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天然氣基本知識

天然氣基礎(chǔ)知識

發(fā)布時間:2020-03-24 14:56:01
一、城市燃?xì)?
    隨著城市建設(shè)發(fā)展,城市天然氣事業(yè)迅速壯大,工業(yè)化工、商用、民用氣用戶大量增加,為減輕環(huán)境污染,天然氣在各行業(yè)更加受到重視,天然氣是清潔、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保能源,是埋藏在地層中的生物有機體經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代和復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程而形成的可燃性氣體。
燃?xì)馐且兹家妆幕旌蠚怏w,燃?xì)庵锌扇汲煞钟袣錃狻⒁谎趸肌⒓淄榈葻N類碳?xì)浠衔?,不可燃成份有二氧化碳、氮氣等惰性氣體;部分燃?xì)庵羞€含有氧氣及少量雜質(zhì)。
天然氣是指在不同地質(zhì)條件下生成、運移、并以一定壓力儲集在地下構(gòu)造中的氣體。它們埋藏在深度不同的地層中,通過井筒引致地面。大多數(shù)氣田的天然氣是可燃性氣體,主要成分是氣態(tài)烴類,還含有少量非烴類氣體。
二、主要參數(shù)
1、主要成分:  甲烷(CH4),另外含有少量的其他烷烴以及氮、二氧化碳、硫化氫、水份等。
2、臨界溫度:  -82.3℃。
3、臨界壓力:4.58MPa。
4、沸點:-162 ℃(1atm),著火點:650 ℃。
5、低熱值:8800Kcal/Nm³(36.96MJ/Nm³)。
6、高熱值:9700Kcal/Nm³(40.98MJ/Nm³)。
7、爆炸范圍:下限為5%,上限為15%。
8、氣態(tài)密度:0.75Kg/Nm³,為空氣的0.58倍。
以上數(shù)據(jù)按CH4含量約為97%的天然氣參數(shù),為近似值。
三、天然氣的燃燒
1、燃燒
     天然氣和氧氣在達到一定濃度及一定溫度下可以燃燒,燃燒產(chǎn)物主要是水和二氧化碳,當(dāng)氧氣不足時,燃燒會產(chǎn)生一氧化碳(CO)。
      CH4+2O2=CO2+2H2O
    1N/m³天然氣燃燒需要2N/m³氧氣(即需要約10N/m³空氣)
    因此從安全角度講,使用天然氣的廚房需要良好通風(fēng);衛(wèi)生間內(nèi)安裝舊式的直排式熱水器是相當(dāng)危險的。
2、爆炸
     天然氣在密閉空氣中的含量達到5%--15%時,一遇明火或高溫物體,甚至開關(guān)電燈時所產(chǎn)生的電火花,都可引起門窗緊閉的房間發(fā)生爆炸。
    為保證使用安全,城市燃?xì)鈨?nèi)添加臭劑(通常為四氫噻吩 ),臭劑量15~20mg/Nm³,保證天然氣在空氣中濃度達到1%時即可聞到。
3、熱值
     單位體積天然氣完全燃燒可放出的熱量稱為天然氣的熱值,單位KJ/Nm³。
熱值分高熱值和低熱值兩種。
天然氣的高熱值在數(shù)值上大于低熱值,區(qū)別是高熱值指煙氣中所含水蒸氣以冷凝狀態(tài)所釋放的汽化潛熱。
天然氣燃值:
(1)、氣田氣 熱值一般為     34.69MJ/Nm3 (8300 KCal /Nm3)  
(2)、油田伴生氣 熱值一般為45.47MJ/Nm3 (10878 KCal /Nm3)  
(3)、凝析氣田氣 熱值一般為48.36MJ/Nm3 (11569 KCal /Nm3
(4)、煤層氣 熱值一般為     36.37MJ/Nm3 (8700 KCal /Nm3
(5)、礦井氣 熱值一般為     18.84MJ/Nm3 (4500 KCal /Nm3
4、著火溫度
指燃?xì)馀c空氣的混合物開始進行燃燒反應(yīng)的自燃的最低溫度。甲烷著火溫度為540 ℃。
5、燃燒速度
垂直于燃燒焰面,火焰向未燃燒氣體方向傳播的速度叫做燃燒速度。甲烷最大燃燒速度為0.38米/秒。
四、天然氣的儲存與運輸
1、管道輸送
    天然氣在常溫下不能液化,通常保持在一定壓力下采用管道輸送。城市間天然氣管道輸送造價較高,通常需要較大規(guī)模用氣量才可能實施長輸管道工程。城市內(nèi)天然氣通常全部采用管道輸送至各用戶。
2、CNG(壓縮天然氣)
    將天然氣壓縮到20MPa,壓縮后體積縮小約220倍,采用氣瓶車運輸至城市門站減壓供給城市用氣,或壓縮后供給CNG汽車作為燃料。
    CNG儲存效率較高,但是由于壓力很高,需多級壓縮,耗能較高,同時氣瓶金屬耗量非常大,因此CNG汽車運輸效率很低,因此通常為近距離小規(guī)模運輸。一般為200公里,最大400公里。
3、LNG(液化天然氣)
    將天然氣深度冷凍,通常約-162℃(天然氣的沸點溫度),此時液化后的天然氣體積約縮小約600多倍,采用低溫槽車(國際間采用低溫槽船)運輸至城市氣化站氣化為常溫天然氣供給城市用氣。
    LNG儲存溫度很低,儲存壓力略高于常壓,儲存效率高,單位體積運輸費用較低。


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