天然气及LNG基础知识

1、 天然气基础知识1、天然气（NG) Natural gas 天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。还有硫化氢、二氧化碳、氮、水及少量一氧化碳。 它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。 天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。 甲烷分子式：CH4 分子量：18 天然气的主要成分是甲烷，也含有乙烷、丙烷、氮气和二氧化碳等组分。其组成不同热值也

2、不同。乙烷、丙烷的热值高于甲烷，若天然气中高热值组分的含量较高则热值也较高。而氮气、二氧化碳则不会燃烧发热，因此，天然气中此类组分含量较高则热值也较低。甲烷燃烧方程式 （1）、 完全燃烧：CH+2O=CO+2HO（反应条件为点燃） 甲烷+氧气二氧化碳+水蒸气 （2）、不完全燃烧：2CH+3O=2CO+4HO 燃烧天然气产生的二氧化碳比燃烧石油要少30，比煤要少45。2、液化天然气（LNG) Liquefied Natural Gas 从名称上可以看出液化天然气由天然气液化而来。组分：主要含甲烷 ，还有 乙烷 、丙烷、丁烷、氮气等 气相密度：0.71-0.74Kg/m3 液相密度：0.42-0.

3、46T/m3 热值：8500-9300大卡/Nm3 液态气化比：1:600-625 饱和压力：0.3Mpa 着火点：650度 沸点：-162度 爆炸极限：5%-15% 气源：气井气、石油伴生气、煤层气等低温液化。3、压缩天然气（CNG) Compressed Natural Gas 从名称可以看出压缩天然气由天然气压缩而来。 压缩到压力大于或等于10MPa且不大于25MPa的气态天然气，是以气态储存在高压容器中。 4、液化石油气（LPG) liquefied petroleum gas 组分： 丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。 由天然气所得的液化气的成分基本不

4、含烯烃，炼厂气含烯烃。 密度： 液态液化石油气580kg/立方米，气态 为：2.35kg每立方米 热值：液态发热量为45 18545 980kJ/kg。 爆炸极限：1%-10%5、其他相关燃气介绍 煤层气：俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4。其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用。地面抽采的煤层气甲烷(CH4)含量一般大于96.5%。国内技术已成熟，产量增速较大，很大比例以LNG形式外输。 页岩气：页岩气，一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气。 LNG基础知识1、LNG的特点 低温、气液膨胀比大、能效高、易于运输和储存。2、LNG的用途 （1）作为清洁燃料气化后供城市居民使

5、用，具有安全、方便、快捷、污染小的特点。 （2）汽车燃料使用。采用LNG作为汽车发动机燃料，运行安全可靠，而且噪声低污染小，以LNG作为燃料的汽车，排气明显改善、经济效益明显。 （3）作为冷源用于生产速冻食品，以及塑料，橡胶的低温粉碎等，也可用于海水淡化和电缆冷却等。（4）作为工业燃料或原料。3、LNG的生产 LNG是天然气经处理后低温液化而来，生产的核心是制冷，目前国内外大型生产装置生产工艺有：级联式液化、混合制冷剂液化、带膨胀机的液化。液化后的液态天然气就地储存于专用低温大储罐内待运。4、LNG的储存 由于LNG的物化特点决定了其储存的特殊要求。储存采用低温绝热方式，储罐是双层、真空、保温

6、结构。有地上罐，也有地下罐。有球形罐，也有圆柱形罐。储罐放置有立式，也有卧式。 按容量分 （1）、超小型（0.175-5m3)：杜瓦瓶等小型储罐 （2）、小型（5-50m3）：汽车加注站、民用燃气等 （3）、中型（50-100m3):工业用、较大汽车加注站 （4）、大型一（100-1000m3)：小型LN生产装置、调 峰储备站。 （5）、大型二（1000-40000m3)：基本负荷型生产装置、大型调 峰装置。 （6）、特大型（40000-200000m3)：LNG接收站。5、LNG的运输LNG的运输方式主要有轮船、火车和汽车槽车等方式。在5001000公里经济运输半径范围内，采用汽车槽车运输L

7、NG是比较理想的方式。槽车罐体采用双壁真空粉未绝热，配有操作阀安全系统及输液软管等。国内低温液体槽车的制造技术比较成熟，槽车使用安全。6、LNG的气化 LNG不论用于车用、工业用途，还是民用，均需气化，只是气化方式不同。 LNG由槽车运至气化站，利用LNG卸车增压器使槽车内压力增高，将槽车内LNG送至LNG低温储罐内储存。当从LNG储罐外排时，先通过储罐的自增压系统，使储罐压力升高，然后打开储罐液相出口阀，通过压力差将储罐内的LNG送至气化器后，经调压、计量、加臭等工序送入市政燃气管网或工业装置。 当室外环境温度较低，空温式气化器出口的天然气温度低于5时，需在空温式气化器出口串联水浴式加热器，

8、对气化后的天然气进行加热。气化器一般采用空温式气化器。7、LNG与其他相关能源使用性能比较 LNG可在一定领域、一定程度的替代相关能源。（1）、LNG与CNG比较 与CNG相比，LNG具有一定优势。尽管都是天然气，但CNG与LNG的形态不同，CNG是气态天然气，在车上必须以200个以上大气压的压力保存在特制钢瓶中。LNG是液态天然气，以摄氏零下162°C的液态形式保存在隔热钢瓶中。这就使容积相同的储罐大大增加天然气的储存量，使LNG汽车的持续行程高于CNG汽车。 CNG运输经济半径远小于LNG运输经济半径。（2）、与LPG比较 LNG与LPG相比，在单位能耗价格上是有优势的，安全性也

9、有优势。（3）、与柴油、汽油比较 LNG作为车用燃料与汽油、柴油比，具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、污染小的优势。 在经济方面，使用LNG比柴油或汽油节约燃料成本15-30%。 LNG作为应用于锅炉的燃料与柴油用作燃料有较大成本优 势，且清洁、环保。（4）、与水煤气比较 LNG作为燃料与水煤气比，有较明显的优势，主要体现在热 值高、污染小、安全等方面。（5）、与电能比较 LNG作为热源与电能热源相比，单位能耗具有明显成本优势。 对于耗能大、连续运行的项目，LNG可替代电能作为热源。如 汽车生产线烤漆房、机械加工烤漆房、烘干房等 与LNG有关的常识1、 燃气热值分为高位热值和低位热值： （1）

10、高位热值是指规定量的气体完全燃烧，所生成的水蒸汽完全冷凝成水而释放出的热量。 （2）低位热值是指规定量的气体完全燃烧，燃烧产物的温度与天燃气初始温度相同，所生成的水蒸汽保持气相，而释放出的热量。 燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气，这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时，不但要放出温差间的热量，而且要放出水蒸气的冷凝热，所以，高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时，水蒸气并没有冷凝，冷凝热得不到利用，这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。 日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值，我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值。 2、天然气计量 我国天然气

11、体积计量单位是标方（Nm3）。指1大气压下，20摄氏度时的1立方米气体。 美国、英国等国家天然气计量是在15.6摄氏度条件下 的体积。 1Nm3（20） = 0.985 m3（15.6） 3、 热值计算及换算 热值计算公式 Q=Vq Q表示热量，q表示热值，V表示气体燃料的体积。 Q=mq Q表示热量，q表示热值，m表示固体燃料的质量。燃烧一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。其常用单位有：千卡/标准立方米（KJ/Nm3）、千焦/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆卡/标准立方米（MJ/Nm3），兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3） 热能单位换算 1卡（cal）=4.1868焦耳（J） 1大卡=4186.75焦耳（J） 1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。 1度电=1千瓦时。 1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3600000焦耳。4、热值比较 1公斤液化气燃烧热值为:10800-11000大卡 1立方米天然气热值:80