燃气基础知识与燃气输配

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1、第一部分 燃气基础知识第二部分 燃气输配第一部分：燃气基础知识 一、常用的燃气种类 二、天然气的组分和类别 三、天然气的应用 四、常见能源的比较一、常用的燃气种类 1、人工煤气 （Towngas） 人工煤气：指从固体或液体燃料加工所生成的可燃气体 。 煤制气：干馏煤气如焦炉煤气（热值4200kcal/ Nm3） 直立炉煤气（热值3800kcal/Nm3）等。主要成分氢气 60%，甲烷20%，一氧化碳8%左右。 气化煤气：发生炉煤气（热值1380kcal/Nm3）、水煤气 （低热值2480kcal/Nm3）等。主要成分为一氧化碳和氢 气。 油制气：如蓄热热裂解气（3950kcal/Nm3）、蓄热

2、催化 裂解气（8300kcal/Nm3）等。主要成分为甲烷、乙烯和 丙烯，也含一氧化碳和氢气。气化炉煤气成本分析原 料产产气率（m3/t)（干基）原料 价格 （元/吨 ）煤气发发生 炉两段煤气发发 生炉水煤气 发发生炉两段水煤 气发发生炉流化床水 煤气炉无烟煤3000/1500/1600烟 煤/2600/800 /1400焦 炭3100/2000气 焦2600/2000热热 值值 (千卡/m3 )14001600248030002500/气 价 (元 / m3 )0.530.541.071.751.56/注：气价仅仅按原料批发发价格折算，未考虑虑运输输、场场地、设备设备 、采购购、环环境、运

3、行等其他全部成本。一、常用的燃气种类 2、液化石油气（LPG-Liquefied Petroleum Gas） 液化石油气是开采和炼制石油的过程中，作为副产品而 获得的一部分碳氢化合物。主要成份为丙烷、丙烯及丁 烷和丁烯（习惯称为C3、C4），石油气在常温和常压时 呈气体状态；但加压或冷冻后则很容易液化，以方便储 存、运输及管理。 液态热值约为11000kcal/kg（相当1.28Nm3天然气） 、 气体热值约为27000kcal/Nm3 液化石油气从液态变气态，体积约扩大250倍。 一、常用的燃气种类 3、天然气 (NG-Natural Gas) 天然气是指自然生成，在一定压力下蕴藏于地下岩

4、层孔 隙或裂缝中的混合气体，其主要成分为甲烷及少量乙烷 、丙烷、丁烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、二 氧化碳、硫化氢及水蒸气等非烃类气体及少量氦、氩等 惰性气体。 纯气藏天然气（热值8700kcal/Nm3） 凝析气藏天然气（热值4490kcal/Nm3） 油田伴生气（热值11500kcal/Nm3） 矿井气（热值28004700kcal/Nm3）一、常用的燃气种类 4、沼气 沼气：将含有蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等有机质 ，如秸秆、杂草和粪便等为原料，在缺氧情况下，经 厌氧发酵后生成，主要成分为甲烷55%70%、二氧 化碳25%40%，还有少量的硫化氢、氮气、一氧化 碳等。 热值约为50

5、00kcal/Nm3 。一、常用的燃气种类 5、煤层气 煤层气是一种以吸附状态为主、生成并储存于煤 层及其围岩中的甲烷气体，发热量大于8100大卡 /m3。 气体成分：煤层气主要由95%以上的甲烷组成， 另外5%的气体一般是CO2或氮气。二、燃气的特性 1、比重Specific Gravity-(空气) 气体的比重是指气体的质量与同体积空气质量的 比较，比重大于1者即重过空气；相反，若比重 小于1者即轻过空气。 煤气的比重是0.52，泄漏后易于扩散。 液化石油气的比重是1.84 ，因此，液化石油气 泄漏后会积聚于低洼处。 天然气比重是0.7,泄漏后易于扩散。第二节、燃气特性 比重Specifi

6、c Gravity- (水) 液体的比重是指液体的质量与同体积水质量的比 较，比重大于1者即重过水；相反，若比重小于 1者即轻过水。 液化石油气的比重是约0.5 ，比同样之水容量轻 约一倍。二、燃气的特性 2、沸点（Boiling Point） 沸点一般是指液体在大气压力下的沸腾温度，沸点的 高低是依照液体表面的压力不同而有所差异；压力越 大则沸点越高，压力越小则沸点会下降。以下是不同 燃气的沸点：甲 烷：-162.6 乙 烷：-88.5 丙 烷：-42.1 正丁烷：-0.5异丁烷：-10.2 乙 烯：-103.7 丙 烯：-47 二、燃气的特性 3、露点 露点指饱和蒸气经冷却或加压，立即处于

7、过饱和状态 ，当遇到接触面或凝结核便液化成露，这时的温度称 为露点。 丙烷在0.349Mpa压力时露点温度：为 -10.0 在0.846Mpa压力时露点温度：为 +20.0 当用管道输送气态碳氢化合物时，必须保证其温度在 露点以上，防止凝结，堵塞管道。 二、燃气的特性 4、爆炸极限（Explosion Limits） 可燃气体在空气中的浓度低于某一极限时，氧 化反应产生的热量不足以弥补散失的热量，使燃烧 不能进行；当浓度达到某一极限时，由于缺氧也无 法燃烧，前一浓度为爆炸下限，后一浓度为爆炸上 限。 天然气爆炸浓度极限为5%-15% （占空气中体积%） 。 燃气过浓或过稀，与空气混合的比例超过

8、或未达到 指定的范围，均不能引燃。 燃气的爆炸极限燃气名称爆炸极限范围围 （在空气中所占的百分比） 煤气5.5至33.7 液化石油气1.8至9.5 天然气5.0至15 氢氢气4.0至75 甲烷烷5.3至14 丙烷烷2.2至9.5 丁烷烷 1.8至8.4 三、天然气的常见组分 甲烷天然气中主要组成部分，含量96%以上 。 无色，略有蒜 味。它比空气轻，在标准压力和15下，1m3甲烷重0.677kg。 乙烷无色气体，比空气稍重，1m3重1.27kg。在20，加压到 3.8Mpa以上可液化。 丙烷无色气体，比空气重，1m3重1.966kg。在20，加压到 0.85Mpa以上呈液态。 正丁烷在标准压力

9、和15下，1m3重2.454kg，在标准压力下， 当温度高于0.6时，纯正丁烷呈气态。在温度为15及压力 0.18Mpa时，呈液态。 氮气在天然气中的体积含量一般不超10%无色无味。 硫化氢是极臭有毒的可燃气体，易溶解于水。一般气藏中含量 很少或不含，有腐蚀作用。 二氧化碳无色，具有微弱气味。在15和压力5.65Mpa时，呈 液态。（CO2在水中有很高的溶解度，对设备有腐蚀作用） 氦气惰性气体，无色无味。四、天然气的分类 按状态分： 1、天然气：NG 密度：0.50.7kg/Nm3、主要成份：甲烷96%、 爆炸极限为5%-15% 2、压缩天然气：CNG 在常温下气通过压缩机对天然气进行压缩，最

10、高压 力小于20Mpa，体积缩小约200倍。一撬车的装气 量为：撬车水容积（18m3）200=3600m3(考虑压 缩因子，实际为4200m3)。根据工艺方式的不同， 压缩成本有所不同。四、天然气的分类 3、液化天然气：LNG 在常压下，将天然气冷却到-162时呈液态，体积缩小 约600倍，称为液化天然气LNG。 1吨LNG1420Nm3(45006000元/T,有季节性差异) 4、可燃冰：CH48H2O 在海底的低温与压力(3.0Mpa)下，天然气和水可以在温 度25摄氏度内结晶，这个结晶就是“可燃冰”。1立方 米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水 。科学家估计海底可燃冰的

11、储量够人类使用1000年。 五、天然气的技术指标 GB17820天然气 分三类气：一类、二类、三类 一类、二类气体主要用于民用燃料 三类气体主要用于工业燃料 技术指标： 1、高温热值（7500大卡/m3） 2、总硫含量（100、200、400mg/ m3) 3、硫化氢(620460mg/ m3) 4、二氧化碳(3%) 5、水露点温度比最低环境温度低5度。六、天然气的用途 1、优质燃料：民用、工商业；窑炉、空调、焚烧炉 、金属切割等。 2、原料气：可制取合成氨、碳黑、乙炔等化工产品 的原料气。第四篇、常见能源的比较 第一节、能源的种类太阳能 风 能 生物能 地热能 海洋能 氢 能 水电能 水合物

12、 石油 煤 天然气 核能能源的级别一次能源二次能源原煤、石油、 天然气太阳能、水能、 核能电能、石油气、 煤气第二节、常见能源热值的比较 标准煤:标准煤亦称煤当量，具有统一的热 值标准。我国规定每千克标准煤的热值为 7000千卡。 1公斤原 煤 5000大卡/公斤 1公斤洗精煤 6300大卡/公斤 1公斤焦 炭 6800大卡/公斤 1公斤原 油 10000大卡/公斤 常见能源热值的比较 1公斤汽油 11000大卡/公斤(0.72公斤/升) 1公斤煤油 10050大卡/公斤(0.80公斤/升) 1公斤柴油 10200大卡/公斤(0.85公斤/升) 1公斤LPG 11000大卡/公斤（2.5公斤

13、/Nm3） 1 Nm3天然气86008900大卡 1 Nm3焦炉煤气4100大卡 1 Nm3其他煤气2500大卡 1度电860大卡结论（热值）： 1、1 Nm3天然气10度电（工业0.81元/度） 2、1 Nm3天然气1.72公斤原煤(500-800元/t) 3、1 Nm3天然气1.25公斤焦炭（1900元/t） 4、1 Nm3天然气0.85公斤原油(1t=7.31桶) 5、1 Nm3天然气0.78公斤重油（5100元/t ） 6、1 Nm3天然气2.05 Nm3焦炉煤气 7、1 Nm3天然气3.4 Nm3其他煤气（水煤气） 8、1 Nm3天然气0.8公斤液化气(7250元/t) 9、1 Nm

14、3天然气1.1升汽油(10200元/t) 1.07升煤油(5700元/t) 1.0升柴油(8800元/t) 以上有关价格为批发价第二部分、城市燃气输配第一篇 城市燃气输配系统的组成 第一节、城市燃气输配系统 城市燃气输配系统有两种基本形式：管 道输配系统和液化石油气瓶装输配系统。 管道输配系统一般由接收站（门站）、 输配管网、储配站、调压室以及运行管理 操作和控制设施等组成。（1）管道输配系统（2）瓶装供应 单个钢瓶供应 瓶组供应（3） CNG供应系统 CNG供应链车 用 燃 气释放站中小城镇子站车 用 燃 气母站拖车（次）高 压管 道气 源标准 站车 用 燃 气中 压管 道气 源CNG加气站工艺流程 第二节、燃气的调压 （一）目的：将较高的燃气压力调至用户用气设 施所需的压力范围内、调节和稳定管网压力，以 确保用气设施安全、平稳、连续的运行。 民用低压用气设备燃烧器额定压力:人工煤气:1.0 kpa天然气、液化石油气混空气:2.0kpa液化石油气2.8（工业和商业可取5.0kpa） 注：工业用户应考虑其用气设备的进口压力