天然气基础知识培训
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天然气输配系统基础知识培训教材第一节天然气输配系统的构成1、城市燃气的供应方式(1)管道天然气指通过长输管道把天然气引入到各个城市。
(2)液化天然气(缩写为LNG)指在一个大气压下,天然气被冷却至约-162℃时,可以由气态转变成液态,其体积约小为同量气态天然气体积的1/600,重量仅为同体积水的45%左右。
(3)压缩天然气(缩写为CNG)指把天然气加压到20—25Mpa的压力后以气态储存在容器中的方式。
它与管道天然气的组分相同。
图2-12、天然气管道输配系统的构成天然气从气井开采出来以后,经过矿场集输管道集中到净化厂,处理后,由长输管道输送至城市管网,供给工业和民用的用户。
由气井到用户,天然气都在密闭的状态下输送,形成一个输气系统。
长输管道是连接气田净化处理厂与城市之间的干线输气管道,它具有输气量大,压力高,运距长的特点。
城市燃气管道由门站,线路工程及其附属设施组成,根据用户情况和管线距离条件,输气管道设有调压站,计量站及阀室,通过分输站或计量站将天然气调压后输往城镇配气管网或直接输往用户。
接受站(门站)负责接受天然气输入城镇使用的燃气,进行计量、质量检测,按城镇供气的输配要求,控制与调节向城镇供应的天然气的流量与压力,必要时还需对天然气进行净化。
第二节城市燃气管网的分类及其选择1 根据用途分类1)长距离输气管线其干管及支管的末端连接城市或大型工业企业,作为该供应区的气源点。
2)城市燃气管道3)工业企业燃气管道2 根据敷设方式分类1)地下燃气管道一般在城市中常采用地下敷设。
2)架空燃气管道在管道通过障碍时,或在工厂区为了管理维修方便,采用架空敷设。
3 根据输气压力分类天然气管道之所以要根据输气压力来分级,是因为天然气管道的气密性与其他管道相比,有特别严格的要求,漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。
管道中的压力越高,管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。
当管道内燃气的压力不同时,对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。
天然气重要基础知识点1. 天然气的定义天然气是一种由多种气体组成的混合物,主要包含甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)等烃类气体,以及少量的氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和其他烃类气体。
它主要形成于地下沉积岩层中,常与石油一同存在。
2. 天然气的形成天然气的形成主要经历了有机物质生物降解、成岩作用和热解等过程。
在生物降解过程中,有机物质经过压力和温度的作用,逐渐转化为化石燃料。
这些化石燃料随着地质作用被埋藏在地下深处,形成沉积岩层,同时地下水中的压力和温度使有机物质进一步转化为天然气。
3. 天然气的开采与储存天然气一般通过钻井技术进行开采。
在确定天然气储层后,通过垂直或水平钻井进入储层,然后通过泵或压力使天然气到达地面。
为了方便储存和输送,天然气一般需要经过脱水、净化和压缩等处理。
4. 天然气的用途天然气广泛应用于家庭、工业和能源领域。
在家庭中,天然气常用于供暖、烹饪和热水等用途。
在工业领域,天然气可作为原材料或燃料使用,例如制造化肥、玻璃、塑料等。
另外,天然气也可用于发电、城市燃气供应和交通运输等方面。
5. 天然气的环保性与可持续性相较于煤炭和石油等化石燃料,天然气在燃烧过程中产生的二氧化碳排放较少,且燃烧效率高。
因此,天然气被认为是一种相对环保的能源选择,可以有效减少温室气体的排放。
此外,天然气储量相对较为充足,可视为一种可持续的能源形式。
总的来说,了解天然气的基础知识对于能源行业相关从业者、环境保护工作者以及普通公众都具有重要意义。
掌握天然气的形成、开采和应用等方面的知识,有助于更好地理解和利用这一重要资源。
天然⽓基础知识天然⽓基础知识1、什么是天然⽓?天然⽓是指⾃然界中天然存在的⼀切⽓体,包括⼤⽓圈、⽔圈、⽣物圈和岩⽯圈中各种⾃然过程形成的⽓体。
⽽⼈们长期以来通⽤的“天然⽓”的定义,是从能量⾓度出发的狭义定义,是指天然蕴藏于地层中的烃类和⾮烃类⽓体的混合物,主要存在于油⽥⽓、⽓⽥⽓、煤层⽓、泥⽕⼭⽓和⽣物⽣成⽓中。
2、天然⽓的基本性质是什么?天然⽓是⼀种多组分的混合⽓体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝⼤多数,另有少量的⼄烷、丙烷和丁烷,此外⼀般还含有硫化氢、⼆氧化碳、氮和⽔⽓,以及微量的惰性⽓体,如氦和氩等。
在标准状况下,甲烷⾄丁烷以⽓体状态存在,戊烷以下为液体。
天然⽓⽐空⽓轻,具有⽆⾊、⽆味、易燃等特性。
3、什么是天然⽓的爆炸极限?若天然⽓在空⽓中体积浓度为5%~15%的范围内,遇明⽕即可发⽣爆炸,这个浓度范围即为天然⽓的爆炸极限。
爆炸在瞬间产⽣⾼压、⾼温,其破坏⼒和危险性都是很⼤的。
4、什么是天然⽓的标准状态?我国规定天然⽓在0℃和101.325KPa下的状态为天然⽓的标准状态。
5、⼲⽓、湿⽓、贫⽓、富⽓、酸性⽓体分别指什么?⼲⽓:指在1Sm3 (基准⽴⽅⽶)井⼝流出物中,C5以上烃液含量低于13.5cm2的天然⽓。
湿⽓:指在1Sm3 (基准⽴⽅⽶)井⼝流出物中,C5以上烃液含量⾼于13.5cm2的天然⽓。
贫⽓:指在1Sm3 (基准⽴⽅⽶)井⼝流出物中,C3以上烃液含量低于94cm2的天然⽓。
富⽓:指在1Sm3 (基准⽴⽅⽶)井⼝流出物中,C3以上烃液含量⾼于94cm2的天然⽓。
酸性⽓体:指H2S(硫化氢)含量⾼于20mg/Nm3(标准⽴⽅⽶)的天然⽓。
6、汽车⽤压缩天然⽓技术指标有哪些?答:汽车⽤压缩天然⽓技术指标注:(1)为确保压缩天然⽓的使⽤安全,压缩天然⽓应有特殊⽓味,必要时加⼊适量加臭剂,保证天然⽓的浓度在空⽓中达到爆炸下限的20%前能被察觉。
(2)⽓体体积为在101.325KPa、20℃状态下的体积。
天然气基础知识一、什么是天然气天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质变化作用,在不同地质条件下生成、转移,在一定压力下储集,埋藏在深度不同的地层中的优质可体。
天然气是一种可燃的,由低分子碳氢化合物组成的气态混合物,通常储藏在由多孔岩石形成的深层地下气床中。
天然气主要成分是甲烷,还含有少量的其他气体,如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等。
天然气的成分随气源位置的不同而不同。
甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。
当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。
若不及时脱离,可致窒息死亡。
皮肤接触液化本品,可致冻伤。
CNG—压缩天然气 LNG—液化天然气 LPG—液化石油气二、天然气理化性质1、理化性质天然气是无色无味的气体,能被液化和固化。
能溶于乙醇、乙醚,微溶于水。
易燃,燃烧时呈青白色火焰,火焰温度约为1950℃。
主要成分:甲烷分子式:CH4爆炸极限:5%-15%(体积浓度百分比)燃烧热值:8300千卡/立方米(产地不同,热值略有不同)灭火剂:干粉、二氧化碳、泡沫、雾状水加臭剂:四氢噻吩2、特性1.受热膨胀性。
2.易扩散性。
3.易燃易爆性。
4.密度比空气轻,泄漏后易向上漂散。
三、天然气安全须知天然气具有易燃、易爆的特性,当天然气与空气混合达到一定的浓度范围时,就会形成爆炸性混合气体。
天然气的爆炸极限为5%-15%,1立方米天然气爆炸当量相当于7-14公斤TNT炸药,属于甲类化学危险品,稍有泄漏,遇上明火,都会发生威力巨大的爆炸。
因此,对天然气来说爆炸或失火是主要危险,因此必须防止天然气泄漏。
市内管道及用具的安装,应具有相应安装资质的人员进行,用户应使用安全型用具。
如果发现有泄漏,应立即关闭开关,打开门窗,并注意不要开、关电气开关,同时立即到户外打电话报修,公司人员同样要注意日常操作。
天然气热值高,在燃烧过程中,将消耗大量的空气,同时还产生大量的废气。
一、天然气的特点什么是天然气天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质变化作用,在不同地质条件下生成、转移,在一定的压力下储集,埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体,即指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体。
天然气与其它燃气相比天然气的特点1、天然气本身不含有毒物质,如一氧化碳。
2、从环保的角度讲,天然气燃烧的产物对大气的危害少,基本不产生二氧化硫、氮的氧化物等。
3、天然气在气源经过过滤后比较干净,含水量和含硫量低,不易液化,对管道的腐蚀少,适合远距离输送。
4、天然气输配系统相对比较简单,不需要进行除硫、除苯等工艺设备。
二、天然气的分类按形成条件不同分类⑴气田气:从气井开采出来的,又称纯天然气;⑵油田伴生气:伴随石油一起开采出来的石油气;⑶凝析气田气:含石油轻质馏分的一种深层的天然气;⑷煤层气:是成煤过程所产生并聚集在合适地质构造中的可燃气体;⑸矿井气:是成煤过程的伴生气与空气混合而成的可燃气体,又称矿井瓦斯。
按天然气的组成分类⑴干气:1m3(压力为0.01MPa,温度为20℃状态)井口流出物中,C5以上重烃液体含量低于13.5cm3的天然气。
⑵湿气:1m3井口流出物中,C5以上重烃液体含量高于13.5cm3的天然气,一般湿气需分离液态烃产品和水后才能进一步加工利用。
⑶富气:1m3井口流出物中,C3以上烃类液体含量超过94cm3的天然气。
⑷贫气:1m3井口流出物中,C3以上烃类液体含量低于94cm3的天然气。
⑸酸性气体:含有较多的H2S和CO2等气体,需要进行净化处理,才能达到管输标准的天然气。
⑹洁气:H2S和CO2含量甚微,不需要净化处理的天然气。
三、天然气的基本性质1、天然气的主要成分以饱和烃为主,主要是甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)含量不多,少量非烃类气体一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、氢气(H2)、硫化氢(H2S)、水蒸气及微量的惰性气体氦(He)、氩(Ar)。
天然气基础知识培训天然气基础知识第一部分天然气基本性质一、概述天然气是从地下开采出来的一种可燃性气体,它是埋藏在地壳下面的生物有机体,经过漫长的地质年代和复杂的转化过程而形成的。
我国利用天然气有着悠久的历史,它是气体燃料中出类拔萃的新秀,具有清洁、无毒、热值高、使用调节方便等优点,广泛用于各行各业,如熬盐、化工、化肥、冶炼、碳黑生产,CNG汽车和城市民用等。
随着城市建设发展,城市天然气事业迅速壮大,公用、民用气用户大量增加,为减轻环境污染,天然气在各行各业不断受到重视,它是二十一世纪一种清洁、高效、优质的环保能源。
二、天然气的种类331、气田气热值一般为34.69MJ/Nm(8300KCAL/Nm) 332、油田伴生气热值一般为45.47MJ/Nm(10878KCAL/Nm)333、凝析气田气热值一般为48.36MJ/Nm(11569KCAL/Nm)334、煤层气热值一般为36.37MJ/Nm(8700KCAL/Nm)33、矿井气热值一般为18.84MJ/Nm(4500KCAL/Nm) 5三、主要成分天然气的典型组分(体积%)+气源 CH CH CH CH CH N CO 4263841051222西气东输 96.2 1.8 0.3 0.1 0.1 1 0.5 忠—武线 97.0 0.7 1 1.3 东海西湖 88.5 6.7 0.4 1 3.5 澳西北大陆架LNG 96.3 2.0 0.3 0.2 1.2 美国(一) 73.1 23.8 2.8 美国(二) 58.7 16.5 9.9 5.0 3.5 美国(三) 72.3 14.4 12.8 0.533 注:其它稀有组分未列出。
西气东输的气体密度约为0.6982kg/m,忠武线气体密度约为0.75kg/m 四、主要参数1、主要成分: CH4(甲烷),另外含有少量的其他烷烃以及氮、二氧化碳、硫化氢、水份等。
2、临界温度: -82.3?,临界压力4.58MPa。
3、沸点: -162 ?(1atm),着火点:650 ?4、低热值: 8800Kcal/Nm3(36.96MJ/Nm3)5、高热值: 9700Kcal/Nm3(40.98MJ/Nm3)6、爆炸范围: 下限为5%,上限为15%7、气态密度: 0.75Kg/Nm3,为空气的0.58倍。
8、华白指数: 44.94MJ/Nm39、燃烧势: 45.18以上数据按CH4含量约为97%的天然气参数,为近似值。
五、天然气的类别类别基准燃气界限燃气波动范围(%)第 1 页共 6 页W(MJ/m3) W(MJ/m3) CP CP W CP4T 18.0 25 16.7-19.30 22-57 -7-7 -12-1286T 26.4 29 24.5-28.2 25-65 -7-7 -14-124 10T 43.8 33 41.2-47.3 31-34 -6-8 -6-3 12T 53.5 40 48.1-57.8 36-88 -10-8 -10-120 13T 56.5 41 54.3-58.8 40-94 -4-4 -3-129 六、天然气的燃烧1、燃烧天然气和氧气在达到一定浓度及一定温度下可以燃烧,燃烧产物主要是水和二氧化碳,当氧气不足时,燃烧会产生CO。
CH4+2O2=CO2+2H2O1Nm3天然气燃烧需要2Nm3氧气(即需要约10Nm3空气)因此从安全角度讲,使用天然气的厨房需要良好通风;卫生间内安装旧式的直排式热水器是相当危险的。
2、爆炸天然气在室内空气中的含量达到5%--15%时,一遇明火或高温物体,甚至开关电灯时所产生的电火花,都可引起门窗紧闭的房间发生爆炸。
天然气中含有少量的硫化氢气体,国家有关规范要求,一立方米天然气中硫化氢含量小于或等于20毫克,它具有臭皮蛋气味,并且硫化氢气体还是一种强烈的神经性毒物。
为保证使用安全,城市燃气内添加臭剂(通常为四氰噻吩 ),臭剂量15~20mg/Nm3,保证天然气在空气中浓度达到1%时即可闻到。
、热值 3单位体积天然气完全燃烧可放出的热量称为天然气的热值,单位KJ/Nm3。
热值分高热值和低热值两种。
天然气的高热值在数值上大于低热值,区别是高热值指烟气中所含水蒸气以冷凝状态所释放的汽化潜热。
4、着火温度指燃气与空气的混合物开始进行燃烧反应的自燃的最低温度。
甲烷着火温度为540 ?。
,、燃烧速度垂直于燃烧焰面,火焰向未燃烧气体方向传播的速度叫做燃烧速度。
甲烷最大燃烧速度为0.38米/秒。
6、华白数华白数是一项控制燃具热负荷恒定状况的指标。
是燃气互换性指标,华白数在?,,,内的两种燃气可以互换。
W=Qh/S1/2W-华白数;Qh-天然气的高热值;S-天然气的相对密度;7、燃烧势燃烧势是反映燃气燃烧火焰所产生离焰、回火、黄焰和不完全燃烧的倾向性的一项反映燃具燃气燃烧稳定的状态的综合指标。
是不同类型燃气间互换时燃烧稳定状态的特性指数。
Cp=K{H2+0.6(CmHn+Co)+0.3CH4}/S1/2 K=1+0.0054O228、天然气的临界参数当温度低于某一数值时,对气体进行加压,都可以等温压缩成液体,但当高于该温度时,无论加多大压,都不能使气体液化。
可使气体压缩成液体的这个极限温度称为该气体的临界温度。
当温度等于临界温度时,使气体液化时所必须的最低压力称为临界压力。
此时的状态称为临界状态。
气体在临界状态第 2 页共 6 页下的温度、压力、比体积、密度分别称为临界温度、临界压力、临界比体积和临界密度。
天然气的临界温度为-82.3?,临界压力4.58MPa。
9、各种热值1千克标准煤的热值为29.308兆焦(7011KCal)1度电(1KWh)的发热量为3.6兆焦(860KCal)1千克重油的热值:10000KCAL/千克汽油:10313KCAL/千克柴油:11014KCAL/千克10、民用建筑的采暖、空调及生活热水热负荷的计算Qn=q×A×10-3Qn—采暖热负荷,KW;q-采暖热指标,W/m2,A-采暖建筑物的建筑面积,m2采暖热指标推荐值建筑物类型住宅学校办公医院托幼旅馆商店食堂餐厅影剧院展览馆大礼堂体育馆热指标 115,140 58-64 60-80 65-80 40-70 65-80 95-115 115-165 W/m2七、城市天然气热值和杂质含量的要求1、天然气发热量,总硫、硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准〈天然气〉GB17820的一类气二类气的规定。
或天然气的技术指标GB17820项目一类二类三类试验方法高位发热量(MJ/m?) GB\T11062 >31.4总硫(以硫计mg?m?) ?100 ?200 ?460 GB\T11061 硫化氢(mg?m?) ?6 ?20 ?460 GB\T11060.1 二氧化碳(%体积分数) ?3.0 GB\T13610 水露点(?) 在天然气交换点的压力和温度条件下,天GB\T17283然气的水露点应比最低环境温度低5?注:1、标准中气体体积的标准参比条件是101.325Kpa,20?。
2、取样方法按GB\T13609。
、在天然气交接点的压力和温度条件下,天然气的烃露点应比最低环境温度低5?,天然气中不应有2固态、液态或胶状物质。
八、天然气的储存与运输1、管道输送天然气在常温下不能液化,通常保持在一定压力下采用管道输送。
城市间天然气管道输送造价较高,通常需要较大规模用气量才可能实施长输管道工程。
城市内天然气通常全部采用管道输送至各用户。
2、CNG(压缩天然气)将天然气压缩到20MPa,压缩后体积缩小约220倍,采用气瓶车运输至城市门站减压供给城市用气,或压缩后供给CNG汽车作为燃料。
CNG储存效率较高,但是由于压力很高,需多级压缩,耗能较高,同时气瓶金属耗量非常大,因此CNG汽车运输效率很低,因此通常为近距离小规模运输。
一般为200公里,最大400公里。
3、LNG(液化天然气)第 3 页共 6 页将天然气深度冷冻,通常约-162?(即1atm下,天然气的沸点温度),此时液化后的体积约缩小约600多倍,采用低温槽车(国际间采用低温槽船)运输至城市气化站气化为常温天然气供给城市用气。
LNG储存温度很低,储存压力略高于常压,储存效率高,单位体积运输费用较低。
国际间天然气贸易中LNG所占比重逐年增加,我国正在大力引进国外的LNG。
我国天然气资源分布不均,目前国内已有2座中小型LNG液化厂,并有多座正在建设,极大的促进了国内天然气事业的发展。
LNG的覆盖范围约1000-3000公里,每1000公里运费约0.5元(指40立方米槽车)。
九、城市燃气管网压力级制城镇燃气设计压力(表压)分级名称压力(MPa)A 2.5<P?4.0 高压燃气管道B 1.6<P?2.5A 0.8<P?1.6 次高压燃气管道B 0.4<P?0.8A 0.2<P?0.4 中压燃气管道B 0.01?P?0.2P<0.01 低压燃气管道第二部分CNG工艺流程及基本原理一、概述压缩天然气(CNG)是将管道天然气经过脱水、脱硫后用压缩机将天然气压力增加到20-25Mpa。
目前主要应用于汽车燃料、城市小区、工业用户等领域。
压缩天然气具有清洁、储存效率高、运输使用方便、快捷等优点。
压缩天然气的应用还可解决管道施工困难的城市人口密集地区的清洁燃料供应问题,从而有效提高城市气化率。
解决部分需要天然气作为燃料(原料)工业企业的用气要求。
二、CNG的性质,、储存压力:20-25MPa,、水露点温度:水露点温度,55? 以下,、其他指标同天然气三、CNG加气站工艺流程(略)四、CNG减压站及子站工艺流程(略)第三部分LNG工艺流程及基本原理一、概述LNG (Liquefied Natural Gas) ,是天然气经过净化,压缩制冷而得到,162?的液态天然气,体积缩小了约600倍,适宜于长途运输和储存。
LNG比液化前的天然气组分更纯净,几乎不含水分。
主要成份为CH,还有少量CH、CH、N。
4,,,,,第 4 页共 6 页二、LNG的性质,、储存温度:-145~-162?,、储存压力:0.1~0.6MPa3,、液态密度: 0.45t/m4、其他参数同天然气三、LNG 气化工艺流程BOG加热器空温式气化器 LNG槽车卸车柱 LNG储罐用户城市燃气管网计量、加臭调压装置水浴加热器各种燃料燃值及换算31千克标准煤的热值为 29.308兆焦(7011KCal) 即29.308 MJ/Kg (7011 KCal /Kg)气1Nm,1.24 Kg 1千克焦炭的热值为 30 MJ/Kg(7011KCal)31度电(1KWh)的发热量为3.6兆焦(860KCal) 即3.6 MJ/KWh (860 KCal /KWh)气1Nm,10.12 KWh3重油的热值:10000 KCal /千克即MJ/Kg (10000 KCal /Kg)气1Nm,0.87 Kg 3汽油的热值:10313 KCal /千克即MJ/Kg (10313 KCal /Kg)气1Nm,0.84Kg=1.16L3柴油的热值:11014 KCal /千克即MJ/Kg (11014 KCal /Kg)气1Nm,0.79Kg=0.96L 3液化石油气热值:45.4 MJ/ Kg 即45.4MJ/Kg (10860 KCal /Kg)气1Nm,1.25 Kg 天然气燃值:331、气田气热值一般为 34.69MJ/Nm (8300 KCal /Nm)332、油田伴生气热值一般为45.47MJ/Nm (10878 KCal /Nm)333、凝析气田气热值一般为48.36MJ/Nm (11569 KCal /Nm) 334、煤层气热值一般为 36.37MJ/Nm (8700 KCal /Nm)335、矿井气热值一般为 18.84MJ/Nm (4500 KCal /Nm)在一个标准大气压下,每立方米空气所具有的质量(千克)就是空气密度.我们一般采用的空3气密度是指在0摄氏度、绝对标准指标下,密度为1.293kg/m公式:重量=密度×体积。