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公司名称信息1城市燃气基础知识2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课程目标31燃气的分类与天然气理、化性质课程概要12天然气的生产与相关知识燃气输配知识34313233343536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么是燃气？燃气的分类与天然气理化性质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，一般是由数种单一气体组成的可燃混合气体。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，在一定压力下储集，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、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。一、什么是燃气？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：随石油开采一起喷出，经分离而获得。乙烷含量较高，平均热值：42MJ/NM3(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：46MJ/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，美国成为世界上唯一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8煤炭、石油、天然气并称为世界能源的三大支柱。我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现在的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：改善生存环境；提高生活品质)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家之一，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38.6万亿立方米，可开采量24.7万亿立方米，可供使用60年西一线、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年接收预计可达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。天然气的成分随气源产地的不同而不同。但甲烷总是主要成分。天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性，易燃、易爆的气体。天然气与其它城市燃气相比：安全、清洁、经济、方便。四、天然气基本性质11天然气比空气轻，且小于1Kg/Nm3，其密度一般在0.7-0.8kg/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：0.7643Kg/Nm3广东大鹏(澳大利亚）天然气：0.802Kg/Nm3濮阳（中原油田)天然气：0.772Kg/Nm3新疆广汇天然气：0.872Kg/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比重约为空气的1.5-2倍，比空气重，比天然气更重。五、天然气物理性质一：密度及相对密度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13应用一：因为天然气无色无味，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。加臭标准：16-25mg/NM3五、天然气物理性质二：无色无味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：生产过程中携带或长输管线吹扫、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，调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，易造成加气机冰堵。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15天然气的热值：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饱和液体变成同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热。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16几种不同地天然气及液化石油气的热值（kcal/Nm3）注：1MJ=238.9Kcal热值的应用：天然气正是拥有较高的热值，才能用作燃料涠洲岛：8809Kcal广东大鹏(澳大利亚）：9474Kcal濮阳（中原油田)：9260Kcal新疆广汇：10127.5Kcal液化石油气气态时91.96——121.22MJ/Nm321969.2—28959.5Kcal1立方LPG=？立方NG液态时45.14——45.980MJ/Kg10783.9—10984.6Kcal1KgLPG=？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、天然气的物理特性四－热值（续）天然气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杂质，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/2H2OCH4+2O2=CO2+2H2O因此：2／0.21＝9.52（空气中氧含量为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：1.2—1.6，对工业燃烧器，a：1.05—1.10六、天然气化学性质一：燃烧特性18不完全燃烧:天然气的主要成分是甲烷（CH4），它本身是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，室内的氧气会大量减少，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+3O2→2CO+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的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5－15%（占空气中体积%）；液化气的爆炸极限是1.5—9.5%六、天然气化学性质一：燃烧特性19着火温度：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，因为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传播的速度，就是火焰传播速度。甲烷最大燃烧速度为0.38米/秒。六、天然气的化学性质一：燃烧特性20脱火：由于供气压力高导致的火焰飞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火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)华白数：是一项控制燃具热负荷恒定状况的指标。在燃气工程中对不同类型燃气间互换时，要考虑华白数。华白数与燃气热值成正比,与燃相对密度平方根成反比,各国规定在两种燃气互换时华白数的变化不大于±5％～10％。W=Qh/S1/2Qh：天然气的高热值S：天然气的相对密度燃烧势：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稳定状态的综合指标。(具体计算公式比较复杂)六、天然气的化学性质一：燃烧特性21（1)两种燃气的热值不同，天然气为40MJ/Nm3，液化石油气的热值为104.65MJ/m3.（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能互换使用。（3）关键的就是华白指数和燃烧势不一样。华白指数和燃烧势是衡量所有燃气能否互换的两个重要关键指标。燃烧特性:天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22天然气无毒无腐蚀性的特点，使得钢质燃气管道内壁不用防腐处理；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23天然气的生产与相关知识24313233天然气的液化天然气的加压浅谈LPG34常见单位换算燃气的分类与天然气理化性质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、降温等过程新奥第一座LNG生产工厂是：涠洲岛设计生产能力15万方/日七、天然气的液化——LNG生产过程脱除重烃冷冻酸气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/Nm31TLNG=？立方NG气态热值：9100kcal/m3,液态热值：12000kcal/kgLNG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，可用耐低温、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。也可采用低温材料的管道进行输送，需进行保温绝热处理。由于液