天然气(NXPowerLite)

天然气以及相关知识的介绍 主要内容 天然气行业常用知识 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 3 天然气的分类 石油地质学 广义上 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 如果空气不足 甲烷不完全燃烧生成CO 导致使用者中毒 所以在使用天然气时 一定要通风 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 CNG 煤层气 管道天然气 管道天然气 煤层气 LNG CNG 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 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0 2 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 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 5 三级地区地下燃气管道与建筑物之间的水平净距 m 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 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 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