城市燃气基础知识培训

燃气基础知识2013年6月第一部分：天然气行业发展燃气发展历史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、液化天然气火－照明－炊事－工商业能源利用的阶段天然气行业发展现状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54.0%27.0%9.8%9.2%煤炭石油天然气电力煤炭、石油、天然气并称为世界能源的三大支柱。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。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％。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、有序发展。天然气资源概况我国是世界上最早利用天然气的国家之一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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2005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俄气南下、海气上岸、川气入湘、LNG登陆第二部分：气源的分类气源种类天然气液化石油气人工煤气干馏煤气汽化煤气沼气气田气油田伴生气凝析气田气矿井气（煤层气）气源分类1、天然气分类来源热值（MJ/NM3）气田气由气井开采出来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天然气定义：一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层1、天然气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。1、天然气天然气的种类1、气田气从地下开采出来的气田气为纯天然气。热值一般为34.69MJ/Nm3(8300KCAL/Nm3）2、油田伴生气伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气。热值一般为45.47MJ/Nm3(10878KCAL/Nm3）3、凝析气田气含石油轻质馏分的气体。为方便运输，天然气经过加工还可形成凝析气田气。热值一般为48.36MJ/Nm3(11569KCAL/Nm3）4、煤层气从井下煤层抽出的煤矿瓦斯气。热值一般为36.37MJ/Nm3(8700KCAL/Nm3）5、矿井气开采煤炭、盐等矿产时采集的气体称为矿井气。热值一般为18.84MJ/Nm3(4500KCAL/Nm3）2、液化石油气液化石油气定义液化石油气（Liquefiedpetroleumgas）是从石油加工或石油、天然气开采过程中得来的，其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。3、人工煤气人工煤气定义由煤、焦炭等固体燃料或重油等液体燃料经干馏、汽化或裂解等过程所制得的气体，统称为人工煤气。按照生产方法，一般可分为干馏煤气和汽化煤气（发生炉煤气、水煤气、半水煤气等）。人工煤气的主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一氧化碳和氢等可燃气体，并含有少量的二氧化碳和氮等不可燃气体，热值为16000～24000千焦／立方米。4、沼气定义：有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体。简介：沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。成分：甲烷含量约为60%,二氧化碳约为35%，此外，还含有少量的氢、一氧化碳。第三部分：天然气的基本性质及主要参数（1）热值二、天然气的基本性质及主要参数1.天然气的主要参数定义：单位质量或体积的燃料完全燃烧所释放出的热量。单位及换算Cal：卡，形容热量的单位J：焦耳，形容热量的单位1卡=4.1868焦耳，1大卡=103卡1MJ=103KJ=106J，1大卡=4.1868KJ=4.1868×10-3MJNm3：标准立方米，0℃和1个标准大气压状态下的1立方米MJ/Nm3兆焦/标准立方米热值比较气源分类名称定义天然气通过生化作用及地质变质作用,在一定压力下储集的可燃气体。热值一般在35~40MJ/Nm3。人工煤气对固体和液体燃料加热干馏后得到的可燃气体。热值一般在16~24MJ/Nm3。液化石油气从油田开采和石油炼制过程中得到的燃气。是石油的副产品；主要成分：丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,还有少量戊烷以上重烃化合物。气态LPG热值一般为108MJ/Nm3。液态LPG为45~46MJ/kg沼气有机物在隔绝空气的条件下经发酵而来，又称为生物气。主要成分是甲烷和二氧化碳，热值约为：22MJ/Nm3。二、天然气的基本性质及主要参数1.天然气的主要参数甲烷临界温度-82.3℃，临界压力4.64MPa（2）临界温度和临界压力定义：当温度不超过某一数值时，对气体进行加压，可以使之液化,当超过这一数值时加多大的压力都不能时使它液化，这一温度为该气体的临界温度;在临界温度下，使其液化的最低压力为临界压力。二、天然气的基本性质及主要参数1.天然气的主要参数通常所说的沸点，是指101325Pa压力下，液体沸腾时的温度。（3）沸点密度（kg/m3）相对密度甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷正戊烷异戊烷乙烯-162.6-88.5-42.1-0.5-10.236.227.859.51标准大气压时的沸点（°C）二、天然气的基本性质及主要参数1.天然气的主要参数天然气密度大约是0.75-0.8Kg/Nm3空气的密度大约是1.29Kg/Nm3（4）密度密度比较天然气焦炉煤气气态液化石油气0.75~0.80.58~0.620.4~0.50.3~0.41.9~2.51.5~2.0密度（kg/m3）相对密度二、天然气的基本性质及主要参数1.天然气的主要参数（5）温度着火温度：燃气与空气混合物开始燃烧反应的自燃的最低温度。甲烷的着火温度是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。甲烷的理论燃烧温度是1970℃。二、天然气的基本性质及主要参数1.天然气的主要参数(6)爆炸极限定义：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。比较纯天然气液化石油气爆炸极限5-15%1.5-9.5%二、天然气的基本性质及主要参数1.天然气的主要参数每燃烧1m3天然气大约需要耗费空气10m3。在使用天然气时，应注意通风，否则容易造成缺氧。二、天然气的基本性质及主要参数2.天然气的质量要求《天然气》GB17820-1999（1）天然气的高热值大于31.4MJ/m3（2）总硫含量小于270mg/m3（3）硫化氢含量小于20mg/m3（4）CO2含量小于3%（体积）（5）无游离水城镇燃气加臭剂的最小量：燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉。二、天然气的基本性质及主要参数•比空气轻，易挥发，不易聚集•无色无味无毒•成份稳定、燃烧无异味、无杂质•爆炸极限范围小•成分清洁•燃烧产物清洁•价格稳定、便宜3.天然气作为民用燃料与液化石油气的比较•管道输送、源源不断安全经济环保便捷二、天然气的基本性质及主要参数第四部分：燃气输配系统概述燃气输送方式管道输送液化运输压缩输送燃气的输送方式长输管线天然气LNG来气源CNG高压钢瓶组来气源门站燃气的输送方式1、管道天然气（燃气输配系统的组成）长输管线气源门站中压管线储配站中压管线调压站低压管线用户储存中缅天然气管道云南支线[1]总设计21条支线和13个城市燃气项目，总投资近46亿元，覆盖云南15个州市，支线总长近1700公里。2013年将建成投产6条支线及13个城市燃气项目。2013年6月前，昆明东、西支线和腾冲、施甸、芒市、祥云6条支线项目将与中缅天然气干线同步投产。其中，昆明东支线项目途经10个县区和工业园区，全线总长约98.2公里，输气规模将达9.03亿方/年；昆明西支线项目途经5个县区和工业园区，全线总长约34.3公里，输气规模将达6.86亿方/年。同时，德宏、保山、腾冲、大理、楚雄、禄丰、安宁、玉溪、红河、富民、寻甸、嵩明等13个城市燃气项目将按计划有序推进。中缅天然气管道云南支线2013年将建成投产6条支线及13个城市燃气项目，届时，云南城市燃气使用清洁、高效天然气的愿景将变成现实。2015年将建成投产瑞丽、龙陵、永平、南华、弥渡、红河等6条支线。2017年建成投产富民、马龙、昭通、漾濞4支线。其余5条支线将在“十三五”期间陆续建成投产，预计到2020年，云南省天然气管网年供应能力将达到70亿立方米，七彩云南将真正步入绿色能源新时代。中缅天然气管道云南支线概念：该技术利用气体的可压缩性，将常规天然气施以高压进行储存，其存储压力通常为20MPa～25MPa，天然气可压缩至原来体积的1/200～1／250，大大降低了储存容积简称CNG：compressednaturalgas其中C代表COMPRESSED；N代表NATURAL；G代表GAS2、压缩天然气2、压缩天然气CNG的输配技术压缩天然气(CNG)输配技术，是利用压缩天然气汽车加气、储运技术，同城市燃气调压、储配技术相结合的产物。它充分利用了压缩天然气汽车成熟的加压工艺，经多级减压后输送到城市燃气管网，供给不同的燃气用户使用。CNG城镇燃气供应系统主要由取气点加压站、CNG钢瓶拖车、城镇卸气站（减压站）、城镇输配管网组成。3、液化天然气LNG的定义概念：LNG（LiquefiedNaturalGas），即液化天然气，是天然气的液态形式，它充分利用了天然气在常压、-162℃下液化，体积缩小约600倍的性质，为天然气的高效输送提供了新的途径，也扩大了天然气的利用领域。CNGLNG含义压缩天然气液化天然气压力10-25MPa标准大气压（0.1MPa）温度常温-162°C体积缩小倍数300600特性高压低温用途充装到气瓶，送至CNG汽车加气站或CNG供应站，供车用或生产生活用储存、运输天然气、车用CNG和LNG的对比燃气管道分类(用途)长距离输气管线城市燃气管道工业企业燃气管道分配管道用户引入管室内燃气管道工厂引入管和厂区燃气管道车间燃气管道炉前燃气管道4、燃气管道的分类管道敷设方式地下燃气管道架空燃气管道5、燃气管道的敷设方式6、室外燃气管道输送压力级别的制定压力级别压力单位（Mpa）高压燃气管道A2.5＜P≤4.0B1.6＜P≤2.5次高压燃气管道A0.8＜P≤1.6B0.4＜P≤0.8中压燃气管道A0.2＜P≤0.4B0.01＜P≤0.2低压燃气管道P≤0.01城市燃气输配系统的构成低压、中压及高压等不同压力等级的燃气管网城市燃气分配站或压气站，各种类型的调压站或调压装置储配站监控与调度中心维护管理中心7、城市燃气输配系统的构成燃气管网系统一级系统仅用低压管网来分配和供给燃气二级系统由低压和中压Ｂ或低压和中压Ａ两级管道组成三级系统包括低压、中压