天然气、LNG、LPG知识讲座PPT课件.ppt

天然气 LNG LPG基础知识与事故抢险 1 一 基础知识二 天然气三 液化石油气四 燃气输配系统五 燃气火灾危险性与抢险 主要内容 2 第一部分燃气基础知识 3 1 燃气的定义 燃气是由多种气体组成的混合气体 由于生产所用的原料及生产工艺不同 各种燃气的组成也不相同 燃气主要由低级烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 乙烯 丙烯 丁烯 氢气和一氧化碳等可燃组分 以及氨 硫化物 水蒸气 焦油 萘和灰尘等杂质所组成 4 生成原因分类 天然气 气田气 纯天然气 石油伴生气凝析气田气煤层气 人工燃气 煤制气油制气 液化石油气 高炉煤气 炼铁 转炉煤气 炼钢 干馏煤气气化煤气 热裂解气催化裂解气 沼气 炼油厂的副主气 2 燃气的分类 5 热值分类 高等热值燃气 热值在30MJ m3以上 组分以烃类为主天然气 部分油制气 液化石油气属高热值燃气 中等热值燃气 低等热值燃气 热值在20MJ m3左右除含有H2 CO外 还含有CH4和其它烃类 如焦炉煤气或主要可燃成份为CH4 但伴有大量非燃组分 如沼气 12 13MJ m3之间或更低可燃组分主要为有H2 CO 同时含有相当数量的不可燃惰性组分 其含量有时甚至达到半数 多数气化煤气 高炉煤气 2 燃气的分类 热值在20MJ m3左右除含有H2 CO外 还含有CH4和其它烃类 如焦炉煤气或主要可燃成份为CH4 但伴有大量非燃组分 如沼气 热值在20MJ m3左右除含有H2 CO外 还含有CH4和其它烃类 如焦炉煤气或主要可燃成份为CH4 但伴有大量非燃组分 如沼气 6 燃烧特性分类 2 燃气的分类 7 主要由甲烷组成的气态化石燃料 主要存在于油田和天然气田 也有少量出于煤层 3 天然气 8 主要是通过能源转换技术 将煤炭或重油转换而成的煤制气和油制气 干馏煤气 以制气为主的炭化炉煤气和炼焦副产的焦炉煤气 气化煤气 根据气化工艺不同 分为压力气化煤气 水煤气 发生炉煤气 油制气 根据工艺的不同主要为热裂解气和催化裂解气 高炉煤气 转炉煤气 沼气也可归入人工燃气 4 人工燃气 9 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 5 液化石油气 LPG 10 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 发生爆炸所必须的最低可燃气体 体积 浓度 称为爆炸下限 发生爆炸所必须的最高可燃气体 体积 浓度 称为爆炸上限 爆炸的三要素 着火点 足够的浓度 密闭空间 天然气的爆炸极限 5 15 液化石油气的爆炸极限 1 5 9 5 煤制气的爆炸极限 6 5 36 5 6 爆炸极限 11 第二部分天然气 12 1 天然气的应用 1 发电 具有缓解能源紧缺 降低燃煤发电比例 减少环境污染的有效途径 且从经济效益看 天然气发电的单位装机容量所需投资少 建设工期短 上网电价较低 具有较强竞争力 2 城市燃气及工业生产 广泛用于居民生活及商业燃气灶具 燃气空调 热水器 采暖及制冷 也用于造纸 冶金 采石 陶瓷 玻璃等行业 还可用于废料焚烧及干燥脱水处理 3 化工原料 天然气是非常好的化工原料 具有投资少 成本低 污染少等特点 利用天然气可以生产很多化工产品 如 甲醇等 而甲醇是一种重要的化工原料 可以继而生产甲醛 乙醇 乙醛 乙二醚等 4 汽车燃料 以天然气代替汽车用油 具有价格低 污染少 安全等优点 缺点 使用天然气的续驶里程较少 续驶里程仅相当于汽油的1 4 13 燃气用户 商业 居民生活 工业企业生产 采暖通风和空调 其他 燃气汽车 城市燃气应用 1 天然气的应用 14 2 天然气的消费量 15 3 天然气加臭 在燃气输配与应用过程中的安全性 必须要防止燃气泄漏 燃气一旦发生泄漏 应能用时被发觉 通常情况下 是通过人的嗅觉感知的 这就要求燃气必须具有一定的 异味 或 臭味 城镇燃气燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定 1 无毒燃气 天然气 泄漏到空气中 达到爆炸下限的20 时 应能察觉 2 有毒燃气 人工燃气 泄漏到空气中 达到对人体允许的有害浓度时 应能察觉 对于以一氧化碳为有毒成分的燃气 空气中一氧化碳含量达至0 02 体积分数 时 应能察觉 16 3 天然气加臭 城镇燃气加臭剂应符合下列要求 1 加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味 2 加臭剂不应对人体 管道或与其接触的材料有害 3 加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害 并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料 4 加臭剂溶解于水的程度不应大于2 5 质量分数 5 臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标 通常加臭剂为 四氢噻吩 17 3 天然气加臭 18 压缩天然气 CompressedNaturalGas 简称CNG 是将较低压力的天然气经压缩机压缩至设定高压力状态的天然气并以气态储存在容器中 压力为20MPa体积约为标准状态下天然气体积的1 200 CNG与管道天然气的组分相同 CNG可作为小城市供气 车辆燃料使用 以CNG为燃料的车辆叫做NGV NaturalGasVehicle 4 压缩天然气 CNG 19 CNG被广泛应用于交通 城镇燃气和工业生产等领域 压缩天然气利用有以下特点 1 点以点供应 供应范围增大 可作为中小城镇的气源 克服了管道输送的局限性 2 供应规模弹性大 日供应量从数十立方米至数万立方米的规模 3 运输方式多样 运输量可灵活调节 4 容易获得备用气源 只要有2个以上的压缩天然气供应点 就有条件获得多气源供应 5 应用领域增大 如中小城镇调峰储存 天然气汽车及工业燃料气体供应 4 压缩天然气 CNG 20 CNG运输车 4 压缩天然气 CNG 21 22 23 24 25 26 27 28 CNG减压站 4 压缩天然气 CNG 29 4 压缩天然气 CNG 压缩天然气 CNG 输配技术 是利用压缩天然气汽车加气 储运技术 同城市燃气调压 储配技术相结合的产物 它充分利用了压缩天然气汽车成熟的加压工艺 经多级减压后输送到城市燃气管网 供给不同的燃气用户使用 CNG城镇燃气供应系统主要由取气点加压站 CNG钢瓶拖车 城镇卸气站 减压站 城镇输配管网组成 30 标准站 子母站 31 20MPa CNG拖车 子站压缩机 加气母站 顺序控制盘 储气瓶组 加气机 车辆 CNG加气 4 压缩天然气 CNG CNG拖车 储气瓶组 子站压缩机 CNG拖车 储气瓶组 顺序控制盘 子站压缩机 CNG拖车 储气瓶组 车辆 顺序控制盘 子站压缩机 CNG拖车 储气瓶组 加气机 车辆 顺序控制盘 子站压缩机 CNG拖车 储气瓶组 32 CNG加气站 4 压缩天然气 CNG 33 天然气在1标准大气压下 冷却至约 162 时 天然气由气态转变成液态 称为液化天然气 LiquefiedNaturalGas 缩写为LNG LNG无色 无味 无毒且无腐蚀性 其体积约为标准状态下天然气体积的1 600 LNG的重量仅为同体积水的45 左右 5 液化天然气 34 5 液化天然气 35 1 LNG应用流程图 5 液化天然气 车运 36 5 液化天然气 2 LNG液化生产 37 5 液化天然气 2 LNG液化生产 38 5 液化天然气 2 LNG液化生产 39 5 液化天然气 2 LNG液化生产 40 5 液化天然气 3 LNG运输 船运 41 5 液化天然气 3 LNG运输 车运 42 5 液化天然气 3 LNG运输 车运 43 44 LNG产业资源介绍 X 3紧急切断阀3 X 2紧急切断阀2 X 1紧急切断阀1 45 LNG产业资源介绍 CZ 1液相接口盲法兰 V 1底部进液阀 X 1紧急切断阀 V 2顶部进液阀 V 6止回阀 CZ 2气相接口盲法兰 V 11气体排放阀 X 2紧急切断阀 充装卸液系统 46 LNG产业资源介绍 增压减压系统 X 3紧急切断阀 V 3增压器液相阀 CZ 3增压器液相接口 CZ 2气相接口 V 11气体排放阀 V 12超压排放阀 X 2紧急切断阀 47 LNG产业资源介绍 SV3外壳防爆装置 SV 4 5安全阀 V 13组合系统安全阀 SV 1 2安全阀 FA阻火器 安全系统 48 LNG产业资源介绍 V 14压力表阀 P2压力表 P1压力表 L液位计 V 10液位计液相阀 V 8液位计气相阀 仪表监测系统 V 9液位计平衡阀 49 LNG产业资源介绍 抽真空装置VP 1 V 5真空隔离阀VR 1测真空装置 抽真空及测量系统 50 5 液化天然气 4 LNG接收站 51 5 液化天然气 4 LNG接收站 52 5 液化天然气 5 LNG供气站 53 5 液化天然气 5 LNG供气站 54 5 液化天然气 6 LNG加气站 55 5 液化天然气 6 LNG加气站 56 5 液化天然气 7 LNG设备 真空罐 57 5 液化天然气 7 LNG设备 真空罐结构 58 5 液化天然气 7 LNG设备 子母罐 59 5 液化天然气 7 LNG设备 子母罐结构 60 5 液化天然气 7 LNG设备 常压储罐 61 5 液化天然气 7 LNG设备 常压储罐结构 62 5 液化天然气 8 LNG汽车应用 重卡 63 5 液化天然气 8 LNG汽车应用 公交车 64 第三部分液化石油气 65 液化石油气 1 LPG存储 球罐 66 液化石油气 1 LPG存储 球罐 67 液化石油气 2 LPG存储 卧罐 68 液化石油气 2 LPG存储 卧罐 69 液化石油气 3 LPG运输 船运 70 液化石油气 4 LPG运输 火车运输 71 液化石油气 5 LPG运输 汽车运输 72 液化石油气 6 LPG应用 商业及居民用 73 液化石油气 6 LPG应用 车用 74 第四部分燃气输配系统 75 1 城镇燃气输配系统组成 门站燃气管网储气设施调压设施管理设施监控系统 76 2 城镇燃气管道设计压力 77 3 城镇燃气管道管材 1 中压和低压燃气管道宜采用 聚乙烯管 PE管 机械接口球墨铸铁管 钢管2 次高压燃气管道应采用 钢管 78 4 燃气管道敷设安全间距 地下燃气管道与建筑物 构筑物或相邻管道之间的水平净距 m 79 地下燃气管道与建筑物 构筑物或相邻管道之间的水平净距 m 4 燃气管道敷设安全间距 80 地下燃管道与构筑物或相邻管道之间垂直净距 m 4 燃气管道敷设安全间距 81 5 天然气门站 82 6 天然气储配站 83 5 燃气调压装置 84 设置在地上单独的建筑物内时 应符合下表的要求 5 燃气调压装置安全间距 85 第五部分燃气火灾危险性与抢险 86 常温下天然气比空气轻 在空气中可迅速扩散 低温天然气比空气重 能在较低处扩散到相当远的地方 遇明火会引着回燃 天然气遇明火 高热易引起燃烧爆炸 与氟 氯等能发生剧烈的化学反应 天然气为易燃物质 甲类火灾危险品 具有燃爆性 其主要成分为甲烷 引燃温度组别 T3引燃温度 482 632 爆炸极限浓度 体积 4 9 15 0 1 燃气火灾危险性分析 天然气 87 天然气火灾危险性分类为甲类气体 主要灭火方法为切断气源 天然气火灾的特点如下 1 爆炸危险性大 由于天然气中主要成分为甲烷 天然气与空气的混合物浓度达到爆炸极限范围内时 遇到明火或高温即可发生爆炸 一旦爆炸就会酿成事故 2 火焰温度高 辐射热强 3 易形成大面积火灾 LNG储罐区发生火灾时 随着LNG储罐破裂 泄漏 LNG流淌到地面 迅速气化 气体向外扩散 其扩散面积越大 形成火灾的面积也就越大 1 燃气火灾危险性分析 天然气 88 4 具有复燃 复爆炸性 只有在完全切断气源或有非常可行 可靠的安全措施的情况下 方可灭火 否则 将引起复燃 复爆 造成更大的损失 若不能切断气源 只能在安全保护下让其自行燃烧掉 1 燃气火灾危险性分析 天然气 89 液化天然气 LNG 属于液化烃 火灾危险性分类为甲A类液体 LNG一旦从储罐或管道中泄漏 一小部分立即急剧气化成蒸汽 剩下的泄漏到地面 立即沸腾 同周围空气混合形成冷蒸汽雾 在空气中冷凝形成白烟 再稀释受热后成云 气化量取决于从土壤 水 大气传导给LNG的热量的变化 LNG刚刚泄漏时 气化率很高 为2 5m3 min 以液体减少量表示 土壤紧接着很快冻结 几分钟之内 气化率大幅度降低 在LNG泄漏2 30分钟内 气化率与时间的平方近似成反比 土壤冻结后 气化需要的热量从大气和太阳辐射中得到 气化率趋近于一个常数 2 燃气火灾危险性分析 LNG 90 由于LNG为深冷液体 因此它泄漏形成的烟同一般典型气化有差别 LNG泄漏冷气体在初期比周围空气浓度大 形成层或层流 当泄漏到地面上时 很像是一种液体 但LNG与LPG比较 LNG比LPG较为安全 因为LNG的燃点为650 LPG的燃点为466 因而LNG比LPG更难点燃 LNG的爆炸极限为5 15 且气化后密度比空气低得多 因而稍有泄漏即挥发扩散 而LPG的爆炸极限为1 15 且气化后密度大于空气 泄漏后不易挥发 同时实验表明 LNG泄漏后形成的蒸汽并不容易被点燃 2 燃气火灾危险性分析 LNG 91 液化石油气的闪点低 60 爆炸爆炸极限为1 15 点火能量小 液态石油气泄漏到大气中易气化 1m3液态石油气可转变为250 300m3气态石油气 由于其相对密度较空气高 故易于在低洼处积聚 或沿地表扩散 遇火源即会发生燃烧 爆炸 液化石油气燃烧热值高 其低热值约为8 8 104kj m3 爆炸速度快 形成的热辐射和超压威力大 破坏性强 易造成人员伤亡和设备损坏 液化石油气具有较高的膨胀系数 在密闭容器及管道内 温度升高会引起压力升高 从而发生超压物理性爆炸 3 燃气火灾危险性分析 LPG 92 LNG LPG及CNG均属于火灾危险型物品 燃气场站在总图布置设计上 更强调安全 严防火灾事故所造成的损失 对局部事故或初期火灾应具有快速反映及处置能力 由于各规范中要求有所不同 将采取安全要求更高的规定 以便能更好的确保安全生产运行 按照设计规范的规定 总平面应分区布置 即分为生产区和生产辅助区 站区的总平面布置参照 城镇燃气设计规范 和 建筑设计防火规范 的要求和规定执行 确保场站与站外设施的安全间距以及站内各建 构筑物之间的安全距离 站区四周设2 0m高的实体围墙 储罐区四周设防液堤 4 天然气场站消防设计 93 站区按照设计规范要求设置手提式干粉灭火器和手推式干粉灭火器 消防给水系统按照 建筑设计防火规范 城镇燃气设计规范 要求 设置消防水池 消防喷淋系统 消防给水管网及消火栓 消防水泵等 4 天然气场站消防设计 消防用水量按储罐区一次消防用水量确定 储罐区消防用水量按其储罐固定喷淋装置和水枪用水量之和计算 LNG LPG储罐冷却采用固定水喷淋装置 94 1 切断气源 封闭有关设备管线 防止大量气体扩散 造成二次危害 并采取有效的降压放散措施 及时向消防部门和控制中心报警 若不能立即切断气源 则不允许熄灭正在燃烧的气体 5 天然气场站扑灭天然气火灾基本对策 95 2 对着火罐与周围的临近罐和设备进行冷却保护 在不适宜扑灭火灾的情况下 使储罐内燃气安全气化燃烧 储罐装有固定式冷却装置 发生火灾时 在固定装置尚未破损失效的情况下 应迅速启动进行冷却 当上述装置失去作用 则应迅速组织采用移动式设备冷却 5 天然气场站扑灭天然气火灾基本对策 96 3 在冷却着火罐的同时应组织一定的力量筑堤堵截 阻止火灾蔓延 要加固护堤 堵塞漏洞 排水沟 防止LNG LPG流到堤外或沟内扩大燃烧 可在防护堤外开挖液体导向沟 以备当LNG或LPG溢出防液堤外时 将其导向安全地点 使用干粉灭火器使其安全气化 4 迅速备足力量 及时消灭外围火焰 准备充足水源 保证火场不间断供水 5 天然气场站扑灭天然气火灾基本对策 97 5 高倍数泡沫灭火系统LNG泄露后会吸收周围环境热量急剧气化 采用高倍数泡沫消防系统主要作用为在泄露LNG上层覆盖泡沫 使之与大气减少接触 延缓LNG从环境吸热 使其安全气化 高倍数泡沫灭火系统应符合以下规定 宜采用发泡倍数为300 500倍的泡沫发生器 泡沫混合液的供给强度应大于7 2L min m2 5 天然气场站扑灭天然气火灾基本对策 98 移动式高倍数泡沫灭火系统包括以下组件 手提式泡沫发生器 比例混合器 泡沫液桶 水带 导泡筒 分水器 手抬机动消防泵等 能适用于不同位置的火灾现场 并且能灵活 快速地作出反应 5 天然气场站扑灭天然气火灾基本对策 99 1 有关部门封闭现场 设立警戒区 现场200米内作为重点区域 禁止无关人员进入现场 将现场500米内作为疏散区域 1000米内作为交通管制区域 2 消防部门负责现场安全 同时对罐体再次进行细致检查 查看有无泄露 6 LNG运输车发生泄露处理 100 4 如发生轻微泄露 利