天然气性质与管输
1、天然气输送工艺
天然气输送工艺第一章天然气的基本性质一、天然气的定义广义的天然气：指地壳中一切天然生成的气体，包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等。
狭义的天然气：指自然生成的，以饱和烃类为主的烃类气体以及少量的非烃类气体组成的混合气体，其主要成份为甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氩等惰性气体。
二、天然气分类天然气的分类有以下几种方法：1、按油气藏的特点分⑴气田气在开采过程中没有或只有较少天然汽油凝析出来的天然气。
其特点：该天然气在气藏中，烃类以单项存在，天然气中甲烷含量高（约80％一90%），而戊烷以上烃类组分含量很少，开采过程中一般没有凝析油同时采出。
⑵凝析气田气在开采过程中有较多天然汽油凝析出来的天然气。
其特点：天然气戊烷以上烃类组分含量较多，在开采中没有较重组分的原油同时采出，只有凝析油同时采出。
⑶油田伴生气在开采过程中与液体石油一起开采出来的的天然气。
其特点：天然气在气藏中，烃类以液相或气液两相共存，采油时与石油同时被采出，天然气中重烃组分较多。
2、按烃类组分来分⑴干气戊烷以上烃类可凝结组分的含量低于100g/m3的天然气。
干气中甲烷含量一般在90％以上，乙烷、丙烷、丁烷的含量不多，戊烷以上烃类组分很少。
大部分气田气都是干气。
⑵湿气戊烷以上烃类可凝结组分的含量高于100 g/m3的天然气。
湿气中甲烷含量一般在80％以下，戊烷以上烃类组分较高，开采时同时回收天然汽油。
一般情况下，油田气和部分凝析气田可能是湿气。
3、按含硫量分类⑴酸性天然气含有较多的硫化氢和二氧化碳等酸性气体，需要进行净化处理才能达到管输标准的天然气。
一般将含硫量大于20mg／m3的天然气称为酸性天然气。
⑵洁气硫化氢和二氧化碳含量少，不需要进行净化处理就可以管输和利用的天然气。
三、天然气的组分和性质1、天然气的组分天然气是一种以饱和碳氢化合物为主要成分的混合气体，组分大致可以分为三大类型，即烃类组分，含硫组分和其他组分。
天然气输气管道设计与管理
一、天然气概况1、天然气定义：从地下开采出来的可以燃烧的气体2、天然气来源：气田气，油田气。
3、天然气组成：60%～90%为甲烷和乙烷，10%～40%的丙，丁，戊烷及重烃，在工标状态下只有甲、乙、丙、丁烷为气态，其余都为液态。
二、输气管道概况1、输气管道分类：矿场集气管道，干线输气管道，城市配气管网2、世界著名大型输气管道:前苏联乌连戈依——中央输气管道，全系统由6条输气干线组成，最著名的属亚马尔输气管道。
该管道在苏联境内长4451km，建设了41座压缩机站和2座冷却站，经西西伯利亚地区穿越水域945km，穿越河流700余处。
3、中沧线是中国第一次采用燃气轮机驱动离心压缩机输送油田伴生气的输气管线。
4、西气东输管线包括：青海涩北至甘肃兰州（2000年开工，02年竣工投产），重庆忠县至武汉（2000年开工），塔里木至上海（02年7开工，全长400多千米，管径1016mm，操作压力10MPa）5、中国未来十年管网总体布局：两纵，两横，四枢纽(在北京，上海，信阳和武汉设立调度中心或分调度中心)，五气库（在北京，上海，大庆，山东，和南阳建立地下储气库）6、管道防腐技术：从简单的人工除锈刷漆发展到外涂层与阴极保护和牺牲阳极相结合的联合保护。
自1964年开始使用阴极保护到今天，所有的输气管道上都建有阴极保护站，单站保护长度可达50～80km.输气管道的主要工艺设备包括压缩机组，阀门，计量设备和调压设备。
三、天然气的性质1、天然气的分类（1）按矿藏特点分：纯气藏天然气（在天然气开发过程中，不论何阶段流体在地层中均成气体，采出地面后可能有部分液体析出），凝析气藏天然气（矿藏流体在地层原始状态呈气态，但开采到一定阶段，随地层压力减小有部分烃类在地层中呈液态析出），油田伴生天然气（与原油共存，开采时与原油同时被采出，经油气分离得到的天然气）（2）按烃类组分关系分：干气（地层中呈气态，开采出后在管线设备中也不会有液态烃析出），湿气（地层中呈气态，在一般地面设备的温度、压力下有液态烃析出），富气（丙烷级以上烃类含量大于100 ml/m3），贫气（丙烷级以上烃类含量小于100 ml/m3）（3）按硫化氢、二氧化碳含量分：酸性天然气（含有显著地以上成分，要经过处理才能达到管输商品天然气的标准的天然气），洁气（以上含量甚微，不需净化处理的天然气）2、工程标准状态：20℃（293.15K），1.01325×10^5Pa，这是中国计量气体体积流量采用的标准标准状态：0℃（273.15K），1.01325×10^5Pa3、理想气体状态方程：PV=nRTP——气体压力，PaV——m kg或n kmol气体体积，m^3n——气体千摩尔数，kmolR——气体常数，Kj/(kg·k)T——气体温度，k实际气体状态方程：PV=ZRTZ——压缩因子，在工标或是标态下认为Z=14、露点定义：在压力一定的情况下，逐渐降低气体温度，当天然气中水蒸气开始凝结时的温度。
天然气基础知识
天然气基础知识第一部分天然气基本性质一、概述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。
我国利用天然气有着悠久的历史，它是气体燃料中出类拔萃的新秀，具有清洁、无毒、热值高、使用调节方便等优点，广泛用于各行各业，如熬盐、化工、化肥、冶炼、碳黑生产，CNG汽车和城市民用等。
随着城市建设发展，城市天然气事业迅速壮大，公用、民用气用户大量增加，为减轻环境污染，天然气在各行各业不断受到重视，它是二十一世纪一种清洁、高效、优质的环保能源。
二、天然气的种类1、气田气热值一般为34.69MJ/Nm3(8300KCAL/Nm3）2、油田伴生气热值一般为45.47MJ/Nm3(10878KCAL/Nm3）3、凝析气田气热值一般为48.36MJ/Nm3(11569KCAL/Nm3）4、煤层气热值一般为36.37MJ/Nm3(8700KCAL/Nm3）5、矿井气热值一般为18.84MJ/Nm3(4500KCAL/Nm3）三、主要成分天然气的典型组分（体积%）注：其它稀有组分未列出。
西气东输的气体密度约为0.6982kg/m3，忠武线气体密度约为0.75kg/m3四、主要参数1、主要成分： CH4（甲烷），另外含有少量的其他烷烃以及氮、二氧化碳、硫化氢、水份等。
2、临界温度： -82.3℃，临界压力4.58MPa。
3、沸点： -162 ℃（1atm），着火点：650 ℃4、低热值： 8800Kcal/Nm3（36.96MJ/Nm3）5、高热值： 9700Kcal/Nm3（40.98MJ/Nm3）6、爆炸范围：下限为5%，上限为15%7、气态密度： 0.75Kg/Nm3，为空气的0.58倍。
8、华白指数： 44.94MJ/Nm39、燃烧势： 45.18以上数据按CH4含量约为97%的天然气参数，为近似值。
五、天然气的类别六、天然气的燃烧1、燃烧天然气和氧气在达到一定浓度及一定温度下可以燃烧，燃烧产物主要是水和二氧化碳，当氧气不足时，燃烧会产生CO。
天然气管道输送、运行工艺流程
上游清管站来气
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去排污池
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去下J游602清管站
输气站正常输气流程
1、正常供气并向
下游输气流程
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6204 FL602
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2、越站输气流程
生活用气
3、清管收球流程 4、清管发球流程
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输气站正常输气流程
1、正常供气并向 下游输气流程
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2、越站输气流程
生活用气
3、清管收球流程 4、清管发球流程
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天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合 气体。以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量 的非烃类气体。
天然气的用途、输送方式 天然气的基本知识
天然气的用途
燃料
生产原料
输送方式
1 管道输送。输送量大，但输送成本高，沿线需要加设加压站和调节站；
2 液化输送（LNG）。一般用于海运，运输量较大，运输成本仅限于船运费用 ； 3 高压瓶装（CNG）。一般用于民用。量小，成本高。
640 1
6103
M
6203 6504
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第三章 天然气管输系统
2) 在T、d、G、P1 、P2 不变时,管线长度的影响 Q1/Q2=(L2/L1)1/2 即输气量与管长的0.5次方成反比,若管长缩小一半, 即:L2=0.5L1,则Q2=1.41Q1,如在原有两加压站间再增设一个加压站,输
天然气管输系统示意图
矿场 集气 支线 集气 站 加压站 配气 站 输 气 干 线 输配气 站 配气管 线
矿场 集气 集气 干线 净化 站 厂 首站 集气 站 集气 站 加压站
配气 站
1、矿场集气
气田集气从井口开始，经分离、计量、调压、净化和集中等一 系列过程，到向干线输气为止。包括井场、集气管网、集气站、天 然气处理厂、外输总站等。
2、干线输气
输气干线从矿场附近的输气首站开始，到终点配气站为止。长 距离管线管径大，压力高，距离长。
3、城市配气
城市配气从配气站开始，通过各级配气管网和气 体调压站根据用户的要求供气。 储气库以调节输气和供气之间的不平衡。
第二节 输气干线的工艺计算
一、一般输气管道通过能力公式及分析
1. 通过能力公式（潘汉德公式） 1)一般输气管指管线敷设在平坦地区，管线沿线地形起 伏的高差在200米以内。 Q=11500Ed2.53〔 (P12-P22)/(ZTLG0.961) 〕0.51
2 2
l输气管线运行的几项基本技术指标 运行操作参数
表征输气管线内气流状况的基本指标是压力、流 量、温度等，用以表明严密性、管内有无积液、污物、 水化物的堵塞。
液化天然气(LNG)长距离管道输送技术
液化天然气（LNG）长距离管道输送技术近年来液化天然气已经成为我国城市重要保障能源，需求量逐渐加大。
与其他能源相比，液化天然气的物理性质具有一定的特殊性，运输难度较高，尤其在长距离运输中，既要保障运输安全也要降低运输损耗。
课题基于我国液化天然气长距离运输技术现状展开研究，结合大量的实践工作经验，提出了液化天然气长途运输技术的完善发展策略。
标签：液化天然气;长距离运输;工艺技术近年来我国天然气能源供应技术日渐成熟，射虎经济发展对天然气能源的需求量也随之增加，受天然气开采特点以及天然气物理特性决定，天然气矿一般远离市区，需要经过较长距离的输送环节才可以进入市场。
由于气体运输难度较高，同时存在较多的泄漏可能，现阶段我国采用低温液化技术，将天然气液化进行运输的工艺。
该工艺有效杜绝气体运输中存在的种种弊端，让天然气的长途运输成为了可能，但也带来了新的问题。
为了保障液化天然气物理性质的稳定，对运输管线的抗保温以及抗低温性能有较高的要求，同时在长距离运输时，需要在适当的距离范围内建立冷却站，确保液态天然气运输过程中温度的稳定。
导致液态天然气运输工艺初期成本投入较高，设备工艺维护成本较大。
有必要进一步的研究完善。
一、液化天然气长输管道输送的优点（一）管道等运输设备建设成本低受天然气的气体特点决定，天然气在长途运输中对管线的密封性能、抗压性能有很高的要求，不仅需要管线承压较高以保障运输速率，同时气体运输对于管线的密封要求更高，同时天然气属于易燃易爆气体，一旦发生泄漏现象后果十分严重，同时对天然气管线的检测难度较高，上述问题在4000千米以上的长输管线中体现的优美明显，而液化石油天然气则十分适合长途运输，液化后的石油天然气，在温度稳定的情况下，对管线密封性要求不高，同时一旦发生泄漏时，液态天然气在接触到常温空气后会迅速气化，其形态转变是有明显的视觉特征，有助于快速寻遭到泄漏地点，及时补救。
同时在相同的管线参数下，液态天然气的综合运输效率更低。
天然气管道输送及操作技术
天然气管道输送及操作技术赵会军江苏工业学院油气储运工程系二00八年十二月本课程的主要内容：1．概述2．天然气的基本特性3．天然气净化4．管路中气体流动的基本方程5．天然气管道输送6．输气站与清管技术7．天然气输送系统相关设备8．内涂层减阻技术简介第一章概述Introduction§1.1天然气在国民经济中的重要性一、什么是天然气？所谓的天然气一般是指自然生成、在一定压力下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中、多组分、以烷烃为主的混合气体，从广义上讲，天然气可以说是气态的石油。
二、天然气的用途天然气是清洁、高效、方便的能源，天然气的热值较高，每立方米平均为33MJ(人工煤气为14.6，液化石油气87.8～108.7气态)，不含灰分，容易完全燃烧，不污染环境，运输方便。
它的使用在世界经济发展和提高环境质量中起着重要作用。
天然气近年其年产量增长速度高于石油与煤，在能源消费结构中的比例达23.5％（我国2～3％）。
目前世界天然气为仅次于石油和煤炭的世界第三大能源，据预测，21世纪天然气在能源消费结构组成中的比例将超过石油，成为世界第－能源。
其主要用途为：1、城镇居民、公共建筑和商业部门，约占总用量的41.5％；天然气与其他燃料相比，具有使用方便、经济、热值高、污染少等优点，是一种在技术上已经得到证实的优质清洁燃料。
天然气代替其他燃料，可以减少一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NO）及烃类等的排放，有利于环境保护;2、工业部门，约占37％，主要用作生产化工产品和工业燃料的基本原料。
天然气的主要组分是甲烷，此外还含有乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以卜烃类，是重要的基本有机化工原料。
以天然气为原料，可以生产出合成氨、甲醇低碳含氧化合物、合成液体燃料等种类繁多的化工产品。
至今全世界已有10％的天然气用于制取化工产品，年产量已达到16亿吨；3、发电厂，约占19％以上。
特别是采用天然气联合循环发电技术后，投资费用仅为煤炭和核发电厂2/3左右，对空气和水的污染也少，因而使得以天然气为燃料的发电厂更加具有竞争力；4、运输部门所占比例不足1％。
燃气基本知识(一)
天然气的性质
• ☆化学性质
• （2）氧化反应
• 甲烷最基本的氧化反应就是燃烧： • CH4+2O2→CO2+2H2O • 甲烷的含氢量在所有烃中是最高的，达到 了25%，因此相同质量的气态烃完全燃烧， 甲烷的耗氧量最高。 • 燃烧模拟图：q甲烷的燃烧\甲烷的燃烧.avi
天然气的性质
• ☆化学性质
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世界天然气发展史
• 市场发展期 • 1) 发现大气田(美国)或大量进口天然气资源(日 本、韩国)以及建设区域管道等标志性工程。 • 2) 天然气工业逐步得到重视，在国民经济和一 次能源结构中的地位显著提高。 • 3) 基础设施建设速度加快，区域之间管道和输 配网络建成。 • 4) 天然气消费量迅速增长，用途逐渐扩大。
我国天然气发展
• 我国是世界上较早开发利用天然气的国家之一。 然而，由于受以煤为主的能源结构、经济发展水 平、能源政策等因素的影响，天然气在我国一直 没有得到大规模地开发利用。 • 1980～2000年，我国天然气消费量年均增长率仅 为2.8%，远低于一次能源消费增长率(4.2%)。 • 2000年后，随着我国天然气资源勘探开发不断取 得突破，探明储量和产量不断增加，特别是2004 年“西气东输”管道项目正式商业运作，我国天 然气工业由启动期进入快速发展期，天然气消费 市场迅速扩大，天然气占一次能源消费结构中的 比例也逐步提高。 • 2008年我国天然气消费量达807亿m3，比2004年 的消费量翻了一番，年均增速达19.4%，天然气 在一次能源消费结构的比重由2.6%提高到3.8%。
天然气输配系统
输气干线
主要输气干线
• • • • • • • • • • • • • • • • • （一）陕京线（一线、二线、三线） 西起长庆榆林气田，途径陕西、河北、天津、北京 （二）兰银线 西起青海涩北油田，途径青海、甘肃、宁夏 （三）长宁线 西起青海涩北油田，途径青海西宁、甘肃兰州 （四）靖西线 西起长庆靖边气田，途径延安、咸阳、西安 （五）长呼线 西起鄂尔多斯西峰油田、长庆油田 ，途径鄂尔多斯、呼和浩特、包头 （六）川气东输 西起普光气田，途径四川、重庆、湖北、湖南、安徽、浙江、上海 （七）中缅线 南起缅甸，途径缅甸曼德勒、云南 （八）中俄线 北起俄罗斯，途径俄罗斯、黑龙江、吉林、辽宁、北京 （九）西气东输（一线、二线、三线）
天然气长输管道输差分析及控制措施
天然气长输管道输差分析及控制措施摘要：2020—2030年是实现“双碳”目标能源消费及碳总量达峰的第一阶段，而天然气具有低碳、高效、灵活等优点，作为我国能源转型期中最重要的低碳化石燃料，该能源还将保持较高的需求增长速度，具有广阔的发展前景。
目前，我国天然气对外依存度约为44%，进口天然气输送主要采用管道进行。
在管道沿线设置了大量的流量计对介质进行计量，但是天然气介质具有很强的压缩性，在进行输送的过程中会出现输差问题，输差问题的出现会引发计量争端，产生贸易纠纷。
因此，对管道输差进行全面的控制十分关键。
关键词：天然气长输管道；输差；控制措施1天然气输差产生的原因1.1温度的影响在天然气输送期间，由于管道过长，并且天然气从本质上来说就是气体，因此在输送天然气过程中，温度环境的变化，对天然气输送的效率产生一定的影响。
温度就是一个比较重要的参数。
因此，相关工作人员在对天然气展开输送工作过程中，因为途中经过的地区比较复杂，如果子沟管段，各个地区的温差较大，在此背景下，从而引发管道中的压力发生变化，进一步影响到输送的质量与效率。
1.2输送设备老化相关工作人员在对天然气进行输送过程中，无法避免的就是输送设备存在老化的问题，从而出现输差的问题。
基于此，相关工作人员需要全面维修输送的设备，防止设备老化问题的出现，当他们发现该问题发生时，需要对设备的零部件予以及时更换，设备老化就是一种运输天然气过程中比较重要的因素，随着设备老化问题的出现，进一步地影响天然气运输的质量及效率，与此同时还会为运输造成一定的损失。
1.3计量仪器误差科学合理的选择计量用各仪器仪表，满足计量需要，但因各仪器仪表的误差存在，使得计量误差不可避免。
以西二三线为例，上游中亚计量站设置有16路大口径流量计，进行天然气计量。
下游霍尔果斯首站也设有16路流量计，用以提供计量对比数据。
两站毗邻，管线距离较短，环境温度及工况基本一致。
但每天输差仍旧在0.2%左右。
天然气性质与管输)
二、天然气的组成、分类和用途
1、天然气的组成
天然气成分
天然气是主要是以低分子饱合
可燃烃类气体
碳氢化合物和少量其它气体组
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
成的混合物。它主要由占绝大
二氧化碳
部分的甲烷(CH4)和含量不多的 硫化氢
乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁
烷(C4H10)、戊烷(C5H12)组成
氮气
，其次还含有微量的重碳氢化
3、天然气的用途
（1）清洁的燃料。天然气具有热值大，运输和使用方便，燃 烧完全无烟无渣，价格便宜等优点。因此，天然气广泛用于交 通、冶金、电力、化工等行业的内燃机、汽车、炼钢、发电、 工业锅炉、加热炉等方面，同时大量供给城市居民作为生活燃 料，在世界燃料的消费结构中，天然气已超过20%。
（2）化工原料。使用天然气作为化工原料，具有含水、灰粉 、硫化物等杂质少，使用、处理方便等优点。可以降低生产的 产品成本、提高劳动生产率。可以利用天然气生产的化工中间 产品有：合成氨、甲醇、乙炔、碳黑等，利用上述中间产品， 可以进一步加工制造氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、 塑料、高能燃料等。
三、基本概念
一.标准状态与标准体积
天然气在通常的温度、压力条件下为气态，具有很强的压缩性，只
有在指明温度压力的前提下才能以体积来计量。
（1）.标准状态：在天然气工业中，常用天然气在某种特定状态下
的体积作为计量单位，这样的状态称为标准状态。
a.我国石油行业标准SYL 04-83《天然气流量的标准孔板计量方法
》中，计量的标准状态为;20℃、1标准大气压（101325Pa）。
b.我国城市燃气行业采用的标准状态为：0℃、1标准大气压。
输气管道设计与管理总结(不全还有错误)
输气管道设计与管理总结绪论1.天然气定义：系指从地层开发出来的、可燃的烃和非烃混合气体。
这种气体有的基本是以气态形式从气井中开采出来的，成为气田气；有的是随液体石油一起从油井中开采出来的，称为油田伴生气。
气田气约占世界天然气总量的60%，油田伴生气约占40%。
2.天然气主要用途：①热值高（平均达33MJ/m³），是理想的工业和民用燃料，用于发电、炼铁等工业生产和百姓生活；②作为化工原料用于化工生产，设计工农业、国防等各个领域。
3.输气系统的组成：主要有矿场集气管网、干线输气管道（网）、城市配气网和与这些管网相匹配的站、场装置组成。
4.输气系统的特点：①从生产到使用各环节紧密相连；②气体可压缩性对输气和储气有影响；③可充分利用地层压力输气。
5.天然气生产到使用的五个环节：采气-净气-输气-储气-供配气，这五个环节由三套管网相连，即矿场集气网、输气干线和城市配气网。
三套管网组成一个统一、连续、密闭的输气系统。
第一章天然气的物理化学性质1．天然气的组成：①烃类：甲烷（主要）乙烷、丙烷、丁烷、戊烷；②非烃类气体：硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、氮气、氢气和水蒸气、氦气、氩气；③水或盐水、固体颗粒；④注醇等化学药剂携带进入产气。
2.甲烷：无色，稍有蒜味。
比空气轻。
物理标况下相对密度为0.5524。
3.分类：按天然气的烃类组成的多少来分，可分为干气、湿气或贫气、富气。
（1）C5界定法：干气：指在1Nm³井口流出物中，C5以上烃液含量低于13.5cm³的天然气；湿气：指在1Nm³井口流出物中，C5以上烃液含量高于13.5cm³的天然气。
（2）C3界定法：贫气：指在1Nm³井口流出物中，C3以上烃液含量低于100cm³的天然气；富气：指在1Nm³井口流出物中，C3以上烃液含量高于100cm³的天然气。
按酸气含量分为酸性天然气和洁气。
长输管道输气基础知识
天然气的粘度与其组成、压力、温度有关。 在低压条件下，压力变化对气体粘度的影 响不明显，气体粘度随温度的升高而增大； 在高压条件下，气体的粘度随压力的增大 而增大，随温度的升高而降低。
四、天然气的热值
天然气作为燃料使用，其热值是一项重要的经济指 标。天然气的热值，是指单位数量的天然气完全燃 烧所释放出的热量。天然气的热值分为高热值（全 热值）和低热值（净热值）。高热值是指压力在 101.325kPa，温度为25℃，天然气燃烧生成的水蒸汽 完全冷凝成水时所释放出的热量；低热值是指天然 气初始温度与燃烧后所生成产物的温度相同，燃烧 生成的水蒸汽保持气相时所释放出的热量。
（二）影响天然气含水量的因素
天然气的含水量与其压力、温度有关。当天 然气与液态水同时存在时，天然气的含水 量随压力的增高而减少，随温度的升高而 增加。
（三）天然气含水量的表示方法
天然气的含水量通常用绝对湿度、相对湿度、 露点来表示。
1、绝对湿度
天然气的绝对湿度，是指单位数量的天然气中 所含水蒸汽的质量，单位为mg/m3。
1Psi=0.070307 Kgf/cm2 ＝0.00689MPa 1atm=1.03321 Kgf/cm2
1psi(磅力毎平方英寸)=6895pa
3、绝压、表压、真空度 （1）绝压 以绝对真空为基准的压力值。 （2）表压 以测量地大气压为基准的压力值，也就是压力表显示
的压力值。 （3）真空度 是表述低于大气压力的程度的物理量，其大小为低于
三、天然气计量的标准状态
1、1954年第十届国际计量大会（CGPM）协议的标准状态（标 方）：
压力为101.325kPa（1个标准大气压）， 273.15K（0℃）为标准状态。世界各国科技领 域广泛采用这一标准状态。
管输天然气一类二类三类标准
管输天然气一类二类三类标准
随着我国天然气管输业务的快速发展，出现了不同的管输标准。
一类管输标准适用于高压天然气管道，主要包括管道设计、材料选用、施工和试验等方面的标准；二类管输标准适用于中、低压天然气管道，包括管道设计、材料选用、施工、试验和操作管理等方面的标准；三类管输标准适用于城市燃气配送管道，主要包括管道设计、材料选用、施工、试验、运行管理和安全管理等方面的标准。
本文将介绍这三类标准的主要内容和适用范围，以及在管输过程中需要注意的关键问题，以便更好地保障天然气管输安全和稳定运行。
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输气基本知识第一节天然气分类、特点与性质一、天然气的类别按照油气藏的特点，天然气可分为三类，即气田气、凝析气田气和油田伴生气。
⑴气田气是指在开采过程中没有或只有较少天然汽油凝析出来的天然气，这种天然气在气藏中，烃类以单相存在，其甲烷的含量约为80％～90％，而戊烷以上的烃类组分含量很少。
⑵凝析气田气这种天然气中戊烷以上的组分含量较多，但是在开采中没有较重组分的原油同时采出，只有凝析油同时采出。
⑶油田伴生气这种天然气是油藏中烃类以液相或气液两相共存，采油时与石油同时被采出，天然气中的重烃组分较多。
按照天然气中烃类组分的含量多少，天然气可分为干气和湿气。
⑴干气是指戊烷以上烃类可凝结组分的含量低于100g／m3的天然气。
干气中的甲烷含量一般在90％以上，乙烷、丙烷、丁烷的含量不多，戊烷以上烃类组分很少。
大部分气田气都是干气。
⑵湿气是指戊烷以上烃类可凝结组分的含量高于100g／m3的天然气。
湿气中的甲烷含量一般在80％以下，戊烷以上的组分含量较高，开采中可同时回收天然汽油(即凝析油)。
一般情况下，油田气和部分凝析气田全可能是湿气。
按照天然气中的含硫量差别，天然气可分为洁气和酸性天然气。
⑴洁气通常是指不含硫或含硫量低于20mg/m3的天然气，洁气不需要脱硫净化处理，即可以进行管道输送和一般用户使用。
⑵酸性天然气通常是指含硫量高于20mg/m3的天然气。
酸性天然气中含硫化氢以及其它硫化物组分，一般具有腐蚀性和毒性，影响用户使用。
酸性天然气必须经过脱硫净化处理后，才能进入输气管线。
二、天然气的组分天然气是一种以饱和碳氢化合物为主要成分的混合气体，对已开采的世界各地区的天然气分析化验结果证实，不同地区、不同类型的天然气，其所含组分是不同的。
据有关资料统计，各类天然气中包含的组分有一百多种，将这些组分加以归纳，大致可以分为三大类，即烃类组分、含硫组分和其它组分。
只有碳和氢两种元素组成的有机化合物，称为碳氢化合物，简称烃类化合物。
天然气的运输方式及其特点
天然气从油气田井口到终端用户全过程称为天然气供给链,这条供给链所涉及所有设施构成系统称为天然气供气系统。
一个完整天然气供气系统通常主要由油气田矿场集输管网、长距离输气管道或管网、城市输配气管网、天然气净化处理厂、储气库(地下储气库或地面储罐) 等几个子系统构成,在某些情况下还包括天然气非管道运输系统。
这些子系统既各有分工又相互连接成一个统一一体化系统,其总目标是尽可能保证按质、按量、按时向用户供气,同时做到平安、可靠、高效、经济运行,以获得最正确经济与社会效益。
如果将天然气勘探开发、储运与销售分别看成是天然气供气系统甚至整个天然气工业上、中、下游话,那么可以说,天然气供气系统或天然气工业是上、中、下游一体化,其中任何一个环节出现问题都将影响一个国家或地区天然气供气系统甚至整个天然气工业正常运行与开展。
由此可见,一个供气系统规划、建设与运行管理是一项巨大系统工程,必须对其上、中、下游各个环节统筹兼顾、统一规划、统一调度、统一管理,才能获得良好经济与社会效益。
天然气供气系统一个突出特点是用气量时间不均衡,由此产生了该系统固有一个关键问题———供气调峰,所谓供气调峰是指采取适当措施使天然气供气量与用气量随时保持动态平衡。
根据调峰周期长短,可以将调峰分为季调峰、日调峰、小时调峰等几种类型。
为了解决调峰问题并提高供气可靠性,现代大型天然气供气系统一般都设有地下储气库或其它设施作为调峰与应急供气手段。
天然气矿场集输管网输送介质是未经净化处理油气井产物,甚至有可能是直接从油井中产出油、气、水多相混合物。
天然气矿场集输管道(包括油气水混输管道) 具有输送距离短、管径小、在运行寿命期内压力变化大等特点。
长距离输气管道任务是将净化处理后天然气输送到城市门站或大型工业用户。
天然气城市输配管网任务是将来自长输管道或其它气源天然气输送、分配到每个用户。
大城市输配气管网规模可能相当大,以至于其建立工程量与投资可能会超过为它供气长输管道。
天然气管道输送
天然气管道输送1集输管道1．1天然气的预处理及气质要求从地层中开采出的天然气往往含有砂和混入的铁锈等固体杂质，以及水、硫化物和二氧化碳等有害物质。
固体杂质容易造成设备仪表损坏；水容易与硫化氢和二氧化碳形成酸性水溶液，腐蚀管道。
因此，天然气在进入干线之前，必须净化。
分离和除尘一般采用重力式和旋风式分离器；脱水方法有低温分离、干燥剂吸附和液体吸收三种；脱硫一般采用醇胺法和环丁砜法。
我国管输天然气的气质标准是：硫化氢含量不大于I0mg/m3,气体的露点应比最低输气温度低5℃。
1．2天然气集输管道的功能和集输管网布局的原则气田内部集输系统是天然气集输配总系统的子系统，是整个系统的源头部分，它的主要功能是将各气井的天然气集输至集气站，然后在处理厂进行脱水、脱油、脱硫等预处理，最后计量调压后外输。
集输管网的布局主要是确定气田中各气井、处理厂和集气站等单元设施间的连接形式。
连接形式一般有三种：树枝状、放射状和环状。
管网布局是个复杂的系统工程，涉及很多因素：如气田地形地貌、地质构造、气体组成及特性和用户的不同需求等。
因此必须用系统工程的方法选择最优方案，首先确定最优网络布局，然后确定费用最小的管径组合。
2、干线管道2．1干线管道的系统构成和特点天然气长输管道系统是由输气站库、线路工程、通讯工程和监控系统等四个基本部分构成。
输气站库包括储气库、压气站、清管站、分输站、阴极保护站和调压计量站等。
压气站多采用以天然气为燃料的燃气轮机直接拖动压缩机为输送天然气增压；线路工程包括管道、防腐涂层、截断阀室、穿跨越工程和管道标志等；通讯工程包括通讯线路和站内交换系统，以传输调度指令和监控管道运行参数，保证管道安全和正常运行；监控系统包括调度中心、远传通道和监控终端三大部分，实现对管道运行工况的监测、数据采集和过程控制，是保证管道安全、平稳和优化运行的重要手段。
2．2干线管道的水力、热力分布和输气管沿线的压力是按抛物线规律变化的，靠近起点的管短压力降落比较缓慢，距离起点越远，压力降落越快，在前3/4的管段上，压力损失约占一半，另一半消耗在后面的1/4管段上。
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刘帅
一、天然气的概念 二、天然气的组成、分类和用途 三、基本概念 四、天然气主要性质 五、天然气输送中压力、温度概念 六、天然气管输系统的基本组成
一、天然气的概念
从自然界中产生的,以碳氢化合物为主的可燃性 气体和少量不可燃气体的混合气体，就叫做天然气。 天然气与石油是有机物生成的，即是古代生物（动 物和植物）在一定的环境下生成的。在若干万年前地 球上的动植物，特别是生长在浅海及其边沿、河流入 海处、湖泊和沼泽等地方的动植物，随着地球的演变 和自然环境的变化，逐渐死亡并被泥沙等沉积物所埋 藏而与空气隔绝，在缺氧的沉积环境中，加之受地层 压力、温度、放射线、催化剂等复杂的物理化学作用 ，细菌对有机质进行发酵分解作用，逐步转化为天然 气和石油。
（3）露点 在一定压力下，天然气的含水量刚达到饱和湿度时的温度 ，就叫做天然气在这种压力下的水露点（简称露点）。 不同的压力下天然气有不同的露点。压力越大露点越高， 压力越小露点越低。 天然气在管输过程中，在输压条件下随着输送距离的增长 ，天然气的温度会逐渐降低，当天然气的温度降低到其露 点温度时，就会凝析出液态水。因此，天然气在进行管输 时必须尽量脱除其中的水汽，使其露点降低到输压条件下 的输气温度以下。
四、天然气的粘度
气体与液体一样，在流动过程中表现出一种导致流动过程产生 内摩擦或机械能损失的性质，这种性质称为气体粘度。当流场 中的速度梯度为1单位时，单位面积上的内摩擦力就是流体的 运动粘度；运动粘度（ν 单位：㎡/s）是:流体的动力粘度（ μ 单位：Pa·s）与密度（ρ ）之比。 气体粘性的产生原理与液体不完全相同。大多数液体的粘度随 温度升高而降低。 天然气的粘度与其组成、压力、温度有关 ，在低压条件下，气体粘度随温度的升高而增大；在高压条件 下，气体的粘度随压力的增大而增大，随温度的升高而降低。
三、基本概念
一.标准状态与标准体积
天然气在通常的温度、压力条件下为气态，具有很强的压缩性，只 有在指明温度压力的前提下才能以体积来计量。 （1）.标准状态：在天然气工业中，常用天然气在某种特定状态下 的体积作为计量单位，这样的状态称为标准状态。 a.我国石油行业标准SYL 04-83《天然气流量的标准孔板计量方法 》中，计量的标准状态为;20℃、1标准大气压（101325Pa）。 b.我国城市燃气行业采用的标准状态为：0℃、1标准大气压。 （2）.天然气在标准状态下的体积称为标准体积，（如：在标准状态 下计量的1立方米天然气称为1标准立方米。记为1Nm³）。
注：温度升高气体分子的无序热运动增强，因而气体分子 交换产生的内摩擦加剧。当压力升高，气体的性质逐渐接 近液体，而温度对气体粘度的影响也逐渐接近液体。当压 力升高到一定限度时，温度升高将导致气体粘度降低。对 于甲烷，这个临界压力约为10MPa。
五、天然气的含水量
天然气的含水量是指天然气中水汽的含量。 (1)、绝对湿度 天然气的绝对湿度，是指单位数量的天然气中所含水蒸汽的质 量，单位为mg/m3。 在天然气的压力和温度一定的条件下，天然气的含水量达到某 一最大值时（即天然气中开始有液态水凝析出来），称此时为 天然气的水汽饱和状态。天然气处于水汽饱和状态时的绝对湿 度称为饱和湿度。 (2)、相对湿度 单位体积天然气的含水量与相同条件（温度、压力）下水汽饱 和状态天然气的含水量的比值。（即天然气的绝对湿度与饱和 湿度的比值）
三.天然气的密度与相对密度
（1）天然气的密度：是指单位体积天然气的质量。同一种天然气的密度 取决于其温度与压力。在0℃、一个物理大气压（101325Pa）条件（此条件 称为物理标准状态）下，天然气可以看成理想气体，故1摩尔天然气占有的 体积为22.4升，由此可按 ρ =Mg/22.4L 计算天然气在物理标准状态下的密 度： ρ —天然气在物理标准状态下的密度，克/升 Mg—天然气的视分子量（平均分子量），按照天然气中各组分的体 积百分比乘以对应各组分的分子量相加求得。如：空气的体积组成是:氧 气占21%,氮气占79%,氧气分子量32、氮气分子量28、 空气平均分子量为：32×0.21+28×0.79≈29 甲烷的分子量为16，在标准状态下的密度为0.7143克/升，相当于 0.7143千克/立方米。 （2）天然气的相对密度：在相同的温度、压力条件下，天然气的密度与空 气的密度（1.293kg/m³ ）之比。相对密度的大小反应天然气中重烃组分的 含量（相对密度越大重烃组分越多），气田天然气相对密度为：0.58-0.62 ，石油伴生气的相对密度为：0.7-0.85。
5)水合物对输气生产的影响 水合物在输气干线或输气站某段（如弯头）、阀门、节流装置等 处形成后，天然气的流通面积减小，形成局部堵塞，造成上游压 力增大，下游压力降低，严重时会造成设备损伤及人员伤害等安 全事故，影响正常输气和为用户平衡平稳供气。另外，若水合物 在节流孔板处形成，会影响计量天然气流量的准确性。 6)防止水合物形成的方法 根据天然气水合物形成的主要条件，天然气中饱和水蒸汽是形成 水合物的内因，温度和压力是形成水合物的外因。所以，防止水 合物形成可从两个方面考虑：一是提高天然气的输送温度，二是 减少天然气中的含水量。 1、提高天然气的流动温度。即在节流阀前对天然气加温，或者 铺设平行于输气管线的伴热管线，使天然气的流动温度保持在其 露点以上。 2、脱除天然气中的水汽，降低天然气的水露点。
四、天然气主要性质
一、天然气的爆炸性
概念 1、燃烧：燃烧是物质发生激烈氧化，是连续稳定发光发热的 氧化过程。 2、爆炸：爆炸是物质在极短的时间内激烈氧化，瞬间向外传 播，发光、发热并产生冲击波，是不连续、不稳定的氧化过程 。 3、爆炸低限:当空气中含有天然气时，其含量一直减小到不能 形成爆炸混合物的那个量。 4、爆炸高限:当空气中含有天然气时，其含量一直增加到不能 形成爆炸混合物的那个量。 5、天然气的爆炸范围 常温常压下，一般在5%----15%（体积）范围内。不同的天然 气成分不同，爆炸范围有所变化，但变化不大。
2)天然气形成水合物的条件 1、天然气处于水汽过饱和状态或有液态水存在。 2、天然气有足够高的压力和足够低的温度。 3、其次还要有辅助条件： A 压力波动 B 流向突变产生扰动 C 有晶体存在。 3)形成水合物临界温度的概念 天然气温度升高到一定值时，无论压力多大，也不能形成水合 物，这个温度就叫做天然气形成水合物的临界温度。 4)水合物的形成曲线 从图中可以看出如下结论。 1、压力一定时，温度越高，越不易形成水合物。 2、温度一定时，压力越低，越不易形成水合物。
具体做法： （1）、在长输管线上安装分水器，排除冷凝水。 （2）、在矿场集输管上用加热气管的方法预防形成水合物。 （3）、再无其他方法遇形成水合物时，可以暂时将气体放空 降低输气管线压力或降低下游压力，增加输气量，让已形成的 水合物分解并随之排出。 （4）、向输气管道中喷注化学反应剂，吸收气中的水分，以 降低天然气的露点，防止形成水合物或促使水合物分解。 （5）、天然气进入输气干线之前，进行脱水，这是防止形成 水合物的根本方法。只要使天然气露点低于管线周围介质（土 壤、空气等）最低温度5--7℃，就可以防止水合物形成。 解除水合物的堵塞的措施有：一是降压、二是加热、三是注防 冻剂（甲醇）。
二、天然气的组成、分类和用途
天然气成分
1、天然气的组成
天然气是主要是以低分子饱合 碳氢化合物和少量其它气体组 成的混合物。它主要由占绝大 部分的甲烷(CH4)和含量不多的 乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁 烷(C4H10)、戊烷(C5H12)组成 ，其次还含有微量的重碳氢化 合物和少量的非烃类气体，如 ：庚烷以上烷烃、氮气（N2） 、氢气（H2）、硫化氢（H2S） 、一氧化碳（CO）、二氧化碳 （CO2）、水汽、有机硫等。
天然气的爆炸条件及特性
1、爆炸条件 A．必须有天然气和空气的混合物。 B．混合物的浓度必须在爆炸范围之内。 C．必须满足爆炸所需温度。 2、特性 天然气与空气的混合物只有同时满足上述三个条件， 才能发生爆炸，三者缺一不可。
二、天然气的节流效应
1、节流效应的概念 气体遇到压力突变（例如调压阀）引起温度急剧降低，甚至产 生冰冻，这种现象叫做节流效应，也叫焦耳－汤姆逊效应。 2、产生节流降温现象的原因 气体在节流处急剧产生压降，使气体很快膨胀，对外做功。而 气体在极短的时间内又来不及与外界发生热交换，近似可以看 成为绝热膨胀，因此只能消耗气体自己的内能，对外做功，而 内能与气体的温度成正比，因此气体的温度也急剧降低。
三、天然气水合物
1)天然气水合物的特点 天然气水合物是一种结构复杂而以极不稳定的白色结晶物质， 外观类似松散的冰或者致密的雪。天然气水合物是由碳氢化和 物和几分子水组成的水合物。例如：CH4.6H2O、C2H6.8H2O、 C3H8.17H2O、C4H10.17H2O、H2S.6H2O、CO2.6H2O等，戊烷以上 烷烃一般不形成水合物。 水合物是一种不稳定的化合物，当其所处的温度升高或压力降 低至适当值时，会分解为碳氢化合物和水。
3、天然气的用途
（1）清洁的燃料。天然气具有热值大，运输和使用方便，燃 烧完全无烟无渣，价格便宜等优点。因此，天然气广泛用于交 通、冶金、电力、化工等行业的内燃机、汽车、炼钢、发电、 工业锅炉、加热炉等方面，同时大量供给城市居民作为生活燃 料，在世界燃料化工原料，具有含水、灰粉 、硫化物等杂质少，使用、处理方便等优点。可以降低生产的 产品成本、提高劳动生产率。可以利用天然气生产的化工中间 产品有：合成氨、甲醇、乙炔、碳黑等，利用上述中间产品， 可以进一步加工制造氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、 塑料、高能燃料等。