。一期規(guī)模300萬噸/年，二期規(guī)模600萬噸/年。2）進口LNG青島LNG2015年建成。一期規(guī)模300萬噸/年，二期規(guī)模600萬噸/年。（三）、我國天然氣供應(yīng)能力分析3）進口管道氣

隨著進口中亞氣、緬甸氣以及可能的俄羅斯天然氣進口項目的實施，我國進口管道天然氣大幅度增加，預(yù)計2015年進口管道氣400-500億方。

（三）、我國天然氣供應(yīng)能力分析俄羅斯氣2018年2015年商品量國產(chǎn)天然氣小計1580常規(guī)天然氣1300非常規(guī)天然氣100煤制氣180進口氣小計720-900進口LNG320-400進口管道氣400-500總計2300-2480——總供應(yīng)能力分析（三）、我國天然氣供應(yīng)能力分析（四）、我國天然氣管網(wǎng)遠景布局預(yù)計十二五及十三五期間我國將形成全國一張網(wǎng)，天然氣管道將覆蓋全國31個省份，95%以上的地級市均通上天然氣。四、天然氣的應(yīng)用及發(fā)展（一）、天然氣近期可利用技術(shù)

天然氣用于城市能源消費是最佳選擇，近期天然氣可利用的技術(shù)如下：

1、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%，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行深加工，提高煉廠的綜合效率。（一）、天然氣近期可利用技術(shù)

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)濟效益。（一）、天然氣近期可利用技術(shù)2、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)投資和操作費用均約為煤電的50%～60%，而且具有發(fā)電機組啟動快，即可作為基本負(fù)荷，又可用于調(diào)峰等優(yōu)點。

3、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為650～750℃，比汽油高約260℃，爆炸極限4.7%～15%，比汽油的1%～6%要高出很多，更不容易燃燒和爆炸；

（一）、天然氣近期可利用技術(shù)

3、天然氣代替汽油或柴油做車用燃料

c、性能優(yōu)于燃油車燃氣汽車的發(fā)動機磨損少，對設(shè)備的腐蝕小，燃燒后結(jié)炭少，冷啟動和熱啟動駕駛能力強、氣阻小，抗暴性能好；

d、經(jīng)濟可行按汽車年行駛里程5萬公里計，一輛天然氣汽車一年可節(jié)約汽油8～10t，可節(jié)約燃料1萬多元；可減少機油費50%左右，發(fā)動機使用壽命可延長2～3倍，大修間隔里程延長2～2.5萬公里，車輛改裝費半年即可收回，即使投資較高的加氣站三年左右也可收回。（一）、天然氣近期可利用技術(shù)（二）、我國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，即城市燃氣、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)展城市燃氣、汽車燃氣和分布式冷熱電三聯(lián)供用戶（利用率高）；

允許類：發(fā)展以氣代油、以氣代液化石油氣和以氣代煤氣項目，可中斷用戶以及天然氣制氫項目；

限制類：以天然氣為原料的合成氨和碳一化工項目；

禁止類：天然氣制甲醇和煤炭基地燃氣發(fā)電項目。（三）、天然氣輸送方法1、液化運輸：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輸?shù)姆绞?。第一座LNG裝置是美國1941年建成的，第一個LNG工廠是法國1964年設(shè)計在阿爾及利亞投產(chǎn)，美國現(xiàn)有LNG站100多座，而我國目前LNG站不到10座；2、壓縮運輸：CNG是將凈化處理后天然氣壓縮增壓到20Mpa以上，用槽車或瓶裝的運輸方式；3、管道輸送：用管道把凈化處理后天然氣輸送到目的地的運輸方式。

長距離輸氣管道特點：距離長，管徑大，壓力高，輸量大。五、天然氣的應(yīng)用安全知識（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。

（一）、天然氣常見的火災(zāi)原因

3、天然氣金屬爐或爐筒與可燃建筑物、可燃物品的距離不足，閥門調(diào)整不當(dāng)，以致燒紅爐子、煙筒，烤著可燃建筑物或物品而引起火災(zāi)事故。

4、用天然氣取暖的火炕、火墻，用火時間過長，炕表面過熱烤著被褥、衣物或其它物品引起火災(zāi)。

（二）、天然氣防火措施

1、天然氣管道不宜埋入地下，最好是架空敷設(shè)。管線的安裝要由專業(yè)人員進行，非專業(yè)人員不得亂拉亂接。

2、管線的閥門必須完整好用，各部位不得泄漏。嚴(yán)禁用其它閥門代替針型閥門。

3、天然氣裝導(dǎo)管的兩端必須固定牢靠，導(dǎo)管應(yīng)用耐油耐壓的夾線膠管。

4、在用戶進戶管線的適當(dāng)位置，要設(shè)置油水分離器，并定期排放被分離出來的輕質(zhì)油和水。當(dāng)發(fā)現(xiàn)灶具冒油或冒水時，要立即?；?，將油水排出后方可使用。

5、天然氣爐灶及管線要經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)漏氣或聞著氣味時，嚴(yán)禁動用明火和開關(guān)電氣開關(guān)，應(yīng)迅速打開門窗通風(fēng)。如自己找不到泄漏點，應(yīng)立即與供氣部門聯(lián)系。

（二）、天然氣防火措施

6、使用天然氣取暖的火爐、火坑、火墻的煙道要暢通。燒火時如果突然熄滅，應(yīng)隔幾分鐘再點，以防引起爆炸，金屬煙筒口距可燃結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于1米，并應(yīng)裝拐脖，防止倒風(fēng)把爐火吹滅。

7、天然氣管線、閥門的維修，必須在停氣時進行。停氣、關(guān)氣時必須事先通知用戶。對安裝的管線、閥門等應(yīng)經(jīng)試壓、試漏檢驗合格后，方可使用。

8、一旦發(fā)生火災(zāi)事故，不要驚慌失措。要立即關(guān)閉總閥門，并用毛毯、被褥等浸水后進行撲救。也可使用二氧化碳、干粉等滅火器進行撲救，并及時報告消防部門。（三）、發(fā)現(xiàn)室內(nèi)天然氣泄漏，切勿采取下列措施切勿觸動電器開關(guān)（如開燈、關(guān)燈）。切勿使用室內(nèi)電話或無線電話。切勿使用明火或使用明火測驗漏氣點。切勿按動門鈴。切勿開啟任何燃具，直到漏氣情況得到控制和室內(nèi)無天然氣為止。（四）、如何處理室內(nèi)天然氣泄漏

打開門窗，讓天然氣自然散發(fā)出室外。

檢查爐具是否關(guān)好，軟皮管是否松動、脫落等。

關(guān)閉天然氣表前閥門及熄滅所有火種。

在室外安全地點，致天然氣24小時地區(qū)受理用戶電話。52

據(jù)美國《時代》周刊3月14日報道，美國紐約曼哈頓哈雷姆地區(qū)當(dāng)?shù)貢r間3月12日早晨發(fā)生建筑樓爆炸坍塌事件。目前消防搜救人員已在爆炸廢墟中發(fā)現(xiàn)8具遇難者尸體。此外另有超過60人受傷，5人失蹤。天然氣事故案例一紐約曼哈頓燃氣爆炸事件53事故原因

已初步確認(rèn)為煤氣管道泄漏。據(jù)美聯(lián)社報道，事發(fā)地附近的燃氣管道還是從1887年開始使用的鑄鐵管，令人再次對紐約市政設(shè)備的老化產(chǎn)生憂慮。

2008年3月14日凌晨3點30分，重慶市渝北區(qū)回興鎮(zhèn)發(fā)生一起天然氣泄漏爆炸傷亡事故。此次事故共造成3人死亡，5人重傷，5人輕傷，以及重大經(jīng)濟損失。天然氣事故案例二事故經(jīng)過

2008年3月14日凌晨3時30分左右，4名協(xié)勤人員在回興鎮(zhèn)興科一路巡邏時，發(fā)現(xiàn)鄭偉集資樓17#“小精點發(fā)廊”門市附近有較濃的天然氣異味，在隔壁經(jīng)營夜宵店的王祥金，就去敲門告知該戶可能有天然氣泄漏，當(dāng)該門市人員開燈時隨即發(fā)生爆炸。直接原因

臨街PE（d110）燃氣管線被拉裂，導(dǎo)致天然氣泄漏，泄漏天然氣通過地下疏松回填土層竄入室內(nèi)，形成爆炸性混合氣體，遇開關(guān)電器產(chǎn)生的火花引起爆炸。

間接原因管線回填未對地基進行處理或采取防沉降措施，回填土層在雨水的浸潤作用下產(chǎn)生沉降。管線在外部載荷應(yīng)力疊加作用下，對管線熱熔焊縫產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致管線拉裂。對管線走向不明，巡管不到位。管線焊接及回填等施工不規(guī)范。發(fā)現(xiàn)不及時，延誤了泄漏事故的處理時機。用戶缺乏燃氣安全使用常識。事故原因天然氣使用常識供氣工藝流程

一般情況下商業(yè)用戶用氣壓力為：2000-3000pa，工業(yè)用戶用氣壓力視工藝而定,但均在0.1MPa（約1公斤）以下，而我市市區(qū)管網(wǎng)供氣壓力為0.1MPa左右。因此，市區(qū)管網(wǎng)來氣不能直接供各類用戶使用，要經(jīng)過相應(yīng)的工藝調(diào)整，將燃氣由高壓降為低壓，達到各類用戶所需的用氣壓力。燃氣輸配管網(wǎng)工藝終端用戶上游來氣燃氣自氣源經(jīng)過閥門進入過濾器進行過濾、除塵，然后進入調(diào)壓設(shè)備進行調(diào)壓，使燃氣壓力符合用戶用氣要求，計量后送入用戶使用。為了實現(xiàn)以上功能，輸配工藝一般由過濾器、調(diào)壓器、閥門、計量設(shè)備、安全裝置、以及測量儀表等組成。燃氣調(diào)壓站工藝流程圖1—絕緣法蘭；2—入口閥門；3—過濾器；4—調(diào)壓器，5—出口閥門；6—流量計；7—旁通閥；8—安全閥。作用：閥門是流體管路的控制裝置，其基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通，改變介質(zhì)的流動方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，保護管路設(shè)備的正常運行。注意事項：

1、不要猛烈開關(guān)閥門2、定期維護保養(yǎng)2、閥門作用過濾器是燃氣管道上不可缺少的一種裝置,通常安裝在調(diào)壓器、計量設(shè)備或其它設(shè)備的進口端，用來消除介質(zhì)中的雜質(zhì)，以保護閥門及設(shè)備的