燃气基础知识

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天然气的液化
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天然气的加压
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常见单位换算
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七、天然气的液化——LNG生产过程
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
酸气
脱除重烃
冷冻
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
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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/Nm3 NG
气态热值：9100kcal/m3,液态热值：12000kcal/kg
1TLNG=？立方
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二、燃气的分类
人工煤 气
生物气 （沼气）
液化石 油气
新型合成 能源（二 甲醚DME 等）
天然气
城市燃气的分类
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三、天然气基本性质
1、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。 2、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。
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六、天然气化学性质一：燃烧特性
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:
套、防护面罩；液体大量溢出会迅速气化吸热，造成大量的雾气，降低氧气浓
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七、天然气的液化——LNG特性
解释：汽化器工作 时，为何结冰？
减压撬工作时，状态如何？
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八、天然气的加压：CNG的基本特性
CNG的生产过程：经过干燥、压缩机加压而成。
天然气经压缩机加压后，压力达到20-25MPa，充装进入高 压钢瓶组槽车储存，通过公路运输方式，把其送至使用城市或其
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 (THT)。
加臭标准：16-25mg/NM3
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五、天然气的物理性质三：水露点
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（℃）：
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五、天然气物理性质一:应用
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。
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五、天然气物理性质二：无色无味
液化石油气 气态时91.96——121.22MJ/Nm3 21969.2—28959.5Kcal 1立方LPG=？立方NG 液态时45.14——45.980MJ/Kg 10783.9—10984.6Kcal 1KgLPG=？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。
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十、常见单位换算
1、热值单位换算
1卡（cal)=4.2焦耳（Ｊ） 1大卡=1Kcal=1000cal 1公斤煤=29.308MJ/Kg 度 1公斤柴油=11050Kcal /Kg 1立方NG=？Kg煤 1MJ=239Kcal（大卡） 1MJ=1000KJ=1000000J 1度电=3.6MJ/度=860Kcal/ 1公斤汽油=10516Kcal/Kg 1立方NG=？度电 1立方NG=？Kg汽油
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。
热值的应用：天然气正是拥有较高的热值，才能用作燃料
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六、天然气化学性质一：燃烧特性
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/2H2O
浓度达到1%时便应能察觉。我国目前主要采用四氢噻吩（THT） 作为加臭剂，四氢噻吩的使用量为16-25mg/m3。
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三、城市燃气管网系统介绍
按输气压力等级分类（七级） 1、 低 压 2、 中压B 中压A 3、 次高压B P＜0.01MPa 0.01MPa≤P≤0.2MPa 0.2MPa＜P≤0.4MPa 0.4MPa＜P≤0.8MPa
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%
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二、天然气加臭
天然气加臭的必要性：
天然气具有无色无味和易燃易爆之特性，因此，当发生天然气漏气 时，为易于被人们发觉，进而消除漏气，要求对没有臭味的天然气
加臭。它对于确保人民生命和财产安全，及时发现并防止事故发生
是一项重要的安全措施。
加臭剂选择的原则：
天然气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%浓度时，天然气的泄漏
硫化氢 mg/m3
二氧化碳 %(V/V) 水露点℃
≤6
≤20
≤3.0
460
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 ℃
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一、城市燃气质量要求
燃气一般是具有一定毒性的爆炸性气体，又是通过管道或容器 在一定压力下输送和使用。管道与设备在材质、制造、施工方面不 同程度都会存在质量问题和使用不当，易造成泄漏、引起爆炸、火 灾及人身中毒等危险。 因此对城市燃气的组分及使用有一定的要求： 1、城市燃气中总硫含量不得超过20mg/Nm³。 2、城市燃气中固体颗粒悬浮物含量不超过10mg/Nm³，粒径 15μm。 3、CO做为可燃物因其毒性强、泄漏危害大，含量不得大于10%。 4、对于无毒无味燃气在对人体造成有害浓度之前、无毒燃气在爆 炸下限20%的浓度时应能觉察。因此天然气必须加臭方可输配使用。
3、天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性，易燃、易爆的气体。
4、天然气与其它城市燃气相比：安全、清洁、经济、方便。
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四、天然气物理性质一：密度及相对密度
天然气比空气轻，且小于1 Kg/Nm3，其密度一般在0.72kg/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：0.7643 Kg/Nm3 广东大鹏(澳大利亚）天然气：0.802 Kg/Nm3 濮阳（中原油田)天然气：0.772 Kg/Nm3 新疆广汇天然气：0.872 Kg/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（2.35kg/ Nm3 ）比重约为空气的1.5-2倍， 比空气重，比天然气更重。
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（占空气中体积%）；液化气的爆炸极限是1.5—9.5%
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六、天然气的化学性质一：燃烧特性
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
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课程概要
燃 气 输 配 常 识
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燃气输配常识
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城市燃气质量要求
天然气加臭 城市燃气管网系统介绍 燃气调压方式 燃气计量器具及原理简介 天然气输配的主要步骤
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天然气质量具体指标
项目 高位发热量 MJ/m3 总硫mg/m3 ≤100 一类 二类 >31.40 ≤200 ≤460 三类
甲烷在标准状态下 ： 高热值为39.82MJ/m3；低热值为35.88MJ/m3
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五、天然气的物理特性四－热值（续）
几种不同地天然气及液化石油气的热值（ kcal/Nm3 ）
涠洲岛： 8809Kcal
天 然 气
广东大鹏(澳大利亚）： 9474Kcal
濮阳（中原油田)： 9260Kcal 新疆广汇： 10127.5Kcal 注：1MJ=238.9Kcal
CH4+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
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。
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六、天然气化学性质二：无毒无腐蚀性
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。
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一、什么是燃气？
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。
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五、天然气的物理性质四－热值
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
它用气点。
它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车用燃料利用，
CNG、LNG不可用于长输管线输送。
应用：由于CNG压力非常高，因此相应容器、管道压力等级很
高。万一发生泄漏，除了本身易燃易爆外，还可能因为高压损坏 设备、对人体造成致命伤害。所以，必须严格按操作规程进行相 关操作，定期进行设备检维修，作好个人安全防护（佩戴好安全 帽等）
燃 气 基 础 知 识
泰州金路天然气有限公司
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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
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燃气的分类与天然气理、化性质
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天然气的生产与相关知识
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燃气输配知识
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什 么 是 燃 气？ 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
LNG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。 由于液体LNG温度非常低，液体溅出容易造成冻伤，操作人员应佩戴防冻手
2、压力单位换算
1立方NG=？Kg柴油
1个标准大气压＝101325Pa(约0.1MPa)=1.033kgf/cm3=10.33mH2O(水柱）
=760mmHg（毫米汞柱） 1MPa=1000KPa=1000000Pa
1bar=1000mbar 1bar=0.1MPa=1 公斤压力=100KPa 1KPa=10mbar