燃气基础知识93871

1、新奥集团股份有限公司新奥集团股份有限公司 ENN Group Co., Ltd.1天然气基础知识天然气基础知识 宣宣 讲：吕战凯讲：吕战凯2008年年7月月22日日2123天然气行业发展天然气行业发展燃气性质及分类燃气性质及分类城市天然气应用城市天然气应用如何安全使用天然气如何安全使用天然气4目 录 31、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

2、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、液化天然气火照明炊事工商业能源利用的阶段火照明炊事工商业能源利用的阶段燃气发展历史燃气发展历史4v煤炭、石油、天然气并称为世界能源的三大支柱。v全球公认的最清洁能源，现已成为世界各国改善环境和维持经济可持续发展的最佳能源选择。v世界各国能源结构将逐步围绕天然气作巨大的调整。在中国能源结构中，到2020年，预测天然气占一次能源消费总量的比例将从现在的4上升至10。v国家发展改革委研究制定的天然气利用政策（2007年8月30日颁布实施）强调要确保天然气优先用于城市燃气，促进天然气科学利用、有

3、序发展。 天然气行业发展现状天然气行业发展现状2005年中国能源结构图2005年中国能源结构图65%23%4%8%煤炭石油天然气电力2020年中国能源结构预测图2020年中国能源结构预测图54.0%27.0%9.8%9.2%煤炭石油天然气电力5天然气资源概况天然气资源概况v我国是世界上最早利用天然气的国家之一v蕴藏量丰富，现已探明储量为38.6万亿立方米，可开采量24.7万亿立方米，可供使用60年以上 v全国第二大能源工程 西气东输工程投入使用，年输气能力200亿立方米，覆盖人口2亿多v2005年全国天然气用量达500多亿立方米，2020年预计达2500亿立方米v俄气南下、海气上岸、川气入湘、

4、LNG登陆2121世纪是天然气的世纪世纪是天然气的世纪 67位于湄洲湾北岸的莆田秀屿港，占地37公顷，总投资240亿元人民币，其中一期工程投资55亿人民币，年供气规模为260万吨LNG。主干线管道总长度达369公里。 福建省福建省LNG项目项目8123天然气行业发展天然气行业发展燃气性质及分类燃气性质及分类城市天然气应用城市天然气应用如何安全使用天然气如何安全使用天然气49燃气分类及性质燃气分类及性质天然气天然气 气田气气田气气井开采出来的纯天然气，气井开采出来的纯天然气，38MJ/Nm38MJ/Nm3 3 油田伴生气油田伴生气随石油开采而分离获得，随石油开采而分离获得，42MJ/Nm42MJ

5、/Nm3 3 凝析气田气凝析气田气从天然气凝析的石油轻质馏分，从天然气凝析的石油轻质馏分，46MJ/Nm46MJ/Nm3 3 矿井气矿井气原煤开采中从井下煤层中抽出的可燃气，原煤开采中从井下煤层中抽出的可燃气，18.8MJ/Nm18.8MJ/Nm3 3液化石油气液化石油气 液化石油气液化石油气石油开采和炼制过程中的副产品，石油开采和炼制过程中的副产品，46.2MJ/Nm46.2MJ/Nm3 3 管道混空气管道混空气液化气掺混空气而成液化气掺混空气而成人工煤气人工煤气 发生炉煤气，以空气为气化剂发生炉煤气，以空气为气化剂 水煤气水煤气 ，以水蒸汽为气化剂，以水蒸汽为气化剂 干馏煤气，通过对煤加热

6、产生煤气干馏煤气，通过对煤加热产生煤气10天然气的性质天然气的性质 天然气天然气是由动、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燃气体。 天然气的组分天然气的组分以甲烷为主，含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的惰性等气体，平均密度为0.750.8 Kg/Nm3左右。甲烷的理论燃烧温度为1970 ，最大燃烧速度为0.38米/秒,爆炸浓度极限为515， ，在0.1MPa、-162的情况下可由气态天然气转换成液态天然气（LNG），气液比为625：1，即一立方液体天然气（LNG）气化后可以形成625立方气体天然气。 11v 天然

7、气的主要成分是甲烷，基本不含硫，是无色、无毒、无腐蚀性气体。v 天然气的热值为85009500大卡/立方；密度约0.750.8 Kg/Nm3 ，比空气轻，容易逸散。v 相对密度：天然气的相对密度是指相同压力和相同温度条件下，天然气的密度和空气密度之比，约为0.58-0.62v 天然气燃烧后生成二氧化碳和水，烟气清洁，不污染大气 CH42O2 CO22H2O 绿色洁净能源,是理想的城市气源。12着火温度？着火温度？答：指天然气与空气的混合物开始进行燃烧反应的最低温度。甲烷着火温度为540度。有燃气设施的地方，不能有明火也不能有产生高温的设施；燃烧速度燃烧速度：垂直于燃烧焰面，火焰向燃烧气体方向传

8、播的速度，就是火焰传播速度。（脱火、回火现象）（脱火、回火现象）热值？热值？指单位质量液体、固体（1Kg）或单位体积气体（指标准状况下用1 Nm3来表示）的可燃物完全燃烧时所放出的热量。单位为MJ/Nm3（兆焦/立方）。热值分高热值和低热值高热值和低热值，两者的区别在于是否计入燃烧产物水蒸汽被凝结成燃烧前环境温度所放出的全部热量。燃气的热值通常指低热值。从理论计算从理论计算1m1m3纯甲烷燃烧时需要多少纯甲烷燃烧时需要多少m m3空气空气？答：需要9.52方，实际需要的多。关键词解释关键词解释13天然气爆炸浓度极限？天然气爆炸浓度极限？答：并非任何比例的燃气与空气混合都会发生爆炸，只有当空气中

9、含有天然气浓度范围达到一定限度范围时混合气体才能发生爆炸。该浓度范围称为该燃气的爆炸浓度极限。天然气爆炸浓度极限为5%15%。为什么天然气灶具与液化石油气灶具不能互换使用？为什么天然气灶具与液化石油气灶具不能互换使用？答：1）两种燃气的热值不同，天然气的热值为40MJ/Nm3,液化石油气的热值为104.65 MJ/Nm3；并且灶前压力不同，天然气是2000帕。2）两种燃气的燃烧速度、理论空气量、压力、比重均不同，而设计灶具时却是根据各自的特性来决定灶具各部分尺寸的。若液化石油气通过天然气灶具会由于一次空气量不足，点火后使液化石油气不能充分燃烧，从火孔中喷出长而无力的黄火焰，因此不同气源的灶具不

10、能互换使用。14天然气从气田开采出来，要经过处理、液化、航运、接收和再气化等几个环节，最终送至终端用户。液化过程能净化天然气，除去其中的氧气、二氧化碳、硫化物和水。这个处理过程能够使天然气中甲烷的纯度接近100%。井场装置井场装置井场装置井场装置井场装置井场装置集气站集气站天然气处天然气处理厂理厂矿场压气站矿场压气站干线首站干线首站天然气开采集输天然气开采集输进入输气干线进入输气干线15天然气的供应方式天然气的供应方式管道天然气 指通过长输管道把天然气引入到各个城市。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

11、1/600，重量仅为同体积水的45%左右。压缩天然气（缩写为CNG）指把天然气加压到2025Mpa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。 161 1压缩天然气（压缩天然气（CNGCNG） Compressed Natural Gas,简称CNG,是天然气加压以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车辆燃料利用。供应方式由加气站、减压站和压缩天然气槽车三部分组成。在加气站对从高压长输管线来的天然气过滤、计量，然后经过天然气压缩机压缩加压后，压力达到2025Mpa，再经过高压深度脱水，充入高压钢瓶组槽车。通过公路运输方式，把压缩天然气运送至使用城市的减压站，

12、减压站调压、计量、加臭后再进入城市燃气管网，向居民用户及商业用户、工业企业用户、采暖通风和空调用户供应天然气。 2.2.液化天然气（液化天然气（ LNGLNG） 当天然气在一个大气压下，冷却至约-162度时，天然气由气态转变成液态，称为液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写为LNG）。天然气从气田开采出来，要经过处理、液化、航运、接收和再气化等几个环节，最终送至终端用户。液化过程能净化天然气，除去其中的氧气、二氧化碳、硫化物和水。这个处理过程能够使天然气中甲烷的纯度接近100%。17 液化石油气有两种，一是天然石油气，不含有烯烃，另一是从原油经炼制后生产的辅助产品，其主要

13、成分是丙烷（C3H8）、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)和丁烯(C4H8)，习惯上又称C3、C4，即只用烃的碳原子（C）数表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，LPG在适当的压力（38公斤）下以液态储存在储罐容器中；当压力升高或温度降低时，很容易转变成液态。从气态转变成液态，其体积约缩小250倍。气态液化石油气的热值为92121MJ/Nm3，液态液化石油气的热值为46.5MJ/Kg。气态液化石油气密度在1.92.5Kg/Nm3之间。液化石油气（液化石油气（ LPG ）名称名称丙烷丙烷丙烯丙烯丁烷丁烷丁烯丁烯化学式化学式C3H8C3H6C4H10C4H8体积分数体积分数7%28%23%4

14、2%燃烧发热（燃烧发热（kJ/mol）224721262996272018名名 称称热热 值值参考单价参考单价热效热效率率耗用量耗用量折合费折合费用用天然气9200 Kcal/ Nm34.9元/m392%1 Nm34.9元电860 Kcal/ 度0.78元/度95%10.7 度8.3元液化气11000 Kcal/Kg7.5元/公斤92%0.86 公斤6.45元柴油10200 Kcal/Kg7.3元/公斤88%0.97公斤7.1元重油9800 Kcal/Kg4.0元/公斤83%1.1公斤4.40元 煤炭5500 Kcal/Kg 1.1元/公斤60%3.1公斤3.41元无论何种能源，我们需要的是发

15、热量，是燃烧这种能源同类条件下无论何种能源，我们需要的是发热量，是燃烧这种能源同类条件下产生多少能量，这包括有燃烧效率和吸热效率。产生多少能量，这包括有燃烧效率和吸热效率。1方天然气与各类替代能源的折算参数方天然气与各类替代能源的折算参数19v 高效经济高效经济： 燃烧综合热效率高，价格稳定，产生同样的热量比柴油、液化石油气便宜。v 安全可靠安全可靠： 国家鼓励替代能源，不会面临政策性风险。管道输送，源源不断，无储存、运输成本。不用担心消防安全检查，不会面临整改和取缔的风险v 清洁方便清洁方便： 成分稳定（CH4) )，燃烧后生成水和二氧化碳，清洁环保，不会产生污染空气品质的有毒物质。v 价格

16、稳定价格稳定v 政策支持政策支持天然气的综合优势天然气的综合优势20 民用：民用：居民家庭厨用的最佳燃料，既可以烧水煮饭，又可以洗浴取暖。 商业：商业：替代煤、燃油等能源，可用于宾馆、酒店、工厂、医院、商场等大型公共场所的中央空调系统；作为锅炉燃料可以用于供热、卫生热水、蒸汽等。 原料：原料：作为化工原料及电站发电的原料。 动力：动力：代替汽油作为汽车动力燃料，可以降低交通运输成本及减少城市污染。城市天然气用途城市天然气用途21（左图为（左图为新型甲醇燃料轿车，右图为以天然气为动力的国产轿车新型甲醇燃料轿车，右图为以天然气为动力的国产轿车）应用于汽车动力应用于汽车动力22快速炉快速炉煎炉、油炸

17、炉煎炉、油炸炉四眼灶四眼灶23矮脚炉矮脚炉天然气锅炉天然气锅炉24双眼炒灶双眼炒灶煲烫煲仔炉煲烫煲仔炉柴油、液化气改造案例柴油、液化气改造案例25天然气用于特种轧钢（某特种轧钢厂生产线）天然气用于特种轧钢（某特种轧钢厂生产线）应用于工业生产应用于工业生产26123天然气行业发展天然气行业发展城市天然气应用城市天然气应用燃气性质与分类燃气性质与分类如何安全使用天然气如何安全使用天然气427输配系统构成： 门站、管网（高、中、低压）、储配站、调压室、遥测遥讯、遥调遥控与微机调度中心。具备的功能： 输配系统应保证可靠地不间断地供给天然气； 在运行管理方面应低成本的、安全的； 在维修检测方面应是简便的

18、，迅速的； 同时还应考虑到检修或发生故障时，可关断某些局部管段，而不致影响全系统的工作。城市燃气运营城市燃气运营28城市燃气输配系统根据所采用的管网压力级制不同可分为：（1）一级系统一级系统 仅用低压管网来分配和供应燃气。（2）二级系统二级系统 由低压和中压两级管网组成。（3）三级系统三级系统 由低压、中压和次高压的三级管网组成。（4）多级系统多级系统 由低压、中压、次高压和高压管网组成。高压、次高压管网的主要功能是输气，并具有一定储气作用；次高压、中压管网的功能也是输气，并具有向低压管网的各环网配气的作用，低压管网的主要功能是直接向各类用户配气，是城市供气系统中最基本的管网。输配系统压力级别

19、输配系统压力级别29按输气压力等级分类按输气压力等级分类（七级七级）1、 低压 P 0.01MPa2、 中压A 0.2MPa P 0.4MPa 中压B 0.01MPa P 0.2MPa3、 次高压A 0.8MPaP1.6MPa 次高压B 0.4MPaP0.8MPa4、 高压A 2.5MPaP4.0MPa 高压B 1.6MPaP2.5MPa注意单位换算：帕、千帕、大气压、公斤、巴注意单位换算：帕、千帕、大气压、公斤、巴30燃气管网分类燃气管网分类按用途分类 1、长距离输气管线 2、城市燃气管道： 1）分配管-居民户、工业户、福利户 2）引入管-位置（分配管-入户总阀门） 3）室内燃气管道 3、工

20、业企业燃气管道31地下燃气管道埋设最小覆土厚度地下燃气管道埋设最小覆土厚度1、埋设在车行道下时，不得小于0.9米2、埋设在非车行道下时，不得小于0.6米3、埋设在庭院草坪内时，不得小于0.3米4、埋设在水田下时，不得小于0.8米地下燃气管道与建筑物的水平净距地下燃气管道与建筑物的水平净距次高压管道与外墙面 A级：6.5米 B级：4.5米中压管道与建筑物基础 A级：1.5米 B级：1.0米低压管道与建筑物基础 0.7米32门站具备的功能：门站具备的功能： 1、门站的任务是接受长输管线的天然气、CNG高压 钢瓶组或LNG的来气源 2、在站内进行过滤，调压、计量后送入城市输配管网或直接送入用户 3、

21、根据气量情况和长输管线特点，一般门站内还设有加臭装置及清管球接收装置。33气源气源燃气输配流程图燃气输配流程图门站门站中压干线中压干线储备站储备站储存储存中压干线中压干线调压站调压站低压管线低压管线终端用户终端用户长输高压管线34调压器具备的功能调压器具备的功能1、将输气管网的压力调节到下一级管网或用户所需要的压力；2、将调节后的压力保持稳定；3、将燃气压力调至保证各类用户灶前或燃烧器有正常供气压力。阀门阀门过滤器过滤器调压器调压器阀门阀门切断阀切断阀旁通阀门旁通阀门安全阀或水封安全阀或水封放散管放散管0.3MPa0.3MPa中压入口中压入口P 0.01MPaP 0.01MPa放空放空35CN

22、G加气站流程图加气站流程图过滤器过滤器0.3MPa0.3MPa天然气气源天然气气源计量计量缓冲罐缓冲罐压缩机压缩机脱水装置脱水装置加气岛加气岛高压钢瓶拖车高压钢瓶拖车21MPa21MPa21MPa21MPa20MPa20MPa使用的地方使用的地方详见附图：标准站、子母站详见附图：标准站、子母站36标准站CNG子站拖车液压增压撬装站PLC控制柜气动自控系统 加气机子母站37123天然气行业发展天然气行业发展如何安全使用天然气如何安全使用天然气燃气性质与分类燃气性质与分类城市天然气应用城市天然气应用4381、用气原则：、用气原则：火等气，切忌气等火；人不远离，注意通风换气，用毕做到“二关一开”即关

23、好燃气阀门和厨房门，开启厨房窗户；注意调节火焰和风门大小火焰为蓝色锥形，火苗稳定连接灶具的软管，注意检查有无松动、脱落、龟裂变质；注意通风，使用燃气热水器时须开窗天然气的火焰传播速度较底，易出现离焰、脱火现象，应使用合格的燃具。安全用气知识安全用气知识393 3、天然气大量泄漏时应怎样作应急处理？、天然气大量泄漏时应怎样作应急处理？当发现室内泄漏大量天然气时，首先1、应尽快将门窗打开换气.2、尽快将燃气灶具以及表前表后节门关闭.3、尽快与燃气公司维修部门联系.4、切勿开启电灯、排风扇等电器设备.5、在安全地方切断电源. 2 2、当不确定是否有燃气漏气时、当不确定是否有燃气漏气时: :将燃具（如