天然气供应系统概论

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1、天然气供应系统概论天然气供应系统概论天然气供应系统概论--东风设计研究院有限公司建筑设计院刘佑中摘要：分析天然气的性质、使用现况及贮存、供应系统的若干技术问题。关键词：天然气供应概论1、引言人们常称19世纪是煤气时代，20世纪是油气时代，21世纪是天然气时代。二十世纪八十年代以后，我国天然气的开发利用开始有了较快的发展。天然气消费总量250亿立方米，在一次能源消费结构中比例2.1%,但是远远低于世界23%，亚洲8.8%的平均水平。世界人均用气400多立方米，我国人均用气量仅为18立方米。在气体燃料发展的历史上，比起发达的国家

2、美国、欧洲、日本，中国整整落后了40年。随着中国经济持续稳定的增长，可以预见的是：在未来十到二十年，天然气将是中国需求增长最快的能源，中国将是全世界天然气需求增长最快的国家。中国天然气发展战略为：立足国内，利用海外，西气东输，北气南下，海气登陆，就近供应。本文试图对天然气供应系统进行一些探讨。2、天然气的性质天然气是指直接从自然界得到的气体燃料，即基本上只经开采和收集的燃气。天然气主要有三种：（1）气井气气井气是埋藏在地下深处（～3000m或更深）的气体燃料，在地层压力作用下燃气压力多达到1.0～10.0mpa。其主要成分是

3、甲烷，体积分数约为95％左右，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮以及氩、氖等气体。在标态下密度为0.5～0.7kg/m³，高发热量为37000kj/m³。气井气的燃烧速度（即火焰传播速度）属于常用燃气中最低的几种之一。（2）油田伴生气伴生气是石油开采过程中自原油析出的气体，在分离器中由于压力降低而进一步析出。其主要成分也是甲烷（体积分数约占80％左右），另外还含有一些其他烃类。伴生气的发热量稍高于气井气，标态下密度约为0.6～0.8kg/m³，但燃烧速度与气井气差不多。此外，还有埋藏很浅的浅层燃气

4、，其主要成分也是甲烷。（3）矿井气矿井气是从煤矿矿井中抽出的燃气。在新开凿的矿井中充满着“矿井瓦斯”的气体。这种气体含有大量甲烷，除了有爆炸危险外，还对人体有窒息性。矿井气中甲烷含量约占一半，其他主要成分是空气和氮。矿井气的发热量较低，标态下一般不超过21000kj/m³。天然气的主要物理性质如下：a)临界温度为－82.3℃，临界压力为4.49mpa。b)沸点为-161.5℃，熔点为-182℃，着火点为650℃。c)液态密度为0.425t/m3，气态密度约为0.7kg/nm3。d)气态热值约37000kj/m3，液

5、态热值约50000kj/kg。e)爆炸范围：上限为15%，下限为5%。f)华白指数(j/nm3。g)燃烧势(cp)：45.18。3、压缩天然气（g）随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，石油资源短缺，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能大约只有35%-40%用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中co的82%、no的48%、hc的58%和微粒的8%来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量co2加剧了温室效应，汽车

6、噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国，污染严重，世行认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大，平均油耗高出10%-30%，排放约为15-20倍，汽车工业面临的压力更大。天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车，主要以压缩天然气(g)、液化天然气(lng)、吸附天然气(ang)为燃料，常见的是压缩天然气汽车(gv)。g是理想的点燃式发动机燃料之一，燃气成分单一、纯度高，与空气混合均匀，燃烧完全，co和微粒的排放量较低，燃烧温度低因而no排放较少，稀燃特性优越，低温

7、起动及低温运转性能好。康明斯与美国能源部正合作开发名为“先进往复式发动机系统(ares)”的新一代天然气发动机，根据开发目标，该发动机热效率达50%(热电联产时达到80%以上)，no排放量低于0.1g／km，维护费用低于0.01美元／kpa，然后经过高压脱水装置进行处理。此时可直接将压缩天然气注入车载气瓶给汽车加气，或注入g拖车的气瓶运往子站，此即慢速加气。另外，也可将压缩天然气储存在储气瓶组内，通过顺序控制盘再给汽车加气，此即快速加气。4、液化天然气（lng）由于天然气资源分布的非均匀性，以及中国经济高速发展孕育的强大能源

8、需求，特别是能源紧缺的沿海发达地区对环保的高质量追求，随着用气量的逐步提高、峰谷用量差距的加大以及长输管道的安全性，特别是用气量较大的浙江、上海、江苏、山东、北京、天津、河北等沿海省市，都需要第二气源进行战略调峰和用气安全保证。中国的液化天然气(lng)产业将充分发挥其长距离、非管输的特点