天然气

主要内容天然气简介一天然气市场涉及的主要术语二三城镇燃气设计有关规定四天然气行业常用知识天然气管道工程知识五一、天然气简介1、什么是天然气天然气（NaturalGas），广义上指埋藏于地层中自然形成的气体的总称。但通常所称的天然气只指贮存于地层较深部的一种富含碳氢化合物的可燃气体（主要成分是甲烷(CH4)），是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的，是一种热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源和化工燃料。2、天然气的组成二氧化碳、氮气和水气硫化物乙烷、丙烷甲烷，占85%以上微量的惰性气体，如氦和氩等3、天然气的分类天然气的分类气田气油田气气田气石油地质学泥火山气广义上其他油田气煤层气生物生成气4、天然气的主要应用领域城市燃气：(1)城镇居民炊事、采暖等用气；(2)公共服务设施（如政府机关、学校、宾馆、餐饮业、商场等）用气；(3)天然气汽车（CNG）：价格低，解决汽车尾气污染等问题。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。工业燃料：主要用于建材、机电、轻纺、石化、冶金等工业领域中的工厂采暖、生产用锅炉等各方面，是缓解能源紧缺、降低燃煤比例，减少环境污染和成本的有效途径。天然气化工：以天然气为原料生产合成氨、甲醇、二甲醚、炭黑等。天然气发电：主要用于电负荷中心且天然气供应充足的地区，利用天然气发电。5、天然气的优点1)、绿色环保液化石油气具有麻醉作用，会导致头晕、头痛、呕吐，甚至导致死亡；对水体、土壤和大气可造成污染。天然气硫化物、粉尘和其他有害物质含量低，在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，造成温室效应较低，能从根本上改善环境质量，且燃烧后无废渣、废水产生。甲烷与空气的燃烧反应如下：天然气燃烧后生成对人体无害的二氧化碳和水。燃烧1m3的天然气大约需要2m3的氧气，也就是要消耗大约10m3的空气。2)、经济实惠天然气、液化石油气和电的对比液化石油气燃烧热值为10800-11000大卡/kg，天然气热值8000-9000大卡/Nm3，电的热值是860大卡/kWh。单从热值来看：1Nm3天然气=0.773Kg液化气=10kWh电目前民用天然气价格为2.40元/m3，液化石油气约7.69元/kg（100元/13kg），民用电0.57元/kWh。产生相同热量（8600大卡）花费分别是：天然气：2.40元；液化气：5.95元；电：5.7元比值：1：2.5：2.4由此可见三种常见能源中天然气最便宜、电次之，液化气最贵。天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。3)、安全可靠石油液化气气态的密度比空气高，万一管道漏气或阀门未关严，液化石油气向室内外扩散，当含量达到爆炸极限（1.7%～10%）时，遇到火星或电火花就会发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。天然气是较为安全的燃气之一，爆炸范围为5%-15%，比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。二、天然气市场涉及的主要术语这四类都属于天然气CNGLNG煤层气管道天然气管道天然气煤层气LNGCNG主要用于城市燃气和工业燃料，是相对于灌装气而言的。俗称“瓦斯”与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气。液化天然气压缩天然气原油产品燃料油由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的，其特点是粘度大，含非烃化合物、胶质、沥青质多。LPG液化石油气，是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品。主要含丙烷，含有少量丁烷和乙烷。成品油主要是柴油、汽油和煤油。1、压缩天然气(CNG)英文名称CompressedNaturalGas,简称CNG。CNG是天然气加压并以气态储存在容器中，主要成分为甲烷。LNG可以用来制作CNG。CNG可作为车辆燃料使用,是最理想的车用替代能源。它具有成本低，效益高，无污染，使用安全便捷等特点。2、液化天然气(LNG)英文名称LiquefiedNaturalGas，简称LNG。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。3、液化石油气(LPG)英文名称LiquefiedPetroleumGas,简称LPG，经常容易与LNG混淆，主要来源于石油的处理和提炼。LPG的主要组分是丙烷（超过95%），还有少量的丁烷。LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，常被用作炊事燃料。在国外，LPG已经被用作轻型车辆燃料。4、液化煤层气煤层气(CBM)经过压缩、预处理(脱除水分、二氧化碳、硫化氢、汞等）、再经低温换热后终温-162℃,变成液态的煤层气，主要组分是甲烷。它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。由于煤层气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。三、天然气行业常用知识1、天然气物理性质天然气的密度：天然气的密度因组分不同而变化，忠武线密度一般为0.63～0.71kg/Nm3（Nm3：标方，天然气行业指绝对压力101.325kPa、温度20℃时）。相同条件下空气密度为1.205kg/m3，天然气比空气轻。天然气热值：天然气的热值因组分不同而有所变化，忠武线热值一般为8600kcal/Nm3（大卡/标方，也就是35.9MJ/Nm3）。天然气燃点：天然气燃点在650℃以上，比汽油燃点（427℃）高出223℃，所以与汽油相比不易点燃。天然气爆炸极限：天然气爆炸极限为：5～15%，爆炸极限较窄。在自然环境下，形成这一条件十分困难。天然气的状态参数：明确天然气的状态需要压力、温度、体积三个参数。压力：常用单位有MPa(兆帕)、kPa(千帕)、kgf/cm2(公斤/平方厘米)、atm(标准大气压，海拔0米时大气压力)1MPa=106Pa1kPa=103Pa;1kgf/cm2=105Pa1atm=1.0325×105Pa所以：1MPa=10kgf/cm2=1000kPa≈10atm表压：通常情况下，我们称呼的管道压力都是指表压（压力表显示的压力），也就是实际压力与大气压差。绝压（绝对压力）：以绝对真空为起点计算的压力，一般在计算中都采用绝对压力。绝压=表压+一个大气压表压大气压绝压绝对压力0表压02、天然气流量通常情况下我们定义天然气流量时要明确是工况流量还是标准状态流量。工况流量管道工作状态下（工作压力P和温度t）的实际流量，一般要注明温度、压力，单位为m3/h（若温度没有注明一般指20℃）。标准状态流量是指将天然气转换换到101.325kPa、20℃时的计算流量，单位为Nm3/h。当工作压力≤1.2MPa、温度为20℃左右时，可以按公式进行计算：QN=Q工×(P工+1)其中：QN标况流量，Q工工况流量，P工工况压力3、工业用户常用热工参数1吨蒸汽热值(热焓)为60万kcal工业锅炉常用燃料有天然气、液化气、柴油、煤、电生产1吨蒸汽分别需要：天然气：82Nm3，197元；液化气：64kg，493元；柴油：77L，566元；标煤：130kg，约250元；电：700kWh，399元四、城市燃气设计有关规定城镇燃气设计压力（表压）分级名称压力(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地区等级的划分沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分为1.6km长并能包括最多供人居住的独立建筑物数量的地段，按划定地段内的房屋建筑密集程度，划分为四个等级。地区等级的划分：1）一级地区：有12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。2）二级地区：有12个以上，80个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。3）三级地区：介于二级和四级之间的中间地区。有80个和80个以上供人居住建筑物的任一地区分级单元；或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线的区域。4）四级地区：地上4层或4层以上建筑物普遍且占多数的任一地区分级单元（不计地下室层数）。1、管材的选择中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管、机械接口球墨铸铁管、钢管或钢骨架聚乙烯塑料复合管。次高压燃气管道应采用钢管，管道附件不得采用螺旋焊缝钢管制作，严禁采用铸铁制作，当管道附件与管道采用焊接连接时，两者材质应相同或相近。2、管道与建筑物的距离及管道壁厚（压力不大于1.6MPa）低压管道应不影响建(构)筑物和相邻管道基础的稳固性。中压管道距建筑物基础不应小于0.5m且距建筑物外墙面不应小于1.0m，次高压燃气管道距建筑物外墙面不应小于3.0m，次高压A燃气管道采取有效的安全防护措施或管壁厚不小于9.5mm时，管道距建筑物外墙面不应小于6.5m；管壁厚度不小于11.9mm时，管道距建筑物外墙面不应小于3.0m。3、管道的覆土厚度埋设在车行道下时，不得小于0.9m；埋设在非车行道(含人行道)下时，不得小于0.6m；埋设在庭院(指绿化地及载货汽车不能进入之地)内时，不得小于0.3m；埋设在水田下时，不得小于0.8m。4、一级或二级地区地下燃气管道与建筑物之间的水平净距(m)燃气管道公称直径DN（mm）地下燃气管道压力（MPa）1.62.54900＜DN≤1050536070750＜DN≤900404757600＜DN≤750313745450＜DN≤600242835300＜DN≤450192328150＜DN≤300141822DN≤1501113155、三级地区地下燃气管道与建筑物之间的水平净距(m)燃气管道公称直径和壁厚δ（mm）地下燃气管道压力（MPa）1.612.54A所有管径δ＜9.513.51517A所有管径9.5≤δ＜11.96.57.59A所有管径δ≥11.93581)高压燃气管道不宜进入城市四级地区；不宜从县城、卫星城、镇或居民居住区中间通过。当受条件限制需要进入或通过本款所列区域时，应遵守下列规定：6、高压燃气管道的布置要求高压A地下燃气管道与建筑物外墙面之间的水平净距不应小于30m（当管道材料钢级不低于GB/T9711.1、GB/T9711.2标准规定的L245，管壁厚度δ≥9.5mm且对燃气管道采取行之有效的保护措施时,不应小于20m）；高压B地下燃气管道与建筑物外墙面之间的水平净距不应小于16m（当管道材料钢级不低于GB/T9711.1、GB/T9711.2标准规定的L245，管壁厚度δ≥9.5mm且对燃气管道采取行之有效的保护措施时，不应小于10m）2)高压燃气管道不应通过军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护单位的安全保护区、飞机场、火车站、海(河)港码头。当受条件限制管道必须在本款所列区域内通过时，必须采取安全防护措施。3)高压燃气管道宜采用埋地方式敷设。当个别地段需要采用架空敷设时，必须采取安全防护措施。五、天然气管道工程知识1、管道输送能力估算管道输送能力与管道直径、输送压力、管道长度有关，输送能力的计算公式很复杂，通常可以通过以下公式进行粗略估算：QN=0.785×D2×v×(P+1)×3600QN—标况流量，Nm3/h；D—管道内径，m；v—天然气流速，m/s（取值5-13，管道越长取值越小）；P—管道工作压力，kgf/cm2，(P≤12)。2、输送管道的估算在已知天然气流量的情况下初步估算、选择输送天然气管道。D=1000×√(QN/(0.785×v×(P+1)×3600)D—管道内径，mm；QN—标况流量，Nm3/h；v—天然气流速，m/s（取值5-13，管道越长取值越小）；P—管道工作压力，kgf/cm2，(P≤12)。管道实际取值需根据通用规格向上圆整。3、常用设备运行压力锅炉：8～15kPa；工业用燃烧机：4～15kPa家用灶具：≤3kPa4、天然气工程常用设备调