燃气基础知识与燃气输配.ppt
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,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5000kcal/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Specific 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或未达到指定的范围，均不能引燃。,燃气的爆炸极限,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 水合物石油 煤天然气 核能,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/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 Nm3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,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具体要求。,第三节、燃气的计量,一、误差1、计量误差：测量结果与真值之间的偏差。（1）粗差（疏忽误差）：明显歪曲测量结果的误差。（2）系统误差：在统一条件下多次测量同一量值时，误差的大小符号不变，或在条件改变时，误差是按一定规律变化的。（3）偶然误差：在相同条件下多次测量同一量值，其误差绝对值和符号变化均无明确规律，也不能预测，但具有抵偿。,燃气的计量,二、计量设备的精度上游（加气母站）：0.5或1.0下游（卸气站）：1.0或1.5三、输差考核指标 2%,
