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主讲：杨俊兰天津城建大学MP:13820491855EM:yjlfg@163.com要点天然气发展状况天然气的应用天然气输配技术天然气水合物-可燃冰一、天然气发展状况1、公元前2000年间，伊朗首先发现了从地表渗出的天然气。2、中国利用天然气是在约公元前900年。中国在公元前211年钻了第一个天然气气井，据有关资料记载深度为150米（500英尺）。3、我国四川人民最早利用天然气煮盐是闻名于世的。晋朝常璩（音“渠”）在《华阳国志》中记载了2200年前的秦始皇时代四川临邛县(今邛崃县)劳动人民钻井开采天然气煮盐的情景。采用竹管输送天然气到火井盐锅熬制食盐的技术——井火煮盐图天燃气发展历史4、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。5、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）6、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燃气发展历史天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。1、天然气的形成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。天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中，也有少量出于煤层。1112、天然气成因生物成因气：沼气2油型气：石油伴生气11煤型气：煤层气一、天然气常识112423天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体。天然气比重0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒特性。天然气加臭剂四氢噻吩THT(C4H8S)和乙硫醇(C2H5SH)。天然气在空气中的爆炸浓度为5%～15%。一、天然气常识3、天然气物理特性天然气气田气——气井开采出来的纯天然气，38MJ/Nm3油田伴生气——随石油开采而分离获得，42MJ/Nm3凝析气田气——从天然气凝析的石油轻质馏分，46MJ/Nm3矿井气——原煤开采中从井下煤层中抽出的可燃气，18.8MJ/Nm3液化石油气液化石油气——石油开采和炼制过程中的副产品，46.2MJ/Nm3管道混空气——液化气掺混空气而成人工煤气发生炉煤气，以空气为气化剂水煤气，以水蒸汽为气化剂干馏煤气，通过对煤加热产生煤气4、燃气的分类天然气的供应方式管道天然气指通过长输管道把天然气引入到各个城市。液化天然气（缩写为LNG）指在一个大气压下，天然气被冷却至约-162℃时，可以由气态转变成液态，其体积约小为同量气态天然气体积的1/600，重量仅为同体积水的45%左右。压缩天然气（缩写为CNG）指把天然气加压到20—25Mpa的压力后以气态储存在容器中的方式。它与管道天然气的组分相同。CNG:Compressed（压缩）Natural（天然）Gas（气体）的简称，压缩天然气是将常压的天然气进行压缩后便于运输、储存，主要用于民用管网、工业原料、燃料和燃气汽车能源。压缩天然气体积受压力和温度影响。比如20MPa、20℃下的1m³压缩天然气大约为220m³，但随压力的下降，压缩比例不为正比关系。常规CNG拖车18m³，20MPa、20℃充满大约3960立方天然气。CNG加压过程物理做功：母站加压充气，温度上升。CNG减压过程膨胀制冷：冰箱原理。减压需加热。一、天然气常识1）压缩天然气CNG天然气供应方式2)液化天然气LNG：LNG:Liquefied（液化）Natural（天然）Gas（气体）的简称，是先将气田生产的天然气净化处理，再经超低温（-162℃）液化就形成液化天然气。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600。LNG拖车50立方水容积，大约能装20吨LNG，约30000天然气。因LNG储存体积为CNG的2-3倍，天然气利用正朝LNG方向发展。LNG吸热气化。液化天然气（LNG）技术除了用来解决运输和储存问题外，还广泛地用于天然气使用时的调峰装置上。天然气供应方式液化石油气有两种，一是天然石油气，不含有烯烃，另一是从原油经炼制后生产的辅助产品，其主要成分是丙烷（C3H8）、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)和丁烯(C4H8)，习惯上又称C3、C4，即只用烃的碳原子（C）数表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，LPG在适当的压力（3－8公斤）下以液态储存在储罐容器中；当压力升高或温度降低时，很容易转变成液态。从气态转变成液态，其体积约缩小250倍。气态液化石油气的热值为92—121MJ/Nm3，液态液化石油气的热值为46.5MJ/Kg。气态液化石油气密度在1.9—2.5Kg/Nm3之间。液化石油气（LPG）名称丙烷丙烯丁烷丁烯化学式C3H8C3H6C4H10C4H8体积分数7%28%23%42%燃烧发热（kJ/mol）224721262996272014公司名称信息名称热值参考单价热效率耗用量折合费用天然气9200Kcal/Nm34.9元/m3≥92%1Nm34.9元电860Kcal/度0.78元/度≥95%10.7度8.3元液化气11000Kcal/Kg7.5元/公斤≥92%0.86公斤6.45元柴油10200Kcal/Kg7.3元/公斤≤88%0.97公斤7.1元重油9800Kcal/Kg4.0元/公斤≤83%1.1公斤4.40元煤炭5500Kcal/Kg1.1元/公斤≤60%3.1公斤3.41元无论何种能源，我们需要的是发热量，是燃烧这种能源同类条件下产生多少能量，这包括有燃烧效率和吸热效率。1方天然气与各类替代能源的折算参数高效经济：燃烧综合热效率高，价格稳定，产生同样的热量比柴油、液化石油气便宜。安全可靠：国家鼓励替代能源，不会面临政策性风险。管道输送，源源不断，无储存、运输成本。不用担心消防安全检查，不会面临整改和取缔的风险清洁方便：成分稳定（CH4)，燃烧后生成水和二氧化碳，清洁环保，不会产生污染空气品质的有毒物质。价格稳定政策支持天然气的综合优势我国燃气的发展历程与现状第一阶段：20世纪80年代前---人工煤气第二阶段：20世纪80年代-90年代前期---人工煤气、天然气、液化石油气等多种气源并存格局第三阶段：90年代后期---天然气时代来临中日东海角逐的实际意义世界天然气工业现状天然气资源分布北美洲,13独联体,33.6非洲,6.3大洋洲,1南美洲,4.2中东,22.1亚洲,6.8西欧,5.6亚洲西欧北美洲大洋洲南美洲独联体中东非洲常规天然气资源：根据《中国能源报》2011年06月27日报道，世界天然气资源量为471万亿立方米，其中俄罗斯天然气储量居世界之首，占世界天然气储量的近23.7%，以下依次为伊朗、卡塔尔、阿联酋和沙特阿拉伯。非常规天然气：非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气、煤层气和天然气水合物等。全球非常规天然气资源丰富,达4000万亿立方米,是常规天然气资源量的8.3倍。其中煤层气256万亿立方米，致密气210万亿立方米，页岩气456万亿立方米，水合物3000万亿立方米。世界广义天然气资源量大大超过了石油，根据估计，世界广义天然气可用250年，而石油的可用年限不到45年。世界天燃气资源概况我国的常规天然气远景资源量达56万亿立方米，其中59%的资源分布在中西部的川渝、陕甘宁、青海和新疆四大气区，四大气区内天然气资源量约为22.4万亿立方米。除陆上四大气区外，我国近海天然气资源也十分丰富，海南、渤海、东海都是天然气富集地区。到2010年底月，全国累计探明的可开采天然气资源量超过38万亿立方米。据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米，居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的一半。中国天燃气资源概况中国天然气资源分布情况天然气资源状况2000年-2007年，中国天然气产量年均增长在15%以上。1、国内资源现状：0100200300400500600199119931995199719992001200320052007产量（亿方）、储采比050001000015000200002500030000剩余可采储量（亿方）天然气产量气层气储采比气层气剩余可采储量西气东输：中国西部地区天然气向东部地区输送，主要是新疆塔里木盆地的天然气输往长江三角洲地区。输气管道西起新疆塔里木的轮南油田，向东最终到达上海，延至杭州。途11省区，全长4000km。设计年输气能力120亿立方米，最终输气能力200亿立方米。2004年10月1日全线贯通并投产。•一线二线三线天然气资源状况川气东送：川气东送引总投资626.76亿元，是我国继西气东输工程后又一项天然气远距离管网输送工程。该工程西起四川普光气田，跨越四川、重庆、湖北、江西、安徽、江苏、浙江、上海6省2市，管道总长2170公里，年输送天然气120亿立方米，相当于2009年中国天然气消费量的1/7，全部达产后预计为中石化增加销售收入200亿元。天然气资源状况进口中亚天然气：2007年7月中国石油与土库曼斯坦签订了进口天然气的协议，2010年开始向中国供气（西气东输二线）。天然气资源状况上海LNG2009年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。江苏如东LNG计划2011年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。广东深圳大鹏LNG2006年6月投产。一期规模370万吨/年，二期规模670万吨/年。福建莆田LNG2008年投产。一期规模260万吨/年，二期规模500万吨/年。大连LNG计划2011年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。浙江LNG2012年投产。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。青岛LNG2015年建成。一期规模300万吨/年，二期规模600万吨/年。进口LNG:目前，国家已批准建设LNG接收站7座，其中中国海油4座，中国石油2座，中国石化1座。预计2015年进口LNG量超过2400万吨，折合天然气320-400亿方。天然气资源状况天然气市场需求1、需求预测：0500100015002000250020082009201020112012201320142015单位：亿方根据有关部门测算，2015年我国一次能源消费总量为35亿吨标煤，天然气占一次能源的比例将达到8%，由此预测天然气消费量为2314亿方海南100亿方，7省市区50～100亿方，12省市区30～50亿方，6省市区30亿方，8省市区北京四川新疆青海西藏甘肃内蒙古黑龙江吉林辽宁河北天津山东江苏上海浙江安徽云南贵州重庆广西广东福建江西山西陕西湖南湖北河南宁夏台湾市场需求分布（预测2015年）我国天然气消费现状2000年～2009年天然气消费量增长趋势图（亿方）250264284301360460546682778873010020030040050060070080090020002001200220032004200520062007200820091、天然气消费量持续快速增长,占一次能源比例缓慢上升2004年，西气东输建成投产，标志中国天然气进入快速发展期。2004年～2009年，天然气消费量年均增长103亿方，年均增长率达到19%。天然气在我国一次能源中所占比例较低，2009年为3.9%，2004年-2009年天然气所占比例年均增加0.3个百分点。我国天然气消费现状2010年我国天然气用气结构城市燃气,34%工业燃料,26%发电,18%化工,22%1996年我国天然气用气结构城市燃气,14%工业燃料,37%发电,4%化工,45%2、天然气消费结构逐渐多元化2000年以前，化