1燃气供应基本知识

第一章燃气供应基本知识课程内容燃气需用工况5供气原则6城镇燃气气源的要求33燃气的用户类型4燃气的种类1燃气的基本性质2第一章燃气供应的基本知识燃气：混合气体可燃气体：CxHy、H2、CO可燃气体：CO2、N2第一章燃气供应的基本知识生物气（沼气）人工燃气液化石油气天然气一、燃气的种类按其来源与生产方式不同可分为四类：第一章燃气供应的基本知识天然气的生成天然气是由有机物质生成的，这些有机物质是海洋、湖泊中或陆地上的动、植物遗体，在特定的地质环境中，经去氧加氢富集碳的过程形成分散的碳氢化合物。第一章燃气供应的基本知识天然气的生成天然气天然气气田储集层盖层圈闭第一章燃气供应的基本知识天然气生成之后，能储存天然气并能使天然气在其内部流动的岩层，称为储集岩层，又叫储集层。储集层主要有以下几种：（1）碎屑岩类储集层，包括砂岩、砂层、砾石层等。（2）碳酸盐类储集层，包括石灰岩、白云质石灰岩及白云质灰岩等。（3）其他岩类储集层，包括由岩浆岩、变质岩和泥质沉积岩等。第一章燃气供应的基本知识盖层是指储集层上面的不渗透层，它能阻止天然气的逸散。常见的盖层有泥岩、页岩、盐岩及致密的石灰岩和白云岩等。圈闭是储集层中富集天然气的容器，天然气在迁移过程中遇到圈闭就会停止移动并聚集起来。当一定数量的天然气在圈闭内聚集后，就形成气藏。如果同时聚集了石油和天然气，则称为油气藏。有一个或几个气藏就组成一个气田。第一章燃气供应的基本知识气田气（或纯天然气）石油伴生气凝析气田气天然气的分类煤矿矿井气按其矿藏特点或气体组成不同可分为四类：第一章燃气供应的基本知识气田气是指由气田开采出来的纯天然气。其主要成分为甲烷，含量约为80％-90％，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮及微量的氦、氖、氩等气体。我国四川的天然气即为气田气，其中甲烷含量一般不少于90％。第一章燃气供应的基本知识凝析气田气是指含有少量石油轻质馏分(如汽油、煤油成分)的天然气。当凝析气田气由气田开采出来后，经减压降温，可分离为气液两相。凝析气田气中甲烷含量约为75%。第一章燃气供应的基本知识石油伴生气是指与石油共生的、伴随石油一起开采出来的天然气。又分为气顶气和溶解气两类。气顶气是不溶于石油的气体，为保持石油开采过程中必要的井压，这种气体一般不随便采出。溶解气是溶解在石油中，伴随石油开采而得到的气体。第一章燃气供应的基本知识煤矿矿井气是指从井下煤层抽出的煤矿矿井气。第一章燃气供应的基本知识天然气的勘探方法：地质法地球物理法钻探法天然气的开采方法：钻井法天然气的开采与加工第一章燃气供应的基本知识地质法也称地面调查法，即在地面利用自然露头或人工剖面来直接进行地质观察，研究岩石及地层构造等情况，分析有无天然气生成与储存的条件。地球物理勘探法是在地面或水面上利用各种仪器对地下地质构造进行勘察。一般有重力、磁力、电法和地震等四种勘探方法。钻探法是根据地球物理勘探的结果，在可能的含油气构造上钻探井，钻穿目的层，直接了解岩石性质和含油气情况。第一章燃气供应的基本知识天然气的集输井场装置井场装置集气站天然气处理厂输气干线矿场压气站干线首站第一章燃气供应的基本知识干馏煤气油制气气化煤气人工燃气分类高炉煤气第一章燃气供应的基本知识干馏煤气干馏是指当固体燃料(如煤)隔绝空气受热时，分解产生可燃气体(如煤气)、液体(如焦油)和固体(如焦炭)等产物的化学加工过程。干馏煤气是在以煤为原料的干馏过程中逸出的煤气。第一章燃气供应的基本知识气化煤气固体燃料的气化是指将固体燃料（如煤或焦炭）在高温下与气化剂（如空气、氧、水蒸气等）相互作用，通过化学反应使固体燃料中的可燃物质转变为可燃气体的过程。根据气化原料、气化剂、气化炉的结构和操作条件不同又分为发生炉煤气、水煤气和压力气化煤气等。第一章燃气供应的基本知识发生炉煤气的生产是以空气和水蒸气作为气化剂的连续制气过程，主要组分为H2和CH4。水煤气的生产是以水蒸气作为气化剂的间歇制气过程，主要组分是CO和H2，毒性大，不可以单独作为城市燃气的气源。压力气化煤气是以高压氧和水蒸气作为气化剂的连续制气过程。第一章燃气供应的基本知识油制气油制气是以石油及其副产品(如重油)为原料，经过高温裂解而制成的可燃气体。目前，我国主要采用重油为原料，制气方法有：热裂解法（主要组分为CH4、C2H4和C3H6）、催化裂解法（主要组分为CH4和CO）和部分氧化法。第一章燃气供应的基本知识高炉煤气高炉煤气是冶金工厂炼铁时的副产气，主要组分是CO和NH3。第一章燃气供应的基本知识人工燃气净化的目的降低温度脱除水分脱除其中的有害杂质回收有价值的副产品第一章燃气供应的基本知识液化石油气液化石油气是石油开采、加工过程中的副产品，通常来自炼油厂。液化石油气的主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。第一章燃气供应的基本知识天然石油气炼厂石油气液化石油气分类天然石油气可以从石油伴生气和凝析气田气中提取。炼厂石油气是在石油炼制及加工过程中得到的副产品。第一章燃气供应的基本知识液化石油气特点常温常压气态热值高比空气重易燃易爆第一章燃气供应的基本知识沼气沼气是各种有机物质（如蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等），在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生的可燃气体。发酵的原料：粪便、垃圾、杂草和落叶等。第一章燃气供应的基本知识二、燃气的性质1物理化学性质沸点和露点体积膨胀工作温度不能低于露点温度，产生凝析液积聚管道低洼处使流通面积减小，甚至堵塞管道容积膨胀系数很大，大约比水大16倍。在液化石油气储罐及钢瓶的灌装时，必须考虑温度升高时液体体积的增大，留有一定的膨胀空间第一章燃气供应的基本知识二、燃气的性质2热力与燃烧特性热值爆炸极限高热值低热值工程计算依据下限可燃气体的含量少到不能形成爆炸性混合物上限可燃气体的含量增加到一定程度由于缺氧不能形成爆炸性混和物第一章燃气供应的基本知识热值是指单位数量的燃气完全燃烧时所放出的全部热量。燃气的热值分为高热值和低热值。高热值是指单位数量的燃气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的原始温度，烟气中的水蒸气凝结成同温度的水后所放出的全部热量。低热值是指在上述条件下，烟气中的水蒸气仍以蒸气状态存在时，所获得的全部热量。第一章燃气供应的基本知识二、燃气的性质3燃烧所需空气量理论空气量实际空气量22205.1)4(5.05.0211OSHHCmnCOHVmn0VV0VV过剩空气系数第一章燃气供应的基本知识三、城镇燃气气源的要求1气源选择依据气源资源、城镇条件多种气源多种途径因地制宜合理利用优先发展天然气扩大液化石油气供应慎重发展人工煤气第一章燃气供应的基本知识2城镇燃气的基本要求热值高毒性小杂质少三、城镇燃气气源的要求第一章燃气供应的基本知识(1)热值高燃气热值过低，输配系统的投资和金属耗量就会增加。燃气低发热值一般应大于14.7MJ/m3。当小城镇采用人工燃气做气源时，燃气的热值可适当降低，但不应低于11.7MJ/m3。(2)毒性小为防止燃气泄露引起中毒，确保用气安全，城镇燃气中的一氧化碳等有毒成分的含量必须控制。第一章燃气供应的基本知识(3)杂质少燃气中的杂质及有害成分会影响燃气的安全供应。杂质可引起燃气系统的设备故障、仪表失灵、管道阻塞、燃具不能正常使用，甚至造成事故。第一章燃气供应的基本知识3杂质及有害物的影响焦油与灰尘硫化物萘氨一氧化碳氧化氮水三、城镇燃气气源的要求第一章燃气供应的基本知识1）焦油与灰尘阀门关闭不严、阻塞管道和用气设备2）硫化物硫化氢和二氧化硫酸雨3）萘在温度较低时，气态萘会以结晶状态析出，附着于管壁，使管道流通截面变小，甚至堵死。4）氨氨对燃气管道、设备及燃具都有腐蚀作用，燃烧时会生成(NO、NO2)等有害气体。微量的氨有利于保护金属管道及设备。第一章燃气供应的基本知识5)一氧化碳无色、无味、剧毒气体。一般要求城镇燃气中一氧化碳含量小于10％。6)氧化氮空气中氧化氮的浓度达到0．01％时，可刺激人的呼吸器官，长时间呼吸则会危及生命。7)水降低管道的输送能力；加剧硫化氢和二氧化碳等酸性气体对金属管道及设备的腐蚀；如果输送含水的燃气，输配系统还需要增加排水设施和管道的维护工作。第一章燃气供应的基本知识天然气的技术指标项目一类二类三类高发热值(MJ/m3)31.4总硫（以硫计）（mg/m3）≤100≤200≤460硫化氢（mg/m3）≤6≤20≤460二氧化碳（%）≤3.0水路点（℃）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环境温度低5℃第一章燃气供应的基本知识人工然气的技术指标项目杂质限量焦油和灰尘（mg/m3）10硫化氢（mg/m3）20氨（mg/m3）50萘（mg/m3）50/P×105（冬季）100/P×105（冬季）含氧量（%）1一氧化碳（%）10第一章燃气供应的基本知识4燃气的加臭三、城镇燃气气源的要求具有独特的、可以使人察觉的气味。使用中当燃气发生泄露时，应能通过气味使人发现；在重要场合，还应设置检漏仪器。第一章燃气供应的基本知识4燃气的加臭三、城镇燃气气源的要求(1)燃气中含臭剂量的标准1）对于有毒燃气，要求在达到对人体有害的浓度之前，一般人应能察觉；2)对于无毒燃气在达到其爆炸下限的20％浓度时，一般人应能察觉；3)当临时寻找地下管道的漏气点时，可以增加至正常使用量的10倍；第一章燃气供应的基本知识4燃气的加臭三、城镇燃气气源的要求(2)加臭剂特性1)不应对人体、管道或与其接触的材料有害；2)应具有持久、难闻特殊臭味；3)有适当的挥发性；4)能完全燃烧，燃烧产物不应对人体有害，并不腐蚀或损伤材料；5)不与燃气的组分发生化学反应；6)溶解于水的程度不应大于2.57)价格低廉。第一章燃气供应的基本知识4燃气的加臭三、城镇燃气气源的要求加臭方式：滴入式：吸收式主要加臭剂：四氢塞吩(THT)乙硫醇(EM)第一章燃气供应的基本知识滴入式：将液态加臭剂的液滴或细液流直接加入燃气管道，加臭剂蒸发后与燃气气流混合。这种装置体积小，结构简单，操作方便。一般可在室外露天或遮阳棚内放置。吸收式：将液态加臭剂在加臭装置中蒸发，然后将部分燃气引至加臭装置中，使燃气被加臭剂蒸气所饱和。加臭后的燃气再返回主管道与主流燃气混合。第一章燃气供应的基本知识两种情况：一种是原来使用的燃气要由其他性质不同的燃气所代替，即发生气源转换；另一种是在多气源共存的情况下，需要将不同的燃气进行混配供应。三、气源的转换与混配第一章燃气供应的基本知识进行气源转换时，特别是新的气源与原来的气源性质有较大的差异时，燃气供应系统的设施与用户燃烧设备都要进行相应的改变。气源转换工作主要有：分析新老气源的性质、调研管网系统情况(包括管网压力级制、管材、连接方式、附属设施的设置等)、制定改造方案和实施计划等。不管哪种混配，为使管网及燃具正常工作，都要求新的燃气(置换气)与原有燃气(基准气)符合互换性条件。第一章燃气供应的基本知识四、燃气的用户类型城镇居民用户商业用户工业用户其他扩展用途第一章燃气供应的基本知识主要用于炊事和生活用水的加热。我国目前居民使用的燃具多为民用双眼灶(或烤箱灶)及快速热水器。用气特点是：单户用气量不大，用气随机性较强。（一）城镇居民用户第一章燃气供应的基本知识居民区配套的公共建筑设施(如宾馆、旅馆、饭店、学校、医院等)、机关、科研机构等的生产及生活用气。用气特点是：用气量不很大，用气比较有规律。（二）商业用户第一章燃气供应的基本知识主要是将燃气用于生产工艺的热加工用气特点是：用气比较有规律，用气量较大，而且用气比较均衡。在供气不能完全满足需要时，还可以根据供气情况要求工业用户在规定的时间内停气或用气。（三）工业用户第一章燃气供应的基本知识（1）燃气采暖与空调1)集中采暖利用原有的燃煤或燃油集中采暖系统，只将其中的燃煤或燃油锅炉改造或更换为燃气锅炉；2)单户独立采暖只要燃气能送到的地方均可以实现单户独立采暖。用户只需要有一台燃气热水器，即可同时解决生活热水和采暖问题。3）燃气空调和以燃气为能源的热、电、冷三联供缓解夏季用电高峰、减少环境污