天然氣基本知識(課件2011.11.15).ppt

1、天然氣基本知識,遼河油田燃氣集團公司 2011年11月16日,前 言,各位領導、各位同仁： 大家上午好！ 按照集團公司人事部門的安排，由我引領大家學習一下天然氣基本理論知識，在學習之前，我先談一下對學習專業(yè)知識的認識。記得毛澤東主席曾教導我們“沒有文化的軍隊是愚蠢的軍隊，而愚蠢的軍隊是不能戰(zhàn)勝敵人的”，打造“中國人民解放軍式”的燃氣團隊，就必須用知識武裝我們的頭腦。只有不斷加強學習，才能肩負起天然氣業(yè)務快速發(fā)展的重任；只有不斷提升學習力，才能打勝天然氣業(yè)務快速發(fā)展的攻堅戰(zhàn)。因此，希望大家能坐得住、聽得進、記得牢。通過這次學習，每個人都要對 天然氣基本理論知識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，早日成為燃氣集團公司的棟梁之材，為燃氣業(yè)務又好又快發(fā)展做出應有貢獻。,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 第三部分 天然氣安全知識,第一部分 天然氣基本理論,一、一次能源及消費結構 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，是在漫長的地質時期中，地球上大量的生物群（動物和植物）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,一次能源消費主要以石油、天然氣、煤炭、核電和水力發(fā)電為基礎，天然氣在一次能源消費結構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40%以上，而亞洲和大洋州最低，只有12%。我國半個世紀以來天然氣在一次能源消費中一直維持在3.8%左右，遠低于亞洲水平，是世界的1/5、亞洲的1/3。 2010年全國天然氣消費量1070億方，超過10億方的省市區(qū)有22個，超過20億方的有13個，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年我國天然氣消費量力爭達到8%左右，達2000億方，占據(jù)石油的“半壁江山”，2020年將達到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、標準天然氣 是指標準狀態(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） 是指把標準天然氣增大壓力20MPa以上的天然氣。主要應用了氣體可壓縮性，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，當壓力在25MPa時，體積縮小為標準狀態(tài)下的1/300。當壓力在20MPa時，體積縮小為標準狀態(tài)下的1/240。CNG熱值一般38MJ/Nm3，約為9000千卡/Nm3。目前國內CNG纏繞瓶管束車最大充

7、裝天然氣量可達7500Nm3；一般常用的八瓶管束車，水容積18m3，可充裝4550Nm3，最大經(jīng)濟運輸半徑150公里，燃油百公里運費約為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，當冷卻至-162時，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)濟運輸半徑800Km，燃油百公里運費約為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晶水合物，其外觀為白色類似冰雪，化學式可表示為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。可燃冰的能量密度是煤的10倍，而且燃燒后不產(chǎn)生任何殘渣和廢氣,被稱為能滿足人類使用1000年的新能源。目前技術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）、氮氣（N2）等； c、稀有氣體 氦氣（Ne）、氬氣（Ar）等； 五、天然氣主要成份 a、可燃氣體 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 未處理的天然氣有汽油味，有時有硫化氫味。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： 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，為建設地下儲氣庫提供了條件； 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，在有限空間內空氣含天然氣5-15%就會發(fā)生爆炸，當濃度低于5時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當濃度為9.5時，其爆炸威力最大(氧和天然氣完全

11、反應)；當濃度在15以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒，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，會發(fā)生中毒現(xiàn)象，平時使用時要經(jīng)常通風，這也是混空的原因之一。 閃爆，就是當易燃氣體在一個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，如果易燃氣體能夠及時補充還將多次爆炸。 八、天然氣的化學反應 甲烷的分子結構是由一個碳原子和四個氫原子組成，燃燒產(chǎn)物主要是二氧化碳和水。 CH4 + 2O2 點燃 CO2 + 2H2O,第一部分 天然氣基本理論,九、天然氣的水露點 天然氣露點是控制天然

12、氣儲運過程中不產(chǎn)生液態(tài)物質的重要指標，分為水露點和烴露點： 、水露點指天然氣在一定壓力下析出液態(tài)水時的最高溫度； 、烴露點指天然氣在一定壓力下析出液態(tài)烴時的最高溫度； 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、天然氣有關標準 1）管輸天然氣標準 國家標準輸氣管

13、道工程設計規(guī)范（GB50251-94）規(guī)定：管輸天然氣在最高輸送壓力下的水露點低于環(huán)境溫度5，而烴露點不得高于最低環(huán)境溫度。 2）城鎮(zhèn)商品天然氣標準 國家標準城鎮(zhèn)燃氣設計規(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）車用壓縮天然氣標準 國家標準車用壓縮天然氣標準（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?shù)V井下空氣中瓦斯?jié)舛冗_到5%-16%時，遇明火就會爆炸，

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，是水和焦碳在調溫下反應得到的氣體，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，不可以單獨作為城市燃氣的氣源使用。因為一氧化碳是有毒氣體，空氣中含量為0.1%，就會引起中毒，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。主要作為煉焦爐的燃料。,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 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 能源價值是以做功的能力來衡量。作為燃料，以燃燒時產(chǎn)生的熱量來量度。能源物質的熱值大致等于各元素燃燒熱之和。化石能源的主要成分是氫元素和碳元素，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。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，而且易于通過改進燃燒技術和尾氣處理進一步減少排放量。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%； 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 天然氣也屬于甲級易燃、易爆的危險化學品，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 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，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分鐘就會麻醉；一旦壓縮天然氣從儲罐或管路中 泄漏，在泄漏點周圍會立即形成低溫區(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 1）LNG體積比同質量的天然氣小625倍，所以可用汽車輪船很方便地將LNG運到?jīng)]有天然氣的地方使用。 2）LNG儲存效率高，占地少。投資省，10m3LNG儲存量就可供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)質的車用燃料，與汽油相比，具有辛烷值高、抗爆性能好、發(fā)動機壽命長。燃料費用低。環(huán)保性能好等優(yōu)點。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)、運輸、儲存 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工廠主要設備有壓縮機、膨脹機、換熱器、分離器、低溫儲罐、低溫泵、低溫槽車等。 LNG的運輸方式主要有輪船、火車。汽車槽車等方式。在500800公里經(jīng)濟運輸半徑范圍內，采用汽車槽車運輸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。國內低溫液體槽車的制造技術比較成熟，槽車使用安全。 LNG產(chǎn)品采用深

22、冷液體儲罐儲存，液體儲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，儲存周期為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、運輸方便、價格較低廉等優(yōu)點，熱值通常為35.6兆焦/標準立方米，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、易于實現(xiàn)自動化； b、是理想的灶具燃料 其熱效率比燃煤高20%以上，而且價格低廉； 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 天然氣用于城市能源消費是最佳選擇，參考世界經(jīng)濟發(fā)達國家利用天然氣的經(jīng)驗，并根據(jù)21世紀國家經(jīng)濟發(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荷運轉。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。,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)質的提供氫源的原料，可使煉廠提高輕質油收率5%10%，并使產(chǎn)品質量和產(chǎn)品結構得到提高和優(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)品質量，帶來明顯的經(jīng)濟

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，即可作為基本負荷，又可用于調峰等優(yōu)點。,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 燃氣汽車的發(fā)動機磨損少，對設備的腐蝕小，燃燒后結炭少，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810t，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23倍，大修間隔里程延長22.5萬公里，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。,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。一個碳原子充分燃燒后會生成一個二氧化碳分子，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，會產(chǎn)生3.7Kg的二氧化碳。這就是“碳排放量”。 標準煤亦稱煤當量，1噸標準煤的能量，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噸標準煤的能源，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 標準煤 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； 標準煤 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 焦爐煤氣（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、天然氣計量 采用國家法定計量單位，保證計量器具量值與計量標準量值的一致，是天然氣流量測量的基本準則。天然氣計量主要是流量測量，其單位以體積表示稱“體積流量”，以質量表示稱為“質量計量”。體積流量計量單位，符號為m3/h，體積總量計量單位符號為m3；質量流量計量單位，符號為kg/h，質量總量計量單位符號為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量是在壓力為101.325kPa、溫度為20這一基準狀態(tài)下的體積。 在國際天然氣貿(mào)易的情況下，由于各地區(qū)氣質不同，采用體積單位引起不少糾紛，所以國際上天然氣計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，計算出天然氣的輸送能量，計量單位熱值，符號為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； 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。 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,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,三、天然氣輸送方法 a、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)姆绞健?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； b、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； 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輸方式

33、。 四、長距離輸氣管道 是連接天然氣產(chǎn)地與消費地的運輸通道，所輸送的介質一般是經(jīng)過凈化處理的、符合管輸氣質要求的商品天然氣，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 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,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：是對進入管線的天然氣進行分離調壓和計量，同時還具有氣質檢測控制

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，設有天然氣調壓計量裝置。 中間分輸站：是向管道沿線的支線或用戶供氣。設有天然氣調壓計量裝置。 清管站：是發(fā)送、接收清管器，一般兩個清管站在100150Km左右，設有分離器及排污裝置。 截閥室：是為了及時進行事故搶修、防止事故擴大而設置的，我國的國家標準輸氣管道工程設計規(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、調壓、計量的功能，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,七、其他輔助設施 通信系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)是構成

35、管道運行SCADA系統(tǒng)的基礎，其功能是對管道的運行過程進行實時監(jiān)測、控制遠動操作，從而保證管道安全、可靠、高效、經(jīng)濟地運行。 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 將燃氣分配給工業(yè)用戶、公共設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氣的管道、通過街區(qū)的配氣管道以及居民小區(qū)內部的配氣管道； b、用戶引入管道 將燃氣沖沖從分配管道引到用戶室內管道引入口處的總閥門； c、室內燃氣管道 通過燃氣引入口處的總閥門將燃氣引入室內，并分配到每一件燃氣用具； d、企業(yè)燃氣管道 通常包括工廠引入管、廠區(qū)分配管、車間燃氣管和爐前燃氣管道。 （2）按燃氣壓力分類 根據(jù)我國的城

36、市燃氣設計規(guī)范，城市燃氣輸配管道劃分為5個壓力等級： 高壓A級 8p16Kg 高壓B級 4p8 Kg 中壓A級 2p4Kg 中壓B級 0.05p2Kg 低 壓 p0.05Kg 氣體從高壓力等級的管道進入低壓力等級的管道必須經(jīng)過調壓。,第二部分 天然氣集輸及加氣站常識,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，再由壓縮機組將壓力由0.1-1.0MPa壓縮到20MPa，最后通過售氣機給車輛加氣。 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，進站壓力0.4MPa，天然氣經(jīng)過脫硫、脫水等工藝，進入壓縮機進行壓縮，經(jīng)過壓縮后壓力為20MPa。然后進售氣機給車輛加氣。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，進站壓力1-1.5MPa，經(jīng)過脫硫、脫水等工藝，進入壓縮機進行壓縮，然后經(jīng)過儲氣罐（20MPa）的拖車運輸?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母站對壓縮機最終排氣溫度指標要求比較高，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,3、子站：子站建在加氣站周圍沒有天然氣管線的地方，通過子站運轉車從母站運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和儲氣瓶組，用壓縮機將運轉車內的低壓氣體升壓后，轉存在儲氣瓶組內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CNG推出，再通過加氣機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通過加注機直接注入天然氣汽車的LNG儲罐內，再汽化成CNG給天然氣汽車加氣。 不論CNG還是LNG，注入發(fā)動機內的天然氣都是標準狀態(tài)下的天然氣，只不過CNG是需要減壓噴入車內發(fā)動機的，而LNG需要汽化噴入車內發(fā)動機的。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,一、天然氣常見的火災原因 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，接觸明火而著火或爆炸。 2、 由于進戶管線上的室內閥門關閉不嚴，閥桿、絲扣損壞失靈，閥門不符合安全質量要求，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