(完整版)天然气、LNG、LPG知识讲座

天然气、LNG、LPG基础知识与事故抢险一、基础知识二、天然气三、液化石油气四、燃气输配系统五、燃气火灾危险性与抢险主要内容第一部分燃气基础知识1.燃气的定义燃气是由多种气体组成的混合气体。由于生产所用的原料及生产工艺不同，各种燃气的组成也不相同。燃气主要由低级烃（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯），氢气和一氧化碳等可燃组分，以及氨、硫化物、水蒸气、焦油、萘和灰尘等杂质所组成。生成原因分类天然气气田气（纯天然气）石油伴生气凝析气田气煤层气人工燃气煤制气油制气液化石油气高炉煤气（炼铁）、转炉煤气（炼钢）干馏煤气气化煤气热裂解气催化裂解气沼气炼油厂的副主气2.燃气的分类热值分类高等热值燃气热值在30MJ/m3以上，组分以烃类为主天然气、部分油制气、液化石油气属高热值燃气中等热值燃气低等热值燃气热值在20MJ/m3左右除含有H2、CO外，还含有CH4和其它烃类，如焦炉煤气或主要可燃成份为CH4，但伴有大量非燃组分，如沼气12～13MJ/m3之间或更低可燃组分主要为有H2、CO，同时含有相当数量的不可燃惰性组分，其含量有时甚至达到半数，多数气化煤气、高炉煤气2.燃气的分类热值在20MJ/m3左右除含有H2、CO外，还含有CH4和其它烃类，如焦炉煤气或主要可燃成份为CH4，但伴有大量非燃组分，如沼气热值在20MJ/m3左右除含有H2、CO外，还含有CH4和其它烃类，如焦炉煤气或主要可燃成份为CH4，但伴有大量非燃组分，如沼气燃烧特性分类类别高华白数Wa(MJ/m3)燃烧势CP标准范围标准范围人工煤气3R13.7112.62～14.6677.746.4～85.54R17.7816.38～19.03107.964.7～118.75R21.5719.81～23.1793.954.4～95.66R25.6923.85～27.95108.363.1～111.47R31.0028.57～33.12120.971.5～129.0天然气3T13.2812.22～14.3522.021.0～50.64T17.1315.75～18.5424.924.0～57.36T23.3521.76～25.0118.517.3～42.710T41.5239.06～44.8433.031.0～34.312T50.7345.67～54.7840.336.3～69.3液化石油气19Y76.8472.86～76.8448.248.2～49.422Y87.5381.83～87.5341.641.6～44.920Y79.6472.86～87.5346.341.6～49.4注1：3T、4T为矿井气，6T为沼气，其燃烧特性接近天然气。注2：22Y高华白数Ws的下限值81.83MJ/m3和CP的上限值44.9，为体积分数（%）C3H8=55,C4H10=45时2.燃气的分类分类来源热值（MJ/NM3）气田气由气井开采出来34.69油田伴生气伴随石油开采一起开采出来45.47凝析气田气含石油轻质馏分48.36矿井气（煤层气）井下煤层抽出的气体18.84主要由甲烷组成的气态化石燃料。主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层3.天然气主要是通过能源转换技术，将煤炭或重油转换而成的煤制气和油制气。干馏煤气：以制气为主的炭化炉煤气和炼焦副产的焦炉煤气。气化煤气：根据气化工艺不同，分为压力气化煤气、水煤气、发生炉煤气。油制气：根据工艺的不同主要为热裂解气和催化裂解气。高炉煤气、转炉煤气、沼气也可归入人工燃气。4.人工燃气液化石油气有两种，一是天然石油气，不含有烯烃，另一是从原油经炼制后生产的辅助产品，其主要成分是丙烷（C3H8）、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)和丁烯(C4H8)，习惯上又称C3、C4，即只用烃的碳原子（C）数表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，LPG在适当的压力（3～8公斤）下以液态储存在储罐容器中；当压力升高或温度降低时，很容易转变成液态。从气态转变成液态，其体积约缩小250倍。气态液化石油气的热值为92—121MJ/Nm3，液态液化石油气的热值为46.5MJ/Kg。气态液化石油气密度在1.9—2.5Kg/Nm3之间。5.液化石油气（LPG）可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。发生爆炸所必须的最低可燃气体（体积）浓度，称为爆炸下限。发生爆炸所必须的最高可燃气体（体积）浓度，称为爆炸上限。爆炸的三要素：着火点，足够的浓度，密闭空间。天然气的爆炸极限：5～15%液化石油气的爆炸极限：1.5～9.5%煤制气的爆炸极限：6.5～36.5%6.爆炸极限第二部分天然气1.天然气的应用（1）发电：具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，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，具有较强竞争力。（2）城市燃气及工业生产：广泛用于居民生活及商业燃气灶具、燃气空调、热水器、采暖及制冷，也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。（3）化工原料：天然气是非常好的化工原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。利用天然气可以生产很多化工产品，如：甲醇等，而甲醇是一种重要的化工原料，可以继而生产甲醛、乙醇、乙醛、乙二醚等。（4）汽车燃料：以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。缺点：使用天然气的续驶里程较少，续驶里程仅相当于汽油的1/4。燃气用户商业居民生活工业企业生产采暖通风和空调其他燃气汽车城市燃气应用1.天然气的应用2.天然气的消费量3.天然气加臭在燃气输配与应用过程中的安全性，必须要防止燃气泄漏。燃气一旦发生泄漏，应能用时被发觉。通常情况下，是通过人的嗅觉感知的，这就要求燃气必须具有一定的“异味”或“臭味”。城镇燃气燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定：1、无毒燃气（天然气）泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉；2、有毒燃气（人工燃气）泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉；对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达至0.02%(体积分数)时，应能察觉。3.天然气加臭城镇燃气加臭剂应符合下列要求：（1）加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味。（2）加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害。（3）加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。（4）加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5%（质量分数）。（5）臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。通常加臭剂为：四氢噻吩。3.天然气加臭压缩天然气(CompressedNaturalGas,简称CNG)是将较低压力的天然气经压缩机压缩至设定高压力状态的天然气并以气态储存在容器中。压力为20MPa体积约为标准状态下天然气体积的1/200，CNG与管道天然气的组分相同。CNG可作为小城市供气、车辆燃料使用（以CNG为燃料的车辆叫做NGV（NaturalGasVehicle））。4.压缩天然气（CNG）CNG被广泛应用于交通，城镇燃气和工业生产等领域，压缩天然气利用有以下特点：（1）点以点供应，供应范围增大。可作为中小城镇的气源，克服了管道输送的局限性。（2）供应规模弹性大，日供应量从数十立方米至数万立方米的规模。（3）运输方式多样，运输量可灵活调节。（4）容易获得备用气源。只要有2个以上的压缩天然气供应点，就有条件获得多气源供应（5）应用领域增大。如中小城镇调峰储存、天然气汽车及工业燃料气体供应。4.压缩天然气（CNG）CNG运输车4.压缩天然气（CNG）CNG减压站4.压缩天然气（CNG）4.压缩天然气（CNG）压缩天然气(CNG)输配技术，是利用压缩天然气汽车加气、储运技术，同城市燃气调压、储配技术相结合的产物。它充分利用了压缩天然气汽车成熟的加压工艺，经多级减压后输送到城市燃气管网，供给不同的燃气用户使用。CNG城镇燃气供应系统主要由取气点加压站、CNG钢瓶拖车、城镇卸气站（减压站）、城镇输配管网组成。标准站CNG子站拖车液压增压撬装站PLC控制柜气动自控系统加气机子母站20MPaCNG拖车子站压缩机加气母站顺序控制盘储气瓶组加气机车辆CNG加气4.压缩天然气（CNG）CNG拖车储气瓶组子站压缩机CNG拖车储气瓶组顺序控制盘子站压缩机CNG拖车储气瓶组车辆顺序控制盘子站压缩机CNG拖车储气瓶组加气机车辆顺序控制盘子站压缩机CNG拖车储气瓶组CNG加气站4.压缩天然气（CNG）天然气在1标准大气压下，冷却至约-162℃时，天然气由气态转变成液态，称为液化天然气（LiquefiedNaturalGas，缩写为LNG）。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为标准状态下天然气体积的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45%左右。5.液化天然气5.液化天然气CNGLNG含义压缩天然气液化天然气压力10-25MPa标准大气压（0.1MPa）温度常温-162°C体积缩小倍数200600特性高压低温用途充装到气瓶，送至CNG汽车加气站或CNG供应站，供车用或生产生活用储存、运输天然气、车用（1）LNG应用流程图5.液化天然气、车运5.液化天然气（2）LNG液化生产5.液化天然气（2）LNG液化生产5.液化天然气（2）LNG液化生产5.液化天然气（2）LNG液化生产5.液化天然气（3）LNG运输——船运5.液化天然气（3）LNG运输——车运5.液化天然气（3）LNG运输——车运LNG产业资源介绍X-3紧急切断阀3X-2紧急切断阀2X-1紧急切断阀1LNG产业资源介绍CZ-1液相接口盲法兰V-1底部进液阀X-1紧急切断阀V-2顶部进液阀V-6止回阀CZ-2气相接口盲法兰V-11气体排放阀X-2紧急切断阀充装卸液系统：LNG产业资源介绍增压减压系统：X-3紧急切断阀V-3增压器液相阀CZ-3增压器液相接口CZ-2气相接口V-11气体排放阀V-12超压排放阀X-2紧急切断阀LNG产业资源介绍SV3外壳防爆装置SV-4\5安全阀V-13组合系统安全阀SV-1\2安全阀FA阻火器安全系统：LNG产业资源介绍V-14压力表阀P2压力表P1压力表L液位计V-10液位计液相阀V-8液位计气相阀仪表监测系统：V-9液位计平衡阀LNG产业资源介绍抽真空装置VP-1V-5真空隔离阀VR-1测真空装置抽真空及测量系统：5.液化天然气（4）LNG接收站5.液化天然气（4）LNG接收站5.液化天然气（5）LNG供气站5.液化天然气（5）LNG供气站5.液化天然气（6）LNG加气站5.液化天然气（6）LNG加气站5.液化天然气（7）LNG设备——真空罐5.液化天然气（7）LNG设备——真空罐结构5.液化天然气（7）LNG设备——子母罐5.液化天然气（7）LNG设备——子母罐结构5.液化天然气（7）LNG设备——常压储罐5.液化天然气（7）LNG设备——常压储罐结构5.液化天然气（8）LNG汽车应用——重卡5.液化天然气（8）LNG汽车应用——公交车第三部分液化石油气液化石油气（1）LPG存储——球罐液化石油气（1）LPG存储——球罐液化石油气（2）LPG存储——卧罐液化石油气（2）LPG存储——卧罐液化石油气（3）LPG运输——船运液化石油气（4）LPG运输——火车运输液化石油气（5）LPG运输——汽车运输液化石油气（6）LPG应用——商业及居民用液化石油气（6）LPG应用——车用第四部分燃气输配系统1.城镇燃气输配系统组成：门站燃气管网储气设施调压设施管理设施监控系统上游来气长输管道金川门站察素齐门站、预留门站次高压管道次高中压调压站城市中压管网专用调压设施调压柜（箱）工、商业用户居民用户上游系统中压系统用户系统高压系统高压管道高中压调压站·2.城镇燃气管道设计压力：名称压力（MPa）高压燃气管道A2.5＜P≤4.0B1.6＜P≤2.5次高压燃气管道A0.8＜P≤1.6B0.4＜P≤0.8中压燃气管道A0.2＜P≤0.4B0.01≤P≤0.2低压燃气管道P＜0.013.城镇燃气管道管材：1.中压和低压燃气管道宜采用：聚乙烯管（PE管）、机械接口球墨铸铁管、钢