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天然气基础知识第一部分天然气基本性质一、 概述天然气是从地下开采出来的一种可燃性气体，它是埋藏在地壳下面的生 物有机体,经过漫长的地质年代和复杂的转化过程而形成的我国利用天然气有着悠久的历史，它是气体燃料中出类拔萃的新秀，具 有清洁、无毒、热值高、使用调节方便等优点，广泛用于各行各业，如熬盐、 化工、化肥、冶炼、碳黑生产，CNG气车和城市民用等随着城市建设发展，城市天然气事业迅速壮大，公用、民用气用户大量 增加，为减轻环境污染，天然气在各行各业不断受到重视，它是二十一世纪 一种清洁、高效、优质的环保能源二、 天然气的种类1、 气田气 热值一般为 34.69MJ/Nm(8300KCAL/Nrh2、 油田伴生气 热值一般为45.47MJ/Nm(10878KCAL/Nm3、 凝析气田气 热值一般为48.36MJ/Nm(11569KCAL/Nm4、 煤层气热值一般为 36.37MJ/Nm(8700KCAL/Nm)5、 矿井气热值一般为 18.84MJ/Nm(4500KCAL/Nrl)三、 主要成分天然气的典型组分(体积%气源CHGHiGH「CO西气东输96.21.80.30.10.110.5忠一武线97.00.711.3东海西湖88.56.70.413.5澳西北大陆架LNG96.32.00.30.21.2美国（一）73.123.82.8美国（二）58.716.59.95.03.5美国（三）72.314.412.80.5注：其它稀有组分未列出。

西气东输的气体密度约为 0.6982kg/m3，忠武线气体密度约为0.75kg/m3四、主要参数1、主要成分：CH4 （甲烷），另外含有少量的其他烷烃以及 氮、一氧化碳、硫化氢、水份等2、临界温度:-82.3 C,临界压力 4.58MP&3、沸点：-162 C( 1atm),着火点：650 °C4、低热值:8800Kcal/Nm3 (36.96MJ/Nm35、高热值：9700Kcal/Nm3 (40.98MJ/Nm36、爆炸范围:下限为5%上限为15%7、气态密度:0.75Kg/Nm3，为空气的 0.58 倍华白指数:44.94MJ/Nm39、燃烧势：45.18以上数据按CH4含量约为97%的天然气参数，为近似值五、天然气的类别类别基准燃气界限燃气波动范围（%W( MJ/m3CPW(MJ/m3CPWCP4T18.02516.7-19.3022-57-7-7-12-1286T26.42924.5-28.225-65-7-7-14-12410T43.83341.2-47.331-34-6-8-6-312T53.54048.1-57.836-88-10-8-10-12013T56.54154.3-58.840-94-4-4-3-129六、天然气的燃烧1、燃烧天然气和氧气在达到一定浓度及一定温度下可以燃烧，燃烧产物主要是 水和二氧化碳，当氧气不足时，燃烧会产生 COCH4+2O2二CO2+2H2O1Nm3天然气燃烧需要2Nm3氧气（即需要约10Nm3空气）因此从安全角度讲，使用天然气的厨房需要良好通风；卫生间内安装旧 式的直排式热水器是相当危险的。

2、爆炸天然气在室内空气中的含量达到 5%--15%寸,一遇明火或高温物体，甚至 开关电灯时所产生的电火花，都可引起门窗紧闭的房间发生爆炸天然气中含有少量的硫化氢气体，国家有关规范要求，一立方米天然气 中硫化氢含量小于或等于20毫克，它具有臭皮蛋气味，并且硫化氢气体还是一一 种强烈的神经性毒物臭剂量为保证使用安全，城市燃气内添加臭剂（通常为四氰噻吩15~20mg/Nm，3 保证天然气在空气中浓度达到 1%时即可闻到3、热值单位体积天然气完全燃烧可放出的热量称为天然气的热值，单位 KJ/Nm3热值分高热值和低热值两种 天然气的高热值在数值上大于低热值，区别是高热值指烟气中所含水蒸气以 冷凝状态所释放的汽化潜热4、着火温度 指燃气与空气的混合物开始进行燃烧反应的自燃的最低温度甲烷着火温度为 540 C5、 燃烧速度垂直于燃烧焰面，火焰向未燃烧气体方向传播的速度叫做燃烧速度甲烷最 大燃烧速度为 0.38 米/ 秒6、 华白数 华白数是一项控制燃具热负荷恒定状况的指标是燃气互换性指标，华白数 在士 10%内的两种燃气可以互换 W二Qh/S1/2W华白数；Qh-天然气的高热值；S-天然气的相对密度；7、燃烧势燃烧势是反映燃气燃烧火焰所产生离焰、回火、黄焰和不完全燃烧的倾 向性的一项反映燃具燃气燃烧稳定的状态的综合指标。

是不同类型燃气间互 换时燃烧稳定状态的特性指数 Cp=K{H2+0.6（CmHn+C）o +0.3CH4}/S1/2K=1+0.0054022&天然气的临界参数当温度低于某一数值时，对气体进行加压，都可以等温压缩成液体，但 当高于该温度时，无论加多大压，都不能使气体液化可使气体压缩成液体 的这个极限温度称为该气体的临界温度当温度等于临界温度时，使气体液 化时所必须的最低压力称为临界压力此时的状态称为临界状态气体在临 界状态下的温度、压力、比体积、密度分别称为临界温度、临界压力、临界 比体积和临界密度天然气的临界温度为-82.3 C,临界压力4.58MPa9、 各种热值1千克标准煤的热值为29.308兆焦（7011KCal）1度电（1KWh的发热量为3.6兆焦（860KCal）1千克重油的热值：10000KCAL千克汽油：10313KCAL千 克柴油：11014KCAL千 克10、 民用建筑的采暖、空调及生活热水热负荷的计算Qn 二W AX10-3Qn—采暖热负荷，KVyq-采暖热指标，W/m2,A-采暖建筑物的建筑面积，m2采暖热指标推荐值建筑物住宅学校办医院托旅馆商店食堂餐影剧院展大礼堂体类型公幼厅览馆育馆热指标W/m258-6460-8065-80 40-7065-80115—14095-115115-165七、城市天然气热值和杂质含量的要求1、天然气发热量，总硫、硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准〈天然气〉GB17820勺一类气或二类气的规定。

天然气的技术指标 GB17820项 目一类二类三类试验方法高位发热量（MJ/m3）>31.4GB\T11062总硫（以硫计 mg/ n3）< 100< 200< 460GB\T11061硫化氢（mg/ m3）< 6< 20< 460GB\T11060.1一氧化碳（％体积分数）< 3.0GB\T13610水露点（C）在天然气父换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5CGB\T17283注：1、标准中气体体积的标准参比条件是 101.325Kpa,20 C2 、取样方法按GB\T136092、在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的烃露点应比最低环境温度 低5C,天然气中不应有固态、液态或胶状物质八、天然气的储存与运输1、管道输送天然气在常温下不能液化，通常保持在一定压力下采用管道输送城市 间天然气管道输送造价较高，通常需要较大规模用气量才可能实施长输管道 工程城市内天然气通常全部采用管道输送至各用户2、 CNG（压缩天然气）将天然气压缩到20MPa压缩后体积缩小约220倍，采用气瓶车运输至城 市门站减压供给城市用气，或压缩后供给 CNG气车作为燃料CNG 储存效率较高，但是由于压力很高，需多级压缩，耗能较高，同时气 瓶金属耗量非常大，因此 CNG汽车运输效率很低，因此通常为近距离小规模 运输。

一般为 200 公里，最大 400 公里3、 LNG（液化天然气）将天然气深度冷冻，通常约-162 C （即1atm下，天然气的沸点温度）， 此时液化后的体积约缩小约 600多倍，采用低温槽车（国际间采用低温槽船） 运输至城市气化站气化为常温天然气供给城市用气LNG 储存温度很低，储存压力略高于常压，储存效率高，单位体积运输费 用较低国际间天然气贸易中LNG所占比重逐年增加，我国正在大力引进国外的 LNG我国天然气资源分布不均，目前国内已有 2座中小型LNG液化厂，并有多座正在建设，极大的促进了国内天然气事业的发展 LNG的覆盖范围约1000-3000 公里，每 1000公里运费约 0.5 元（指 40立方米槽车）九、城市燃气管网压力级制城镇燃气设计压力 （ 表压 ） 分级名 称压力(MPa)高压燃气管道A2.5

目前主要应用于汽车燃料、城市小区、工业用户等领域压缩天然气具有清洁、储存效率高、运输使用方便、快捷等优点压缩天然气的应用还可解决管道施工困难的城市人口密集地区的清洁燃 料供应问题，从而有效提高城市气化率解决部分需要天然气作为燃料(原料) 工业企业的用气要求二、 CNG勺性质1、 储存压力：20-25MPa2、 水露点温度：水露点温度—55C以下3、其他指标同天然气三、 CNG加气站工艺流程（略）四、 CNG减压站及子站工艺流程（略）第三部分LNG工艺流程及基本原理一、概述LNG （Liquefied Natural Gas） , 是天然气经过净化，压缩制冷而得到－162 C的液态天然气，体积缩小了约 600倍，适宜于长途运输和储存LNG比液化前的天然气组分更纯净，几乎不含水分主要成份为CH4,还有 少量 C2 H6、C3 H8、N2二、LNG的性质1、 储存温度：-145~-162 °C2、 储存压力： 0.1~0.6MPa3、 液态密度： 0.45t/m 3 4、其他参数同天然气三、LNG气化工艺流程J BOG口热器LNGt车」*卸车柱一► LN（储罐一J空温式气化器』用户4 城市燃气管网崛 计量、加臭 调压装置卜'水浴加热器各种燃料燃值及换算即 29.308 MJ/Kg (7011 KCal即 3.6 MJ/KWh (860 KCal1千克标准煤的热值为 29.308兆焦（7011KCal）/Kg ）气 1N帚 1.24 Kg1千克焦炭的热值为 30 MJ/Kg （7011KCal）1度电（1KWh的发热量为3.6兆焦（860KC。