液化天然气知识培训资料

广安天然气有限公司培训资料-1-1第一章概述一、什么是城市燃气城市燃气是指可以供城市居民、企事业单位使用的各种气体燃料的总称。随着资源的开发和综合利用，用作城市燃气的气体燃料无论在数量上、品种上都在不断增长与扩大。燃气是以可燃气体为主要组分的混合气体燃料。50年代以前燃气主要采用煤加工生产，因此习惯地把这类混合气体燃料称为“燃气”。随着社会生产的发展，燃气的生产方式、气源及组分都有了很大的变化。天然气、液化石油气逐渐成为城市燃气的重要气源。城市燃气是指可以作为供给城市居民、工业使用的燃气。并不是所有燃气均可作为城市燃气使用，对供城市使用的燃气——城市燃气，是有一定的质量标准的。在我国作为城市燃气的主要气源有：人工煤气、天然气及液化石油气三大类。人工煤气的种类较多，有以固体燃料——煤为原料的煤制煤气，也有以液体燃料——重油、石油等为原料的油制气化煤气。天然气包括井气天然气、石油伴生气和矿井气等。液化石油气一部分来自油气田，一部分来自炼油厂。随着我国石油工业的发展，液化石油气将得到更为广泛的应用。二、城市燃气的发展历史1、分为四个阶段第一阶段：煤制气18世纪末期第二阶段：油制气20世纪以来第三阶段：煤、油混合制气20世纪以来第四阶段：天然气20世纪60年代以后有人预言21世纪是天然气时代，天然气的消费比重占整个能源的比重从1950年9.8%增长至1997年23.2%,成为能源家族的后起之秀,据能源专家预测,大约在2020年以后,世界天然气消费将超过石油,跃居各种能源之首。目前发达国家天然气消费比例都很高，美国占整个能源的27%，在三种能源中仅次于石油，俄罗斯天然气占52.6%,完全超过了煤和石油。而我国天然气用量仅占2%，与世界水平相差甚远。（新疆已探明天然气储量3900亿立方米，陕甘宁2400亿立方米，四川2700亿立方米）三、城市燃气的分类随着我国燃气工业的不断发展，供气规模、气源类型和用具类型等都在不断增加。不同类型燃气的成分、热值和燃烧特性等并不相同。城市燃气供应过程中，燃气组分和特性是经常变化的。其允许的变化范围，取决于燃具和加热工艺要求的承受能力。因此，以燃气的燃烧特性指标进行分类，这是用气设备分类及标准化、系列化的基础，也是燃气生产和供应部门根据规定，调整多种燃气的掺混比例，以确保燃气供应基本质量的基础。1、燃气的互换性互换性是城市燃气的重要指标。具有多种气源的城市，常常会遇到以下两种情况：一种是，随着燃气供应规模的发展和制气方式的改变，某些地区原来使用的燃气可能由其他一种性质不同的燃气所替代；另一种是，基本气源发生紧急事故，或在高峰负荷时，需要在供气系统中掺入性质与原有燃气不同的其他燃气。当燃气成分变化不大时，燃烧器燃烧工况虽有改变，但尚广安天然气有限公司培训资料-2-2能满足燃具的原有设计要求；当燃气成分变化较大时，燃烧工况的改变使得燃具不能正常工作。任何燃具，都是按一定的燃气成分设计的。设某一燃具以a燃气为基准进行设计和调整，若以b燃气来置换a燃气，此时燃具不加以任何调整而能保证正常工作，则表示b燃气可以置换a燃气，或称b燃气对a燃气具有“互换性”。反之，如果燃具不能正常工作，则称b燃气对a燃气没有互换性。为了达到互换性的要求，制气方法不能随意选用，新的制气方法（置换气）须对原制气方法（基准气）具有互换性。2、燃气的燃烧特性指标决定燃气互换性的是燃气的燃烧特性指标：华白指数（或称发热指数）和燃烧势（或称燃烧速度指数）。当燃气性质（燃气成分）改变时，华白指数和燃烧势同时改变。（1）华白指数华白指数是在互换性问题产生初期所使用的一个互换性判定指数。在置换气和基准气的化学、物理性质相差不大、燃烧特性比较接近时，可以用华白指数指标控制燃气的互换性。各国一般规定，在两种燃气互换时，华白数的变化不大于±5％~10％。华白指数是一项控制燃具热负荷衡定状况的指标。华白指数W按下式计算：SHWh式中Hh――燃气高热值（MJ/m3）；S――燃气相对密度（空气＝1）。当使用燃气低热值来计算华白指数W时，应注明，并在燃气互换时统一计算热值。（2）燃烧势随着气源种类的增多，出现了燃烧特性差别较大的两种燃气的互换性问题，除了华白指数以外，还必须引入燃烧势的概念。燃烧势反映燃气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的倾向性，是一项反映燃具燃气燃烧稳定状况的综合指标。燃烧势CP按下式计算：dCHCOHCHKCPnm423.06.00.1式中H2、CmHn、CO、CH4――燃气中氢、碳氧化合物（除甲烷以外）、一氧化碳、甲烷组分含量（体积％）；d――燃气相对密度（空气＝1）；K――燃气中氧含量修正系数，按下式计算22054.01OK式中O2――燃气中氧组分含量（体积％）。3、燃气的分类燃气按燃烧特性分类是参照国际上的分类标准，结合我国各地城市燃气现状编制的城市燃气的分类见表1-1。我国基准燃气及界限燃气燃烧特性见表1-2。广安天然气有限公司培训资料-3-3城市燃气的分类表1-1类别华白指数W[Mj/m3]燃烧势CP标准范围标准范围人工煤气5R6R7R22.727.132.721.1~24.325.2~29.030.4~34.99410812155~9663~11072~128天然气4T6T10T12T13T18.026.443.853.556.516.7~19.324.5~28.241.2~47.348.1~57.854.3~58.8252933404122~5725~6531~3436~8840~94液化石油气19Y22Y20Y81.292.784.276.9~92.776.9~92.776.9~92.748424642~4942~4942~49我国基准燃气及界限燃气燃烧特性表1-2类别基准燃气界限燃气波动范围典型地区采用国外标准W[Mj/m3]CPW[Mj/m3]CPWCP基准气界限气国家和地区标准采用程度人工煤气5R6R7R21.427.132.79010812119.9~22.825.2~29.030.4~34.953~9263~11072~128-7~7-7~7-7~7-41~2-42~2-40~6上海沈阳北京天津、东北等东北、南京鞍山、马鞍山S2093-88JIS参照天然气4T6T10T12T13T18.026.443.853.556.5252933404116.7~19.324.5~28.241.2~47.348.1~57.854.3~58.822~5722~6531~3436~8840~94-7~7-7~7-6~8-10~8-4~4-12~128-14~124-6~3-10~120-3~129抚顺锦州广东四川天津阳泉－－中原、东北等中原、胜利、大庆S2093-83JIS参照IGU、EN26等效JIS参照液化石油气19Y22Y20Y81.292.784.248424676.9~92.776.9~92.776.9~92.742~4942~4942~49-5~14-7~0-9~10-13~20~17-9~7全国全国全国全国全国全国JIS、IGUIOCT、EN等效四、天然气的优点天然气是优质高效的清洁能源，它热值高，燃烧后产生的有害物质少，被称为“绿色燃料”，有资料表明，相等热值的天然气和煤炭燃烧时，燃用天然气排放的颗粒物只是煤炭的1/616，二氧化硫为1/120，一氧化碳为1/132，二氧化碳不到2/3。如用1亿立方米天然气替代煤炭供民用，每年可节煤30万吨，节煤率达50-70%，减少烟尘300吨，减少二氧化硫排放量3600吨。近年来国际上天然气被广泛用于天然气汽车、发电和化工原料。五、天然气的组分和种类广安天然气有限公司培训资料-4-4（一）天然气的组分天然气的主要成分是气态烃类，甲烷一般占80%~90%，常含有少量二氧化碳、硫化氢等气体和少量稀有气体如氦、氩等。天然气的一般组分与低热值表1-3序号天然气类别一般组分（体积%）低热值（103Kal/Nm3）CH4C3H8C4H10CNHMCOH2CO2O2N21气田气980.30.30.4————1.086502油田伴生气81.76.24.864.94——0.30.21.8108603凝析气田气74.36.751.8714.91——1.62—0.55115504矿井气52.4—————4.67.036.04500（二）天然气的种类1.根据矿藏特点分类根据矿藏特点分类可分为伴生气和非伴生气。伴生气是伴随原油同时被采出；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气，两者在地层中为均一的气相。凝析气田天然气由井口流出后，经减压降温、分离为气液两相。气相经净化后，成商品天然气，液相凝析液主要是凝析油，可能有部分被凝析的水分。纯天然气主要成分是甲烷，还有少量的乙、丙、丁烷和非烃气体。凝析气田天然气（指井口流出物），除有甲烷、乙烷外，还含有一定量的丙、丁烷以上烃类气体、芳香烃、天然气汽油、柴油等。油田伴生气组成和分去凝析以后的凝析气田天然气相类似。2.根据天然气组分分类根据组分天然气可分为干气、湿气、贫气和富气，也可分为酸性天然气和洁气等。结合我国情况，参照国外资料，其定义为：干气：每一基m3（压力为0.1Mpa、温度为20℃的状态）井口流出物中，C5以上重烃液体含量低于13.5cm3的天然气。湿气：每一基m3井口流出物中，C5以上重烃液体含量超过13.5cm3的天然气。一般湿气需进行分离出液态烃产品和水分后才能进一步加工利用。富气：每一基m3井口流出物中，C3以上重烃类液体含量超过94cm3的天然气。贫气：每一基m3井口流出物中，C3以上重烃类液体含量低于94cm3的天然气。酸性天然气：含有显著H2S和CO2等酸性气体，需要进行净化处理才能达到管输标准的天然气。洁气：H2S和CO2含量甚微，不需要进行净化处理的天然气。六、天然气的输送天然气的输送有长距离管路输送和液化天然气（LNG）输送方式等，另外，还可采用移动管束式汽车输送。1、长距离管输城镇天然气传统的气源供应模式是通过长输管线来实现。天然气管输有五大环节：（集气）采气→净气→输气→储气→配气（供气）。长输系统由集输管网、气化净化设备、起点站、输气干线、输气支线、中间调压计量站、压气站、燃气分配站、管理维修站、通讯与遥控设备、阴极保护站（或其他电保护装置）等组成。2、液化天然气（LNG）广安天然气有限公司培训资料-5-5天然气的主要组成——甲烷是永久性气体，在常温下不能用压缩的方法使其液化，只有在低温下（-162℃）才能变为液态。天然气液化后储存在以绝热材料制造的储罐中，可通过船、铁路和车运方式输送。天然气液化前必须净化，脱除深冷中可能固化的物质，如水、二氧化碳、硫化氢及丙烷以上的重烃类，因为它们在深冷条件下会变成固体，覆盖在冷却表面，即使不发生冰堵，也会严重影响效率。净化后的天然气经过制冷为液态，体积变成气态体积的1/625，这使天然气在储罐中的储存量增大。广汇LNG主要采用铁路及车运方式运输。3、移动管束式汽车运输天然气由于国内天然气长输管线尚未形成网络，远不能满足工业、商业及民用对天然气输配供应的需要，对于许多城镇或居民小区，或对于某些产量低且不稳定的零星气田或单井，没有必要向城镇敷设一条永久性管线。因而，对于天然气的供应，除长输管线和液化天然气外，也可采用通过专用车辆，即移动管束式汽车由公路运输压缩天然气（CNG）。七、LNG知识1、LNG生产与运输（1）LNG的概念LNG是液化天然气的英文名称（Liquefiednaturalgas）的缩写，是将天然气净化冷却而成的深冷液体，因此也可称为液态天然气，常压沸点为-162.15℃。（2）LNG的主要参数常压沸点：-162.15℃热值：8900～10200Kcal/Nm3液体密度：0.42～0.485Kg/L辛烷值：130（研究法）汽化潜热：121.87Kcal/Kg气液体积比：600～625：1甲烷含量：81～99%（3）LNG组份有关四个油气田的LNG组份名称中原油田吐哈油田西澳卡拉沙气田印尼东周气田备注甲烷CH4%95.85782.388.77