永新公司燃气基础知识培训新员工岗前培训

1、天然气基础知识天然气基础知识 新员工岗前培训 重庆永新天然气有限公司重庆永新天然气有限公司重庆一帆天然气有限公司重庆一帆天然气有限公司 重庆兴隆天然气有限公司重庆兴隆天然气有限公司贵州万佳天然气有限公司贵州万佳天然气有限公司 天然气基础知识天然气基础知识 城镇燃气基础知识城镇燃气基础知识 天然气基础知识天然气基础知识 天然气基础知识天然气基础知识1 燃气行业常用标准燃气行业常用标准2 主要内容主要内容 天然气基础知识天然气基础知识 1.1 天然气的组成和分类天然气的组成和分类 气体燃料气体燃料 液体燃料液体燃料 固体燃料固体燃料 天然气、液化石天然气、液化石 油气、人工燃气油气、人工燃气 柴薪

2、、煤柴薪、煤 汽油、柴油、汽油、柴油、 煤油煤油 v 燃料及其分类燃料及其分类 天然气基础知识天然气基础知识 1.1 天然气的组成和分类天然气的组成和分类 v 什么是燃气什么是燃气 1 广义定义：燃气广义定义：燃气 凡是能够燃烧的气 体物质都叫可燃气 体或燃气。 2 专用定义：城镇燃专用定义：城镇燃 气或城市燃气气或城市燃气 专门用来作为燃 料并满足一定技术 条件的可燃气体物 质叫燃气。 燃气专业上所讲的 “燃气”就是这种 可燃气体。 天然气基础知识天然气基础知识 v什么是天然气什么是天然气 1 广义定义：广义定义： 凡天然形成的气凡天然形成的气 体物质。体物质。 2 燃气专用定义：燃气专用定

3、义： 天然形成的，以天然形成的，以 甲烷为主要成分甲烷为主要成分 的可燃气体。的可燃气体。 天然气基础知识天然气基础知识 燃气的历史燃气的历史 1、公元前2000年间，伊朗首先发现了从地表渗出的天然气 。 2、3000年前，四川成都的制盐者，已成熟地掌握用竹管输送天然气到盐 锅熬制食盐的技术 井火煮盐图 3、1812年伦敦威斯敏斯特煤气公司将炼焦煤气通过凿空的圆木连接起来 输送到大桥两侧的路灯进行照明，这是第一条工业应用燃气管道。 4、中国的人工煤气发展了140多年（ 1860年上海英国人开的煤矿照明） 5、燃气沼气、煤制气、油制气、液化石油气、天然气、液化天然气 甲烷。 1.1 天然气的组成

4、和分类天然气的组成和分类 v 燃气的种类燃气的种类 天然气基础知识天然气基础知识 城镇燃气主要种类城镇燃气主要种类 1.1 天然气的组成和分类天然气的组成和分类 v 燃气的种类燃气的种类 气源种类气源种类 天然气天然气液化石油气液化石油气人工煤气人工煤气 干馏煤气干馏煤气 汽化煤气汽化煤气 沼气沼气 气田气气田气 油田伴生气油田伴生气 凝析气田气凝析气田气 矿井气矿井气 （煤层气）（煤层气） 天然气基础知识天然气基础知识 城镇燃气主要种类城镇燃气主要种类 l 天然气（SNG、LNG、CNG、可燃冰、页岩气）主要成分甲烷 l 液化石油气（LPG）主要成分丙烷、丙烯、丁烷、丁烯；应用 在部分餐饮行

5、业，也可作为城镇燃气的调峰气源使用。 l 人工燃气干馏煤气、油制气、气化煤气和高炉煤气；目前应用 得较少，在于污染环境、大气，并且一旦泄漏会发生一氧化碳中毒 事件；在我国贵阳还作为燃气在使用。 l 沼气（生物气，广泛应用于农村）主要成分甲烷。 1.1 天然气的组成和分类天然气的组成和分类 v 燃气的种类燃气的种类 天然气基础知识天然气基础知识 1.1 天然气的组成和分类天然气的组成和分类 v 天然气的分类天然气的分类 天然气基础知识天然气基础知识 天燃气主要种类天燃气主要种类 1.1 天然气的组成和分类天然气的组成和分类 v 燃气的种类燃气的种类 分类来源 热值 （MJ/NM3） 气田气由气井

6、开采出来34.69 油田伴生气 伴随石油开采一起开采出 来 45.47 凝析气田气含石油轻质馏分48.36 矿井气 （煤层气） 井下煤层抽出的气体18.84 天然气基础知识天然气基础知识 组分物质名称组分物质名称组分物质分子量组分物质分子量体积组成（体积组成（） 甲烷甲烷16.04393.5 乙烷乙烷30.072.3 丙烷丙烷44.0971.2 丁烷丁烷58.120.3 硫化氢硫化氢34.091.5 氮气氮气28.021.2 v 重庆地区某气田天然气实际组分（未脱硫）重庆地区某气田天然气实际组分（未脱硫） 1.1 天然气的组成和分类天然气的组成和分类 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然

7、气及其组分的性质天然气及其组分的性质 v 天然气基本性质天然气基本性质 甲烷的基本性质甲烷的基本性质 甲烷是一种非常稳定的有机气体，无色、透明、无气味、无毒性，不 溶于水，比空气轻，易燃易爆，临界温度低（-82.1）、临界压力高 （4.64MPa ），可压缩、液化。 天然气的基本性质天然气的基本性质 天然气是多种气体物质的混合物，即有有机气体，也有无机气体，各 组分间不发生化学反应，无色、透明，有气味，有毒性，不溶于水， 比空气轻，易燃易爆，临界温度低（-82.1） 、临界压力高 （4.64MPa ）， 经提纯净化处理后可压缩、液化。 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然气及其组分的性质

8、天然气及其组分的性质 v 天然气其它性质天然气其它性质 天然气的重度和密度天然气的重度和密度 l 重度的定义：单位体积物质的重量叫物质的重度或比重； 重庆地区天然气绝对重度约为0.716kgf/Nm3。 l 密度的定义：单位体积物质的质量叫物质的密度； 重庆地区天然气绝对密度约为0.716kg/Nm3。 天然气的相对比重天然气的相对比重=天然气的相对密度天然气的相对密度无量纲即无单位无量纲即无单位 l 相对比重的定义：天然气的重量（质量）与同条件（温度、压力、体 积）下空气重量（质量）之比叫天然气的相对比重（密度），用S天表 示。即气体以空气介质作为参比对象，而液体以水介质作为参比对象。 l

9、重庆地区天然气的相对比重为0.554，为此说明天然气比空气轻，室内 一旦发生泄漏，它会聚集在室内顶部区域，存在不均匀性即分布不均 匀。 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然气及其组分的性质天然气及其组分的性质 v 天然气其它性质天然气其它性质 天然气的燃点和自燃点天然气的燃点和自燃点 l 燃点燃点即着火温度，可燃气体着火的最低温度叫燃点。天然气 的燃点约为645645。自燃点可燃气体能自燃着火的最低温度。 燃烧燃烧 l 燃烧定义：可燃物与氧发生剧烈的氧化反应，放出热和光的现象叫做燃烧。天 然气燃烧是天然气中各可燃组分物质与氧发生剧烈的氧化反应出热和光。 可燃物 助燃物 点火源 三者缺一不

10、可，应同时具备。这三者叫燃烧三要素。 l 天然气燃烧： 天然气主要组分甲烷的燃烧方程式： CH42O22H2OCO2Q 天然气基础知识天然气基础知识 l1、分子式及分子量 分子式：分子式：CH4分子量：分子量：16.043 天然气行业内部都以天然气行业内部都以，体现目前国家推行的低碳经，体现目前国家推行的低碳经 济，减少温室气体排放理念，响应国际多哈气候大会精神。济，减少温室气体排放理念，响应国际多哈气候大会精神。 检测检测的设的设 备有哪些呢？备有哪些呢？ 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然气及其组分的性质天然气及其组分的性质 v 天然气其它性质天然气其它性质 天然气完全燃烧化学方程

11、式：天然气完全燃烧化学方程式： CHCH4 42O2O2 22H2H2 2O OCOCO2 2Q Q （用气安全：可对化学反应方程式的反应物与生成物进行控制来分析用气安全：可对化学反应方程式的反应物与生成物进行控制来分析） 由上面反应方程式可以看出，1份体积甲烷+2份体积氧气生成两份体积 水蒸气和1份体积二氧化碳。所以，1立方米甲烷要完全燃烧，须配2立 方米氧气。氧气在空气中的体积浓度为21%。所以1立方米甲烷气完全 燃烧需空气量应是：221%=9.52Nm3。 点火源的种类点火源的种类 u 机械能：撞击、摩擦绝热压缩、冲击波； u 热能：加热表面、火焰、高温气体、辐射热； u 电能：电火花、

12、电弧、静电； u 光能：紫外线、红外线； u 化学能：触媒（催化剂）、本身自热等。 所有的燃具都是耗氧设备！所有的燃具都是耗氧设备！ 天然气基础知识天然气基础知识 空气的体积组成空气的体积组成 v空气为混合物空气为混合物 v密度：密度：1.293Kg/cm3 v组成：氮气组成：氮气78%、氧气、氧气21%、其它气体、其它气体1% v分子量：分子量：29 v无色无味无色无味 v缺氧时，易产生窒息现象缺氧时，易产生窒息现象 天然气基础知识天然气基础知识 若供给燃烧的氧气量不足，会发生不完全燃若供给燃烧的氧气量不足，会发生不完全燃 烧，产生一氧化碳气体。烧，产生一氧化碳气体。 v 2CH4+3O2=

13、2CO+4H2O+Q v由上面反应方程式可以看出，由上面反应方程式可以看出，1份体积甲烷份体积甲烷+1.5 份体积氧气生成份体积氧气生成4份体积水蒸气和份体积水蒸气和2份体积一氧化份体积一氧化 碳。所以用气环境提供的氧气量不足或不够，就碳。所以用气环境提供的氧气量不足或不够，就 一定会发生不完全燃烧，产生一氧化碳有毒气体，一定会发生不完全燃烧，产生一氧化碳有毒气体， 造成一氧化碳中毒事故发生。造成一氧化碳中毒事故发生。 v燃具产品不合格，会造成其燃烧工况不理想，使燃具产品不合格，会造成其燃烧工况不理想，使 其燃烧所产生的废气或烟气中一氧化碳量超标其燃烧所产生的废气或烟气中一氧化碳量超标 （灶具

14、（灶具 CO0.05%，快速式，快速式 CO0.06%） 天然气基础知识天然气基础知识 一氧化碳中毒机理一氧化碳中毒机理 v 一氧化碳中毒，主要是一氧化碳破坏了人体血液中正常一氧化碳中毒，主要是一氧化碳破坏了人体血液中正常 供氧量。供氧量。 v 血红蛋白：载体；血红蛋白：载体； CO与血红蛋白亲合力比氧强与血红蛋白亲合力比氧强250 300倍，与血红蛋白易结合生成碳氧血红蛋白倍，与血红蛋白易结合生成碳氧血红蛋白(COH6)， 而不再与氧结合，人体就缺氧。一般人体中而不再与氧结合，人体就缺氧。一般人体中COH6的死亡的死亡 线是线是65%。 v 易发生的地方：通风不良、甚至严重缺氧的用气场所；在

15、易发生的地方：通风不良、甚至严重缺氧的用气场所；在 用气时将达到条件的厨房门窗紧闭；耗氧设备（燃具）会用气时将达到条件的厨房门窗紧闭；耗氧设备（燃具）会 发生不完全燃烧现象。发生不完全燃烧现象。 v 易发生时段：一年四季中的冬、夏两季，为此应在此段时易发生时段：一年四季中的冬、夏两季，为此应在此段时 间内经常告知、提醒客户安全地使用天然气。间内经常告知、提醒客户安全地使用天然气。 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然气及其组分的性质天然气及其组分的性质 v 天然气其它性质天然气其它性质 天然气的爆炸极限天然气的爆炸极限 l 爆炸极限天然气与空气混合遇火发生爆炸时其浓度范围。天然气 占混合

16、气体积百分比浓度的最大值叫爆炸上限，最小值叫爆炸下限。 l 天然气在空气中的浓度小于下限和大于上限时，均不能发生爆炸。在 为浓度过小和过大，均不能着火，即火焰不能传播。 l 天然气爆炸浓度范围是5%是爆炸下限，15%是爆炸上限。超出此范围是 不会发生爆炸的。 l 如何理解5%5%15%15%？其中？其中甲烷占多少？空气占多少？ l 为了避免燃气为了避免燃气“燃爆燃爆”事故的发生，须控制用气环境与点火源。事故的发生，须控制用气环境与点火源。 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然气及其组分的性质天然气及其组分的性质 v 天然气其它性质天然气其它性质 天然气的热值天然气的热值单位天然气（1Nm

17、3）完全燃烧所放出的热量叫天 然气的热值，热值的单位是MJ/Nm3，分为高热值和低热值。 l 重庆地区天然气的低热值约为35.5MJ/m35.5MJ/m3 3。 燃烧与爆炸的关系燃烧与爆炸的关系 l 燃烧与爆炸其本质是相同的，只是发生的环境条件因素不同而已，从 而所造成的后果也大不相同。燃爆存在群死群伤、建筑物受损甚至垮 塌现象，而燃烧若控制不好最多发生火灾现象。 l 燃烧发生在开敞的空间中，而爆炸发生在相对密闭的空间里。为此为 了避免发生严重的燃爆事故，要求所有的供、用气场所均不能形成密 闭空间， 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然气及其组分的性质天然气及其组分的性质 v 天然气其它

18、性质天然气其它性质 天然气的热值天然气的热值单位天然气（1Nm3）完全燃烧所放出的热量叫天 然气的热值，热值的单位是MJ/Nm3，分为高热值和低热值。 l 重庆地区天然气的低热值约为35.5MJ/m35.5MJ/m3 3。 单位及换算单位及换算 CalCal：卡，形容热量的单位：卡，形容热量的单位 J J：焦耳，形容热量的单位：焦耳，形容热量的单位 1 1卡卡=4.1868=4.1868焦耳，焦耳，1 1大卡大卡=10=103 3卡卡 1MJ=101MJ=103 3KJ=10KJ=106 6J J，1 1大卡大卡=4.1868KJ=4.1868=4.1868KJ=4.18681010-3 -3

19、MJ MJ NmNm3 3：标准立方米，：标准立方米，00和和1 1个标准大气压状态下的个标准大气压状态下的1 1立方米立方米 MJ/NmMJ/Nm3 3 兆焦兆焦/ /标准立方米标准立方米 天然气基础知识天然气基础知识 1.2 天然气及其组分的性质天然气及其组分的性质 v 天然气其它性质天然气其它性质 沸沸 点点 通常所说的沸点，是指通常所说的沸点，是指101325Pa101325Pa压力下，液体沸腾压力下，液体沸腾 时的温度。时的温度。 甲烷乙烷丙烷 正丁 烷 异丁 烷 正戊 烷 异戊 烷 乙烯 -162.6-88.5-42.1-0.5-10.236.227.859.5 1 1标准大标准大

20、 气压时气压时 的沸点的沸点 （C C ） 天然气基础知识天然气基础知识 1.3 天然气的气质要求天然气的气质要求 v 天然气的气质要求天然气的气质要求 城镇天然气的质量标准城镇天然气的质量标准 天然气分类标准：天然气GB178201999根据含硫多少将天然气分成三类， 其中第一、二类：可作为城镇燃气，第三类：只能作为工业燃料； 项项 目目 质量标准质量标准 高位发热高位发热 值值(MJ/m(MJ/m3 3) ) A A组组31.431.4 B B组组14.65 14.65 31.4 31.4 总硫（以硫计）总硫（以硫计） mg/mmg/m3 3含量含量 1001002002004604604

21、80480 硫化氢硫化氢(mg/m(mg/m3 3) ) 6 62020 实测实测实测实测 COCO2 2（体积）（体积）3.03.0 水分水分无游离水无游离水 天然气基础知识天然气基础知识 v天然气加臭天然气加臭 加臭意义加臭意义 燃气的泄漏有三大害处： u引起资源浪费，产生供气输差；会引起人员中毒；泄漏在空气中 形成爆炸性混合气体，若遇火星就会点燃或点爆， 造成火灾或爆炸 事故。 u 要及时查觉漏气，就要求在燃气中加入少量的加臭剂便于觉察， 这也是燃气重要的质量要求。在实际使用中，有（没有）气味或不 足，一旦泄漏经扩散后，人很难嗅出什么味来，这就在安全上埋下 很大的隐患。所以在燃气输配过程

22、中，对那些无气味或气味不足的 燃气就要求加臭。目前最常用的加臭剂均采用四氢噻吩（THT）。 1.3 天然气的气质要求天然气的气质要求 天然气基础知识天然气基础知识 v天然气加臭天然气加臭 加臭要求加臭要求 l对有毒燃气，加臭后，若泄漏到空气中，应在达到对人 体允许的有害浓度之前就能觉察。 l无毒燃气，加臭后，若泄漏到空气中，应在达到爆炸下 限的20%浓度时，就能明显地觉察。即燃气泄漏报警浓 度设定值5%20%=1%。 1.3 天然气的气质要求天然气的气质要求 天然气基础知识天然气基础知识 1.4 城市燃气管网压力级制城市燃气管网压力级制 根据安全、技术、设备质量等级及用户的不同要求，我国国 家

23、标准GB50028-2006把城镇燃气管道根据输气压力(表压)分 为四类（高压、次高压、中压、低压）七级: 低压燃气管道低压燃气管道P10kPa 中压中压B燃气管道燃气管道10kPaP0.2MPa 中压中压A燃气管道燃气管道0.2MPaP0.4MPa 次高压次高压B燃气管道燃气管道0.4MPaP0.8MPa 次高压次高压A燃气管道燃气管道0.8MPaP1.6MPa 高压高压B燃气管道燃气管道1.6MPaP2.5MPa 高压高压A燃气管道燃气管道2.5MPaP4.0MPa 天然气基础知识天然气基础知识 1.5燃气的输送方式燃气的输送方式 燃气输送方式燃气输送方式 管道输送管道输送液化运输液化运输压缩输送压缩输送 天然气基础知识天然气基础知识 1.5燃气的输送方式燃气的输送方式 长输管线天然气长输管线天然气 LNG来气源来气源 CNG高压钢瓶组来高压钢瓶组来 气源气源 天然气基础知识天然气基础知识 1.6 燃气管道的分类燃气管道的分类 燃气管道分类燃气管道分类 (用途