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天然气基本知识
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天然气基础知识

发布时间:2020-03-24 14:56:01
一、城市燃气
    随着城市建设发展,城市天然气事业迅速壮大,工业化工、商用、民用气用户大量增加,为减轻环境污染,天然气在各行业更加受到重视,天然气是清洁、高效、优质、环保能源,是埋藏在地层中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可燃性气体。
燃气是易燃易爆的混合气体,燃气中可燃成分有氢气、一氧化碳、甲烷等烃类碳氢化合物,不可燃成份有二氧化碳、氮气等惰性气体;部分燃气中还含有氧气及少量杂质。
天然气是指在不同地质条件下生成、运移、并以一定压力储集在地下构造中的气体。它们埋藏在深度不同的地层中,通过井筒引致地面。大多数气田的天然气是可燃性气体,主要成分是气态烃类,还含有少量非烃类气体。
二、主要参数
1、主要成分:  甲烷(CH4),另外含有少量的其他烷烃以及氮、二氧化碳、硫化氢、水份等。
2、临界温度:  -82.3℃。
3、临界压力:4.58MPa。
4、沸点:-162 ℃(1atm),着火点:650 ℃。
5、低热值:8800Kcal/Nm³(36.96MJ/Nm³)。
6、高热值:9700Kcal/Nm³(40.98MJ/Nm³)。
7、爆炸范围:下限为5%,上限为15%。
8、气态密度:0.75Kg/Nm³,为空气的0.58倍。
以上数据按CH4含量约为97%的天然气参数,为近似值。
三、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,燃烧会产生一氧化碳(CO)。
      CH4+2O2=CO2+2H2O
    1N/m³天然气燃烧需要2N/m³氧气(即需要约10N/m³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
     天然气在密闭空气中的含量达到5%--15%时,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。
    为保证使用安全,城市燃气内添加臭剂(通常为四氢噻吩 ),臭剂量15~20mg/Nm³,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。
天然气燃值:
(1)、气田气 热值一般为     34.69MJ/Nm3 (8300 KCal /Nm3)  
(2)、油田伴生气 热值一般为45.47MJ/Nm3 (10878 KCal /Nm3)  
(3)、凝析气田气 热值一般为48.36MJ/Nm3 (11569 KCal /Nm3
(4)、煤层气 热值一般为     36.37MJ/Nm3 (8700 KCal /Nm3
(5)、矿井气 热值一般为     18.84MJ/Nm3 (4500 KCal /Nm3
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 ℃。
5、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。
四、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汽车作为燃料。
    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℃(天然气的沸点温度),此时液化后的天然气体积约缩小约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。


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