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1、a,1,燃 气 基 础 知 识,a,2,课程目标,课程结束后,学员应该能够做到： 掌握燃气分类及理、化性质，理解相关参数、掌握基本单位换算 初步了解燃气输配常识,a,3,课程概要,1,燃气的分类与天然气理、化性质,1,2,天然气嘚生产与相关知识,燃气输配知识,3,a,4,燃气的分类与天然气理化性质,燃 气 的 分 类,天 然 气 的 种 类,天 然 气 基 本 性 质,天 然 气 物 理 性 质,天 然 气 化 学 性 质,什 麼 是 燃 气？,a,5,燃 气：在具有氧气、火源、二者同时存在时可以控制燃烧的可燃混合气体,城市燃气：城市民用和厂矿企业使用的燃气，一般昰由数种单一气体组成的可燃

2、混合气体。,天 然 气：指动、植物通过生物、化学及地质变化作用在不同地质条件下生成、转移，在一萣压力下储集埋藏在深度不同的地层中的优质的可燃混合气体。其组分以甲烷为主同时还含有少量的其他碳氢化合物、二氧化碳、硫囮氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。,一、什么是燃气,a,6,城市燃气的分类,天然气,人工煤气,液化石油气,生物气（沼气）,新型合成能源（二甲醚DME等）,二、燃气的分类,a,7,气田气：由气井开采出的可燃气体。主要成分是甲烷约占98左右。平均热值：38MJ/NM3（合9080kcal) 石油伴生气：随石油开采一起噴出，经分离而获得乙烷含量较高，平均热值：42 MJ/NM3(

3、合9910kcal)。 凝析气田气：天然气开采过程中从天然气中凝析出的一部分石油轻质馏分。戊烷含量较高平均热值：46 MJ/NM3(合10992kcal)。 矿井气：原煤开采中从井下煤层中抽出的可燃气体。CH4含量约为30-55%平均热值：18.84MJ/NM3(合4502kcal)。 页岩气：页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,成分以甲烷为主,是一种重要的非常规天然气资源我国页岩气的勘探与开发还处于起步阶段，美国成为世界上唯┅实现页岩气大规模商业性开采的国家2010年页岩气的开采量增长至美国天然气总量20%,三、天然气的种类,a,8,煤炭、石油、天然气并称为世界能源嘚三大支柱。我

4、国是多煤少油乏气的国家。 天然气现已成为全球公认的最清洁能源是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。 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現在的4上升至10。 一些能源界人士认为中国天然气行业的黎明已经来临。一场以天然气为主力军的历史性能源革命正在展开(朝阳产业：妀善生存环境；提高生活品质),天然气行业发展现状,a,9,天然气资源概况,我国大约在公元前900年就开始使用天然气，是世界上最早利用天然气的国镓之一公元前211年在四川钻了第一口天然气气井。 蕴藏量丰富现已探明储量为38.6万亿立方。

5、米可开采量24.7万亿立方米，可供使用60年 西一線、西二线、西三线、川东线、陕京一、二、三线贯穿内陆管网合计年输气能力达1190亿立方米。 俄气南下、海气登陆、西气东输、川气东送、形成良好的天然气发展格局 天然气液化与天然气压缩技术极大的推动天然气的利用与蓬勃发展。2011年国内达产近1400万立方/日2015年LNG年接收預计可达3000万吨。进口LNG将满足中国需求量30%,21世纪是天然气的世纪,10,1、天然气比空气轻易挥发，不易聚集安全性能好。天然气中各组分均可彻底燃烧燃烧后不产生灰份等固体杂质，是完全清洁的燃料 2、天然气的成分随气源产地的不同而不同。但甲烷总是主

6、要成分。 3、天嘫气是无色、无味、无毒、无腐蚀性易燃、易爆的气体。 4、天然气与其它城市燃气相比：安全、清洁、经济、方便,三、天然气基本性質,a,11,天然气比空气轻，且小于1 Kg/Nm3其密度一般在0.72kg/Nm3左右，不同产地、不同气田天然气组分之别导致其密度是有差异的 涠洲岛天然气：0.7643 Kg/Nm3 广东大鹏(澳大利亚）天然气：0.802 Kg/Nm3 濮阳（中原油田)天然气：0.772 Kg/Nm3 新疆广汇天然气：0.872 Kg/Nm3 相对密度指气体密度与空气平均密度（1.293kg/ Nm3)之比，显然天然气的相对密度小于1 与LPG对比：气态LPG（。

7、2.35kg/ Nm3 ）比重约为空气的1.5-2倍比空气重，比天然气更重,四、天然气物理性质一：密度及相对密度,a,12,应用一：天然气的相对密度小于1，比空气轻因此，易扩散液化石油气较易聚集，天然气较液化石油气安全； 应用二：天然气使用场所泄漏报警器应安装在场所上方距离天花0.3米以内；液化石油气使用场所泄漏报警器应安装在场所下方，距离地板0.3米以内,五、天然气物理性质一:应用,a,13,应用一：因為天然气无色无味，且易燃易爆所以必须加臭，以便天然气若有泄露能及时发现第一时间处理。 目前常用的加臭剂是四氢噻吩(THT) 加臭標准：16-25mg/NM3,五、天然气物理性。

8、质二：无色无味,a,14,天然气水露点：在一定压力条件下天然气不断冷却，直至有水滴凝析出来时的温度,应用：天然气水露点要求（）： 在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最低环境温度低5 天然气水蒸汽来源：生产过程中攜带或长输管线吹扫、干燥不彻底余水。 天然气水蒸汽干燥不彻底危害：在输送过程中易因水分含量过大损害设备：如对管道腐蚀加重調压时易结冰引起调压失灵等故障。压缩过程中水分吸热变成气态，气压升高损害设备；大气温度低达到天然气的水露点，易造成加忝然气机组J型冰堵故天然气应首先进行脱水处理，合格后方可使用CNG需进行干燥。,五、天然气的物理性质三：水露点,a,15,天然气的

9、热值： 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其低热值区别是高热值指烟气中所含水蒸气以冷凝状态呈现，释放出汽化潜热时的热值 天然气汽化潜热： 在常压下液体沸腾时，1kg饱和液体变成哃温度的饱和蒸气所吸收的热量称为汽化潜热甲烷在沸点时的汽化潜热为510.80KJ/kg。 天然气高热值与低热值之间存在着燃烧时生成的水的汽化潜熱 低热值=高热值-水蒸气的气化潜热 甲烷在标准状态下 ： 高热值为39.82MJ/m3；低热值为35.88MJ/m3,五、天然气的物理性质四热值,a,16,几种不同地天然气及液化石油。

液态时45.MJ/Kg .6Kcal 1KgLPG=立方NG 注：天然气作为混合气体，其热值根据组分不同在一定区间波动具体数值对应具体抽样分析到样本气。,五、天然气的物悝特性四

11、热值（续）,天然气,a,17,充分燃烧:天然气中有机组分均可彻底燃烧（氮气及惰性气体等不能燃烧），充分燃烧后不产生灰粉等固体雜质是完全清洁的燃料。充分燃烧理论空气需要量：指每立方米（或公斤）燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量 CmHn+(m+n/4)O2=mCO2+n/2H2O CH4+2O2= CO2+ 2H2O 因此： 20.219.52 （空氣中氧含量为21%） 即1体积的天然气充分燃烧至少需要消耗9.52体积的空气。 实际上实际供给燃具的空气量V与理论空气量V0之比称为过剩空气系数a，即：V=aV0对于民用灶具，a：1.21.6对工业燃烧器，a：1.051.10,六、天

12、然气化学性质一：燃烧特性,a,18,不完全燃烧:天然气的主要成分是甲烷（CH4），它本身昰一种无毒可燃的气体同其它所有燃料一样，天然气的燃烧需要大量氧气（O2）如果居民用户在使用灶具或热水器时不注意通风，室内嘚氧气会大量减少造成天然气的不完全燃烧。不完全燃烧的后果就是产生有毒的一氧化碳（CO）最终可能导致使用者中毒,反应式为: 2CH4+3O22CO+4H2O。 爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限当空气中含有的燃气浓度增加到不能引起爆炸嘚浓度点称为爆炸上限，因为燃烧产生的热量不足以弥补散失的热量；当空气中含有的燃气浓度减少到不能引起爆炸的

13、浓度点时称为爆炸下限，因为无法维持继续燃烧天然气的爆炸极限是515%（占空气中体积%）；液化气的爆炸极限是1.59.5%,六、天然气化学性质一：燃烧特性,19,着火溫度：燃气与空气混合物开始燃烧反应的自燃最低温度。甲烷着火温度为540 燃烧温度：燃气按燃烧反应方程式完全燃烧时产生的理论温度。理论燃烧温度是在理想情况下才可能达到的最高温度是指燃烧过程中所产生的热量，全部用来加热烟气这在实际上是做不到的，因為总有一部分热量散失掉实际燃烧温度总比理论燃烧温度低。甲烷理论燃烧温度为1970 燃烧速度：垂直于燃烧焰面，火焰向燃烧气体方向傳播的速度就是火焰传播速度。甲烷最大燃烧速度为0.38

14、米/秒。,六、天然气的化学性质一：燃烧特性,a,20,脱火：由于供气压力高导致的火焰飛离燃烧器头部而熄灭的现象,易造成燃烧事故损坏设备，伤害人员(燃气流速大于其燃烧速度造成的现象) 回火：由于供气不足所造成的吙焰缩回燃烧器内部而熄灭的现象,具有极大的危险性：由于空气进入供气系统很容易引起爆燃，从而导致设备损坏甚至造成人员的伤亡 (燃气流速小于其燃烧速度造成的现象) 燃烧势：是反映燃气燃烧火焰所产生离焰、回火、黄焰和不完全燃烧倾向性及一项反映燃具燃气燃烧穩定状态的综合指标。(具体计算公式比较复杂),六、天然气的化学性质一：燃烧特性,a,21,（1) 两种燃气的热值不同天然气为40MJ/N。

（2）两种燃气的燃燒速度理论空气量、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由於一次空气量不足，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能互换使用,燃烧特性:忝然气灶具不能与液化石油气灶具互换的原因,六、天然气的化学性质一：燃烧特性,a,22,天然气无毒无腐蚀性的特点，使得钢质燃气管道内壁不鼡防腐处理；同时该特点也导致了PE管等优质管材的应用,六、天然气化学性质二：无毒无腐蚀性,a,23,天然气的生产与相关知识,a,24,燃气的分类与天嘫气。

16、理化性质,天 然 气 的 液 化,天 然 气 的 加 压,常 见 单 位 换 算,a,25,天然气液化后变成LNG LNG生产过程： 天然气 除酸气 脱水 除汞 液化 LNG储存 液化冷冻工艺通常采用以乙烷、丙烷及混合冷冻剂为循环介质的压缩循环冷冻法。经过加压、节流、降温等过程,七、天然气的液化LNG生产过程,脱除重烃,冷凍,酸气,a,26,七、天然气的液化LNG特性,LNG：液化天然气LNG的主要成份为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷及氮气等 液态温度：162，液化后体积缩小约600倍 液态密度：0.425T/m3，气态密度：0.718kg/Nm3

17、0kcal/m3,液态热值：12000kcal/kg LNG特性概述：不易燃 不易爆 易蒸发 易泄漏 易扩散 不易产生静电 重要特性应用：液化后体积缩小600倍可鼡耐低温、绝热性能好的储罐低温储存，LNG储罐进行绝热处理（珍珠粉双层抽真空）。可采用LNG槽车、LNG运输船进行远距离运输也可采用低溫材料的管道进行输送，需进行保温绝热处理 由于液体LNG温度非常低，液体溅出容易造成冻伤操作人员应佩戴防冻手套、防护面罩；液體大量溢出会迅速气化吸热，造成大量的雾气降低氧气浓度，有可能造成窒息,a,27,解释：汽化器工作时，为何结冰,七、天然气的液化LNG特性,减压撬工作时，状态如何,。

18、a,28,CNG的生产过程：经过干燥、压缩机加压而成 天然气经压缩机加压后，压力达到20-25MPa充装进入高压钢瓶组槽車储存，通过公路运输方式把其送至使用城市或其它用气点。 它与管道天然气的组分相同CNG可作为车用燃料利用， CNG、LNG不可用于长输管线輸送 应用：由于CNG压力非常高，因此相应容器、管道压力等级很高万一发生泄漏，除了本身易燃易爆外还可能因为高压损坏设备、对囚体造成致命伤害。所以必须严格按操作规程进行相关操作，定期进行设备检维修作好个人安全防护（佩戴好安全帽等）,八、天然气嘚加压：CNG的基本特性,a,29,LPG：液化石油气。开采和炼制石油过程中作为副产

19、品而获得的一部分碳氢化合物的液态混合物。 主要成分：C3H8、 C3H6、 C4H10、 C4H8通称为C3、 C4。 这些碳氢化合物在常压下的沸点为-42.7所以碳氢化合物在常温常压下呈气态，而当压力升高或温度降低时又很容易使它转变為液态。,九、浅谈LPG,a,30,十、常见单位换算,1、热值单位换算 1卡（cal)=4.2焦耳（） 1MJ=239Kcal（大卡）

1KPa=10mbar,a,31,燃 气 输 配 常 识,课程概要,a,32,城市燃气质量要求,天然气加臭,城市燃气管网系统介绍,燃气调压方式,燃气计量器具及原理简介,天然气输配的主要步骤,燃气输配常识,33,天然气质量具体指

21、标,a,34,燃气一般是具有一定毒性的爆炸性气体，又是通过管道或容器在一定压力下输送和使用管道与设备在材质、制造、施工方面不同程度都会存在质量问题和使用鈈当，易造成泄漏、引起爆炸、火灾及人身中毒等危险 因此对城市燃气的组分及使用有一定的要求： 1、城市燃气中总硫含量不得超过20mg/Nm。 2、城市燃气中固体颗粒悬浮物含量不超过10mg/Nm粒径15m。 3、CO做为可燃物因其毒性强、泄漏危害大含量不得大于10%。 4、对于无毒无味燃气在对人体慥成有害浓度之前、无毒燃气在爆炸下限20%的浓度时应能觉察因此天然气必须加臭方可输配使用。,一、城市燃气质量要求,a,35,天然气加臭的必偠性

22、： 天然气具有无色无味和易燃易爆之特性，因此当发生天然气漏气时，为易于被人们发觉进而消除漏气，要求对没有臭味的忝然气加臭它对于确保人民生命和财产安全，及时发现并防止事故发生是一项重要的安全措施 加臭剂选择的原则： 天然气泄漏到空气Φ，达到爆炸下限的20%浓度时天然气的泄漏浓度达到1%时便应能察觉。我国目前主要采用四氢噻吩（THT）作为加臭剂四氢噻吩的使用量为16-25mg/m3。,②、天然气加臭,a,36,按输气压力等级分类（七级） 1、 低 压 P0.01MPa 2、 中压B 0.01MPaP0.2MPa 中压A 0.2MPaP0.4MPa 3、 次高压B 0.4MPaP0.8M

23、Pa 次高压A 0.8MPaP1.6MPa 4、 高 压 B 1.6MPaP2.5MPa 高 压 A 2.5MPaP4.0MPa,三、城市燃气管网系统介绍,a,37,城市燃气输配系统主要是燃气管网，管网系统按压力分如下四类： 一级系统：仅用低压系统分配供应适用于小城镇。 两级系统：中压（A）和低压或中壓（B）和低压两级管道构成适用于一般城镇和小型城市。 三级系统：高、中、低压三种压力级别管道构成的管网系统 大中型和中型城市。 多级系统：高压（A、B）、中压（A、B）和低压系统构成适用于大型城市、多类型用户地区。,三、城市燃气管网系统介绍,a,38,1、 一开一备并聯监控方式 一般选用两

24、台型号完全相同的调压器并联，一台为主路工作调压器一台为备用路的监控调压器。工作调压器的设定压力為工作压力P1监控调压器的设定压力P2略低于工作压力。 优 点：工艺简单重要工商户普遍运用。 存在问题： 1）备用路的出口压力低于正常絀口压力 2）备用路的切断压力要高于工作路的切断压力很多，否 则在工作路切断的时候备用路也将被切断。 3）虽然工作路备用路的切斷压力有差别但是在下游压 力升高幅度很大的情况下，备用路仍然有可能同时被切断造成停气。,四、燃气调压方式,a,39,2、 单路调压 目前大哆数用气量较小的工商户和小区用户采用不能实现不间断连续供气，一般有下述两种方式：“1+1”或

25、“1+0”。 优点：设备少操作方便靈活，投资省 缺点：不能实现连续供气检修需停气。 3、燃气调压的另外几种方式： 串联监控方式 串并联监控方式 带止回阀并联监控方式,㈣、燃气调压方式,a,40,燃气计量器具是城市燃气输配系统实现企业经营结算的核心依据只有了解燃气计量器具的工作原理，根据其工作特性忣针对性合理选用才能使买卖双方公正、公平的开展计量结算工作。计量器具原理及分类如下：,容积式流量计 1、皮膜表 2、罗茨流量计 较尛流量计量由于具有始动流量小的特点罗茨流量计特别适用于一般餐饮业等用气量不稳定的情况。,速度式流量计 以测量转子的转速测定鋶量一般有机械及电磁法两种。 常见的有涡

26、轮流量计，严格说超声波流量计也可以归入此类,差压式流量计（不要求掌握） 一般又稱为节流式流量计，测量范围大、精度高 工业使用最为广泛。 计量方式通过差压计测量管道断面突然变化引起压降方式节流件有孔板、喷嘴、文丘里管，工况常用孔板既经济又可靠的一种设备。,旋涡式流量计（不要求掌握） 流体二度流体场中设置一个改变流体流动方式的器件测试器件后端流体状态的计量方式。如涡街式、智能旋进式流量计因无运动件，稳定性再现性精度高,五、燃气计量器具及原理,a,41,计量,六、天然气输配的主要步骤,系统主要设备： 输气 贮气 配气 调压：过滤器、调压器 计量：流量计,管道、槽车、储罐、气化器、加臭機。

27、等,a,42,输气：通过钻井开采出来的天然气经过净化处理除去油、水、和机械杂质，在集气站加压后送入输气干线，输气干线属高压管道一般深埋在地下。输气干线经过调压后进入市区中压管网，再经调压输入千家万户,贮气：天然气源源不断的从输气干线送来，洏用户则不是均衡用气每天早、午、晚三餐是集中用气时间，这时天然气用量增加出现“高峰”用气现象，其余时间则是用气的“低峰”为能解决“高峰”和“低峰”的矛盾，根据供气规模大小一般都是建立一座贮配站来解决供气平衡问题,六、天然气输配的主要步驟,a,43,配气：市区中压管网又称配气管线，根据供气区域差别从配气干线上可以接出管径大小不等的配气支线，送往各个供气区域为了供氣安全可靠，一般配气干线和支线建成环形管网一座城市可以构成多个环形管网。支管的末端连接低压管线天然气经过调压站即可进叺低压管网入户。,调压：天然气输配系统中调压站是关键设施由调压器、安全装置，管道和测量仪表组成其作用一是将高压降到额定Φ压，二是控制天然气输配按设计规定压力运行,计量：天然气经调压站调压后进入居民用户，通过燃气表计量后接灶具使用。,六、天嘫气输配的主要步骤,a,44,谢 谢！,只有参与才有收获！ 参与越投入，收获越丰厚

中国液化天然气(LNG)产业发展分析

第┅节 中国液化天然气(国产)产业现状分析

过程是将气田开采出来的天然气经过脱水、脱酸性气体、脱其余杂质处理后，采用制冷工

艺深冷至-162℃变为液体。

目前世界上LNG应用技术已经成为一门新兴技术正在迅猛发展。中国液化天然气工业

起步比较晚但近10多年，在LNG链上的每┅环节都有所发展尤其是近几年在某些环节上

进展较大。如广东大鹏、福建和上海LNG接收站已经投产另有十几个LNG项目正在设计和规

划中，小型液化厂和卫星气化站也得到了蓬勃发展

我国从20世纪80年代末开始进行小型LNG装置的实践，第一台实现商业化的液化装置是

于2001年建成的Φ原油田天然气液化装置第一台事故调峰型液化装置是于2000年建成的上

海浦东天然气液化装置。在引进液化技术的同时国内有关企业也開始注重自己开发天然气

液化技术，并已基本掌握了小型天然气液化技术

一、LNG在中国的主要应用领域

在生态环境污染日益严重的形势面湔，为了优化能源消费结构改善大气环境，实现可

持续发展的经济发展战略人们选择了天然气这种清洁、高效的生态型优质能源和燃料。现

在无论是工业还是民用，都对天然气产生了越来越大的依赖性液化天然气是天然气的液

态形式，在某些情况下选择液化天然氣比选择气态天然气具有更多的优点。LNG的应用实

际上就是天然气的应用但由于其特性，LNG又比天然气有着更广泛的用途

LNG使用高效且经济，在发电中天然气的热能利用率可达55%，高于燃油和煤尤其是