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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一帆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天然气基础知识城镇燃气基础知识永新公司——王应发天然气基础知识天然气基础知识1燃气行业常用标准2主要内容天然气基础知识1.1天然气的组成和分类燃料分类气体燃料液体燃料固体燃料天然气、液化石油气、人工燃气柴薪、煤汽油、柴油、煤油燃料及其分类天然气基础知识1.1天然气的组成和分类什么是燃气1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。天然气基础知识一、天然气的组成和分类什么是天然气1广义定义：凡天然形成的气体物质。2燃气专用定义：天然形成的，以甲烷为主要成分的可燃气体。天然气基础知识燃气的历史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天然气的组成和分类燃气的种类天然气基础知识城镇燃气主要种类1.1天然气的组成和分类燃气的种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）天然气基础知识城镇燃气主要种类天然气（SNG、LNG、CNG、可燃冰、页岩气）—主要成分甲烷液化石油气（LPG）—主要成分丙烷、丙烯、丁烷、丁烯；应用在部分餐饮行业，也可作为城镇燃气的调峰气源使用。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。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燃气的种类天然气基础知识1.1天然气的组成和分类天然气的分类按矿藏特点分类ADCB气田气油田伴生气凝析气田气煤田伴生气或瓦斯气或煤层气或矿井气以纯气田产出的天然气叫气田气。气田气中甲烷的含量在90％以上。气田气的低热值为36MJ/m3。从油田开采石油时随同采出的天然气叫油田伴生气。其中甲烷含量在80％～90％以上，热值约为48MJ/m3左右。含有凝析油的气田叫凝析气田，凝析气田所产生的天然气叫凝析气田气。在形成煤的过程中伴随着形成可燃气体并聚集在合适的地质构造之中，主要成分为甲烷，同时含有少量的二氧化碳。天然气基础知识天燃气主要种类1.1天然气的组成和分类燃气的种类分类来源热值（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天然气基础知识组分物质名称组分物质分子量体积组成（％）甲烷16.04393.5乙烷30.072.3丙烷44.0971.2丁烷58.120.3硫化氢34.091.5氮气28.021.2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基础知识1.2天然气及其组分的性质天然气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1.2天然气及其组分的性质天然气其它性质天然气的重度和密度重度的定义：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。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=天然气的相对密度——无量纲即无单位相对比重的定义：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。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1.2天然气及其组分的性质天然气其它性质天然气的燃点和自燃点燃点——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645℃。自燃点——可燃气体能自燃着火的最低温度。燃烧燃烧定义：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◆点火源三者缺一不可，应同时具备。这三者叫燃烧三要素。天然气燃烧：天然气主要组分甲烷的燃烧方程式：CH4＋2O2＝2H2O＋CO2＋Q天然气基础知识1、分子式及分子量分子式：CH4分子量：16.043天然气行业内部都以CH4代表天然气，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。二、天然气基本知识及主要性质检测甲烷的设备有哪些呢？天然气基础知识1.2天然气及其组分的性质天然气其它性质天然气完全燃烧化学方程式：CH4＋2O2＝2H2O＋CO2＋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）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：2÷21%=9.52Nm3。点火源的种类机械能：撞击、摩擦绝热压缩、冲击波；热能：加热表面、火焰、高温气体、辐射热；电能：电火花、电弧、静电；光能：紫外线、红外线；化学能：触媒（催化剂）、本身自热等。所有的燃具都是耗氧设备！天然气基础知识空气的体积组成空气为混合物密度：1.293Kg/cm3组成：氮气78%、氧气21%、其它气体1%分子量：29无色无味缺氧时，易产生窒息现象天然气基础知识若供给燃烧的氧气量不足，会发生不完全燃烧，产生一氧化碳气体。2CH4+3O2=2CO+4H2O+Q由上面反应方程式可以看出，1份体积甲烷+1.5份体积氧气生成4份体积水蒸气和2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。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（灶具CO—0.05%，快速式CO—0.06%）天然气基础知识一氧化碳中毒机理一氧化碳中毒，主要是一氧化碳破坏了人体血液中正常供氧量。血红蛋白：载体；CO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(COH6)，而不再与氧结合，人体就缺氧。一般人体中COH6的死亡线是65%。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）会发生不完全燃烧现象。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。天然气基础知识1.2天然气及其组分的性质天然气其它性质天然气的爆炸极限爆炸极限——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。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。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。如何理解5%～15%？其中甲烷占多少？空气占多少？为了避免燃气“燃爆”事故的发生，须控制用气环境与点火源。天然气基础知识1.2天然气及其组分的性质天然气其它性质天然气的热值——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。重庆地区天然气的低热值约为35.5MJ/m3。燃烧与爆炸的关系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。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1.2天然气及其组分的性质天然气其它性质天然气的热值——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。重庆地区天然气的低热值约为35.5MJ/m3。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/标准立方米天然气基础知识1.2天然气及其组分的性质天然气其它性质沸点通常所说的沸点，是指101325Pa压力下，液体沸腾时的温度。甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷正戊烷异戊烷乙烯-162.6-88.5-42.1-0.5-10.236.227.859.51标准大气压时的沸点（°C）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城镇天然气的质量标准天然气分类标准：《天然气》GB17820—1999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；项目质量标准ⅠⅡⅢⅣ高位发热值(MJ/m3)A组31.4B组14.65～31.4总硫（以硫计）mg/m3含量≤100≤200≤460﹥480硫化氢(mg/m3)≤6≤20实测实测CO2（体积％）≤3.0水分无游离水天然气基础知识天然气加臭加臭意义燃气的泄漏有三大害处：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。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基础知识天然气加臭加臭要求对有毒燃气，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。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基础知识1.4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P＜10kPa中压B燃气管道10kPa≤P≤0.2MPa中压A燃气管道0.2MPa＜P≤0.4MPa次高压B燃气管道0.4MPa＜P≤0.8MPa次高压A燃气管道0.8MPa＜P≤1.6MPa高压B燃气管道1.6MPa＜P≤2.5MPa高压A燃气管道2.5MPa＜P≤4.0MPa天然气基础知识1.5燃气的输送方式燃气输送方式管道输送液化运输压缩输送天然气基础知识1.5燃气的输送方式长输管线天然气LNG来气源CNG高压钢瓶组