天然气基础知识课件

天然气基础知识天然气基础知识什么是天然气？天然气是一种混和物，其组份随气田不同而异，主要成分有甲烷、氮及C2～C5的饱和烷烃，另外还含有微量的氦、二氧化碳及硫化氢等，通过制冷液化后，LNG就成为含甲烷（96％以上）和乙烷（4％）及少量C3～C5烷烃的低温液体。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。什么是天然气？天然气是一种混和物，其组份随气田不同而异，主要什么是LNG?天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由气态变成液态，称为液化天然气（英文LiquefiedNaturalGas,简称LNG）。什么是LNG?天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由天然气的沸点沸点是指101.325Pa压力下液体沸腾时的温度。天然气中主要成分甲烷的沸点是-162.6oC。天然气的沸点是-162.49oC。由于天然气的沸点很低，天然气很难被液化。天然气一般以气态储存和运输。天然气的沸点沸点是指101.325Pa压力下液体沸腾时的温度压力（压强）单位1大气压？1bar=10N/cm²=1.0197kg/cm²1Pa=1N/m²,1bar=100kPa=0.1MPa1psi=1lb/in²1bar=14.504psiPSI英文全称为Poundspersquareinch。P是磅pound，S是平方square，I是英寸inch。把所有的单位换成公制单位就可以算出：1bar≈14.5psi1psi=6.895kPa=0.06895bar欧美等国家习惯使用psi作单位

表压力：压力表指示的,高于大气压的压力(g)

绝对压力：包括了大气压的压力(a),（计算用）

压力（压强）单位温度单位

绝对温度：K=°C+273.15（室温约300K）

摄氏温度：0°C=273.15K

华氏温度：°F=1.8×°C+32温度单位绝对温度：K=°C+273.15（室温约3容积、流量

标准立方米：Nm³(1bar,0°C条件下）标准立方英尺：scf(14.7psi,60°F)1m³=35.315cf

标方流量：Nm³/h

实际流量：m³/h容积、流量什么是临界温度与临界压力？

临界温度：当温度升高到某一数值时，即使压力再升高，也不能使蒸气再液化称为临界温度。临界压力：在临界温度下，使液体液化的最低压力称为临界压力组分临界温度临界压力沸点(1大气压)°Cbar(绝)°CCH4-82.646.04-161.52

C2H632.2848.80-88.58C3H896.6742.49-42.07N-C4152.0137.97-0.49I-C4134.9836.48-11.81什么是临界温度与临界压力？

临界温度：当温度升高到某一数值时LNG的性质：1）LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成。2）临界温度为-82.3℃，临界压力为45.8kg/cm3（4.56Mpa）。3）沸点为-162.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃。4）液态密度为0.430T/m3，气态密度为0.688kg/Nm3。5）气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg。6）爆炸范围：上限为15%，下限为5%。7）无色、无味、无毒且无腐蚀性。8）体积约为同量气态天然气体积的1/625。LNG的性质：1）LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，1、安全系统工程基础3、气体的基础知识4、天然气主要用途

内容提要1、安全系统工程基础1、概述2、天然气的质量标准1、安全系统工程基础4、天然气主要用途内容提要1、安全系统一、概述一、概述天然气工业在国民经济中的地位天然气工业是国民经济最重要的支柱产业之一是提供能源，尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业全世界所需能源的30%依赖于天然气今后，越来越多的汽车等交通工具使用天然气世界有机化工原料约10%来源于天然气。天然气工业在国民经济中的地位天然气工业是国民经济最重要的支柱在世界能源中的地位：天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。全球共有十几个国家（约70条生产线）生产LNG，生产能力达到约13800×104t/a。2012年全球天然气消费量为3200×108ft3，天然气在一次性能源消费比例为25%，2050年将达到30-35%，届时天然气将取代石油或与石油持平成为第一能源。在世界能源中的地位：天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的发展天然气事业的意义在全球经济处于衰退和复苏阵痛中的今天，为保证我国国民经济持续、有效、平稳的发展，大力开发利用国内外天然气等高效洁净能源，加快调整、优化国内能源结构，切实改善国内生态环境事在必行。发展天然气事业的意义在全球经济处于衰退和复苏阵痛中的今天，为我国天然气事业的不足2009年的初冬，气温下降很快，中国大陆各大城市陆续出现天然气供应紧张，甚至大幅度超出用气计划，峰谷用气比甚至达到10:1，发生气荒等现象。中石油为缓解苏浙沪等地供气压力，以高昂的现货价格紧急购买了约10船约54×104tLNG，折合7.2×108Nm3。我国天然气事业的不足2009年的初冬，气温下降很快，中国大陆我国天然气事业的不足表现出下游用户市场开发过度以及峰谷用气调节能力低下的主要矛盾表现出我国上游天然气供给方面尚有不足的矛盾表现出我国能源供给方面的脆弱性和重要性解决这个主要矛盾的方法寻找新的气源加大市场管理力度、控制冬夏季峰谷用气差建设必要的应急调峰储气设施发展陆上LNG的稳定运输亦可作为输气管道无法覆盖地区城镇的主要气源供给。我国天然气事业的不足表现出下游用户市场开发过度以及峰谷用气调天然气藏是怎样生成的？石油常与天然气并存，是由远古海洋或湖泊中的生物在地下经过漫长的地球化学演化而形成的烃类和非烃类的复杂混合物。海洋里生存着大量的生物，它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力，在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下，这些生物一代又一代地繁殖，便形成了坚固的生物礁。它们死亡后，被沉积物覆盖并埋藏在地层深部，在长期的地质作用下，逐渐成为石油和天然气形成的物质基础。天然气藏是怎样生成的？石油常与天然气并存，是由远古海洋或湖泊天然气的定义：是指在地表下孔隙性地层发现的天生的烃类和非烃类混合物，它常常和原油伴生在一起。大多数以甲烷为主，并包括比甲烷重的烃类，如：乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷等。除烃以外，原始的天然气中还可能存在少量的水分、氮气、二氧化碳、硫化氢、氦、氧、氩等气体。天然气的定义：是指在地表下孔隙性地层发现的天生的烃类和非烃类天然气的分类将天然气分为两大类一类是可燃性天然气，其组成大部分为碳氢化合物，诸如：石油系天然气、煤层气、水溶性天然气、天然气水合物等；另一类为不可燃天然气，其组成大部分为二氧化碳和/或氮气，诸如二氧化碳和/或氮气藏气层气、火山气、温泉气等。天然气的分类将天然气分为两大类天然气分类（按气源）气田气：从地下开采出来的气田气为纯天然气，CH4≥90%，干气。石油伴生气：伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气CH4≤90%

，湿气。凝析气田气：含石油轻质馏分的气体。含2-5%C5。.煤层气：从井下煤层抽出的矿井气，杂质高。天然气分类（按气源）气田气：从地下开采出来的气田气为纯天然气天然气的主要成分

天然气的主要成分以饱和烃为主，主要是甲烷，乙烷、丙烷、丁烷、戊烷含量不多，庚烷以上含量极少。另外还有少量非烃类气体一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、硫化氢、水蒸气及微量的惰性气体氦（He）、氩（Ar）。天然气的主要成分天然气的主要成分以二、天然气的质量标准二、天然气的质量标准1、商品天然气商品天然气的气质标准是按气态管输形式和城市燃气使用要求统一进行考虑制定的。气质标准既要满足管输要求，又要符合城市民用和商业使用要求。是规范和制约天然气处理工厂操作、运行的极其重要的技术指标。1、商品天然气商品天然气的气质标准是按气态管输形式和城市燃气GB17820《天然气》（摘录）天然气的技术指标GB/T17283

水露点(℃)GB/T13610<=3.0二氧化碳(体积%)GB/T11060.1<=460<=20<=6硫化氢(mg/m3)GB/T11061<=460<=200<=100总硫（以硫计）(mg/m3)GB/T11062>31.4高热值(MJ/m3)实验方法三类二类一类项目◆《城镇燃气设计规范》规定应使用一类或二类气,但CO2含量可放宽。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℃GB17820《天然气》（摘录）天然气的技术指标GB/T三、气体的基本知识三、气体的基本知识天然气的性质和特点天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要达到550℃就燃烧。在空气中，天然气的浓度只要达到5-15%就会爆炸。天然气的性质和特点天然气的性质和特点天然气无色，比空气轻，不溶于水。一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右，一立方米油田伴生气的重量，只有同体积空气的75%左右。LNG的重量仅为同体积水的45%左右；LNG的体积能量密度为汽油的72%；天然气的性质和特点天然气无色，比空气轻，不溶于水。一立方米气天然气的性质和特点天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害作用。如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。天然气的性质和特点天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含天然气的性质和特点天然气的热值较高，一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气（如焦炉煤气）的两倍多，即35.6-41.9兆焦/立方米（约合8500-10000千卡/立方米）。1吨LNG可产生1350标准立方米的天然气，可发电8300度。天然气的性质和特点天然气的热值较高，一立方米天然气燃烧后发出天然气的组份和特性参数

成分塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙LNG印尼东周LNGCH4

96.22694.7088.4888.77496.64C2H6

1.770

0.55

6.68

7.542

1.97

C3H8

0.300

0.08

0.35

2.588

0.34

iC4H10

0.0620.01nC4H10

0.0750.01iC5H12

0.020nC5H12

0.016C6H14

0.051天然气的组份和特性参数成分塔里木气陕甘宁气东海气西成分塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙LNG印尼东周LNGC7+

0.038

CO2

0.473

2.71

3.52N2

0.967

1.92

0.97

0.074

0.90

He

0.02

H2S

0.002

H2O

其他1.022

0.15

总计100

100

100

100

100

注：1、不同资料来源数据略有不同2、天然气均以CH4,C2H6为主要成分3、上述天然气均属《城市燃气分类》中的12T成分塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙印尼东周C7+天然气的若干特性参数（0℃、101.328kPa）特性单位纯甲烷塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙LNG印尼东周LNG密度kg/m3

0.71740.74990.76700.81900.79200.7377相对密度0.55480.57990.59320.63340.61250.5705高热值MJ/m3(kcal/m3)39.842(9516)40.282(9621)38.224(9130)40.306(9627)43.296(10341)40.233(9609)低热值MJ/m3(kcal/m3)35.906(8576)36.336(8679)34.456(8230)36.398(8694)39.145(9350)36.286(8667)华白数（高）MJ/m3(kcal/m3）53.494(12777)52.895(12633)49.628(11854)50.648(12097)55.323(13214)53.268(12723)华白数（低）MJ/m3(kcal/m3)48.209(11515)47.716(11397)44.736(10685)45.738(10924)50.019(11947)48.042(11475)燃烧势40.339.837.438.741.840.2天然气的若干特性参数（0℃、101.328kPa）特性单位特性单位纯甲烷塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙LNG印尼东周LNG最低着火温度℃540运动粘度m2/s14.5气体常数J/kg.k518临界压力MPa4.641临界温度K190.7临界压缩因子0.290空气中爆炸极限（上限）%15空气中爆炸极限（下限）%5定压比热kJ/m3.K1.545绝热指数1.309导热系数W/m.K0.03024特性单位纯甲烷塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙印尼东周LNG的基础知识什么是液化天然气LNG（LiquefiedNaturalGas)？LNG是冷却到-160℃后呈液态的天然气。油/气田产生的天然气经过除液、除酸、干燥、分馏、低温冷凝形成,体积缩小为原来的1/600。气化后比空气轻。保持常压。无色、无嗅、无毒。低温存储。可根据需求加热和气化。LNG的基础知识什么是液化天然气LNG（LiquefieLNG组份LNG组份液化天然气的特点低温、气液膨胀比大、能效高易于运输和储存液化天然气的特点低温、气液膨胀比大、能效高易于运输和储存液化天然气的特点清洁能源—LNG被认为是地球上最干净的化石能源！LNG是一种清洁燃料，排放可以达到欧4标准。液化天然气的特点清洁能源—LNG被认为是地球上最干净的化石能液化天然气的特点LNG硫含量极低，若260万吨/年LNG用于发电与燃煤（褐煤）相比将减排SO2

约45万吨，将阻止酸雨趋势的扩大。天然气发电NOX和CO2排放量仅为燃煤电厂的20%和50%液化天然气的特点LNG硫含量极低，若260万吨/年LNG用于液化天然气的特点安全性能高—由LNG优良的理化性质决定的！燃点较高—自燃温度约为590℃，燃烧范围较窄—5%~15%，轻于空气、易于扩散！液化天然气的特点安全性能高—由LNG优良的理化性质决定的！四、天然气（NG、LNG）的主要用途四、天然气（NG、LNG）的主要用途发电天然气作为燃料电池的燃料天然气作为燃气透平的发动机的燃料热电联供系统天然气汽车空调NG利用方式发电NG利用方式天然气的主要用途

民用工业国民经济国家战略资源国民经济支柱产业衣、食、住、行。如：做饭、取暖、种粮食和蔬菜交通有机化工原料如：化肥、化纤、发电天然气的主要用途民用工业国民经济国家战略资源衣、食、住、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。燃气电厂是稳定的、耗气量大的天然气用户，对天然气工业发展起着重要作用。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，具有较强的竞争力。天然气发电缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径。天然天然气与发电

天然气与发电天然气与发电

天然气与发电天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重世界平均为80%左右我国仅为20%到2010年这一比例可望能达到35%。

天然气化工产业天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点居民生活用气，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。用做城市燃气的天然气中50%将用于居民生活30%供工业窑炉20%供城市商业及其他用户

天然气燃气事业居民生活用气，随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分天然气汽车以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。我国开始有计划地加大天然气汽车的发展力度，以节约用油和减少城市汽车尾气污染。天然气汽车天然气汽车以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优1－远程充注接口2－排气接口3－手动放气阀4－燃料罐压力表5－探测器接口6－次释放阀7－主释放阀8－气相管路9－燃料指示转换器10－燃料指示表11－充注单向阀12－调压阀13－充注接口14－阀门15－防流量过量阀16－液相管路17－气化器18－液体喷射棒19－LNG储罐LNG车辆燃料供应系统LNG车辆燃料供应系统燃气空调

典型的燃气空调方式采用燃气为直接驱动能源，燃气直燃机进行制冷、采暖的空调方式采用燃气作为间接驱动能源，溴化锂制冷机为冷(热)源的热、电、冷三联供系统燃气锅炉+蒸汽吸收式制冷机燃气蒸汽锅炉+蒸汽透平驱动离心机燃气机发电+直燃型吸收式冷热水机：利用燃气在冬季加热分体式电动热泵的室外机组以提高热泵的出力。直燃型小容量氨-水为工质对的吸收式冷水机组燃气吸收式热泵：燃气机热泵(CHP)。燃气空调燃气空调

典型的燃气空调方式燃气空调天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料，以工业带动民用，渐进地稳步发展民用天然气，将是我国天然气利用的极佳方向。天