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燃气培训教程
1燃气基础知识
1.1我国燃气行业的进展及分类和特点
城市燃气是现代化城市能源逹设中的一个重要组成部份,也是必不可少的能源墓础设施。
中国城市燃气主要由人工煤气、液化石油气和天然气三部份组成。
五、六十年代,燃气进展主如果改造和兴修焦炉制气和利用冶金工业的焦炉余气,该类属于人工煤气。
人工煤气中甲烷和氢的含長较高,低热值一般在4000I 左右。 人工煤气的生产历史长,是我国目前城市燃气的重要气源之一。 可是该气体气质较差,热值低,而且燃烧后二氧化碳和二氧化硫排放長高,使其进展受到丁限制。 七十年代,部份地域开始利用炼油厂干气(重油裂解气)、化肥厂排放气和沼气;重油裂解气按制取方式不同,可分为重油裂解气和重袖蓄热催化裂解气两种。 其主要成份为氢气、甲烷、一氧化碳,热值较高。 重油蓄热裂解气热值为10069Kod/Nn? 左右;重油蓄热催化裂解气含热值为4189Kcal/Nn? 左右。 八十年代,在我国能源政策的推动下,以进展人工煤气(发生炉煤气、水煤气、焦碳制气、压力气化煤气等)为主,其中混台发生炉煤气和水煤气因一氧化碳含長太高、热值低,不能够单独作为城市燃气。 高压气化煤气热值较高,可作为城市燃气,同时也开始利用液化石油气; 尤其到八十年代末,液化石油气作为优质燃料进入千家万户,使液化石油气的居民利用取得极快的进展,燃气普及率和气化率有了明显提高。 但由于其气质不稳,气价偏高,故在进一步进展上也有其局限性; 到丁九十年代,储長丰硕的国内天然气的开采利用使得国内城市燃气事业有丁飞速进展,其主荽利用方式是经长输管道进入城市燃气管网供用户(工业、民用)利用,第二还有紧缩天然气和液化天然气,天然气开采本钱低,便于运输,易于控制,气质干净,气价低廉,有良奸的社会性和经济性。 因此,就城市燃气的迸展趋势而言,城市燃气将是由目前的以人工煤气和液化石油气为主,慢慢向以天然气为主过渡,这一点也正符台国家的能源政策。 1.2液化石油气的组成和性质 液化石油气是在开采和炼制石油的进程中所取得的副产品。 目前我国城市燃气所用的液化石油气主如果炼油厂石油气。 主要成份是丙烷0、丙烯()、丁烷0和丁烯()等,适应上又称、,只用怪的碳原于数(C)表示。 这些碳氢化台物在常温、常压下成气态,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。 气态液化石油气的发烧值约为22000-29000Kcal/Nm,液态液化石油气的发烧值约为10800-11010Kcd/kgo同碳烷与烯相较,烷姪比烯怪密度大。 我国生产的液化石袖气,多半是、的烷姪和烯烧的混合物,因此比入口的、由纯、烷姪配成的液化石油气密度小,一般都在n? 以下。 液相液化石油气的密度除与其成份有关外,与温度关系也专门大,下面是丙烷、丁烷别离为30%、70%组成的液体液化石油气,其与温度的关系: 20°C558kg/m3 25SC526kg/m3 40°C503kg/m3 液化石油气混空气(SNG),也称代天然气,是由液化石油气与空气按工艺要求以必然的比例配制而成,一般地说要知足天然气的燃烧特性(即华白指数)要求,以48〜50%空气与52~50%液化石油气配制而成的即可。 液化石油气的质長: 质長指标见表 表1液化石油气质昱指标 项目 质長指标 实验方法 密度 报吿 ZBE46001 蒸汽压 1380 GB6602 及以上组分含長(体积%)不大于 SY2061 残留物 SY7509 蒸发残留物(mL/100ml) 报吿 油渍观察值(mL) 报吿 铜片鹰蚀等级不大于 1 SY2083 总磕含長(mg/n? ) 343 ZBE46002 游离水 无 目测 *为确保液体石油气有特殊气味,必要时加入蔬醇、硫醛等含硫化物配直的加臭剂。 *可在测定密度的同时用目测法测定式样是不是存在游商水。 1.3天然气的组成及分类 天然气是指在不同地质条件下生成、运移,并以必然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,通过井筒引至地面。 大多数天然气是可燃性气体,主要成份是饱和气态姪类,还含有少長非烽气体。 1.3.1天然气的分类 不同类型的天然气,其加工方式也不同,因此对目前巳发觉的天然气,一般按照其矿藏特点和气体组成进行分类。 1.3.1.1按油气藏分类 1.气田气: 气藏中姪类以单相存在,而戊烷以上组份很少,在开采进程中没有或较少有天然气油凝析出来的天然气称为气田气。 2.凝析气藏气: 气藏中戊烷以上组分含星校多,在开采迸程中有较多的天然气油凝析出来,但没有或只有较少的原油,同时开采出来的天然气,称为凝析气藏气。 3.油田伴生气: 在油藏中怪类以液相和气相两相共存,在开采进程中伴随原袖同时被开采出来。 13.1.2按烽类组成份类 天然气可按其组成份为干气、湿气、贫气、宣气,也能够分为酸性气体和洁气等。 按照我国情形作以下划分。 干气: 每一基方 (在压力,温度20°C时计長) 井口流出物中以上重怪液体含呈低于立 方厘米的天然气。 湿气: 每一基方 (在压力, 温度20°C时计長) 井口流出物中以上重怪液体含呈超过立 方厘米的天然气。 富气: 每_基方 (在压力, 温度20°C时计長) 井口流出物中以上重姪液体含長超过94 立方叵米的天然气。 贫气: 每一基方 (在压力, 温度2(TC时计長) 井口流出物中以上重姪液体含昱低于94 立方•厘米的天然气。 酸性气体: 含有较多的硫化氢和二氧化碳等酸性气体,雷要进行净化处賈才能达到管输标准的天然气。 就含旋長而言,咱们一般将含硫長大于20毫克/标立方米的天然气称为酸气。 洁气: 流化氢和二氧化碳含長甚微,不雷要交化处直就可管输或利用的天然气。 1.3.2天然气的组成 天然气是多组分的气体混台物,主要组分见下表: 表2天然气分析擢吿表(示例) 分析项目 分析结果(nwl%)(无空 分析项目 分析结果血。 1%)(无空 气基) 氮气 正戊烷n- 二氧化碳 已烷 甲烷 庚烷 ZL烷 辛烷 丙烷 壬烷 异丁烷i- 癸烷 正丁烷n- 十一烷 异戊烷i- 十二烷 表3天然气分析其它分析项目(示例) 临界温 度(K) 临界压力 (Kpa) 相对 密度 平均分 +(mol%) 以上 (mol%) 宙注 表4大港袖田天然气组分査验结果报告单/样品编号: TQ-2005222(示例) 样品合称 天然气 检验 日期 取样地点 大港油田天然气处 理厂 主检 人 谭为群 取(送)样 日期 审核 人 李秀丽 样品合称 天然气 检验 日期 组分名称 体积分数,% 组分 名称 体职分 数,% C, C? c2 C C3 G «C4 C()2 1164 N. •— iCs nCs 累计 100 爸注: 表5大港油田天然气一般性质査验结果报告单/样品编号: TQ-2005222 样品若称 天然气 检验 日期 取样地点 大港油田天然气处 理厂 主检 人 谭为 群 取(送)样 日期 审核 人 李秀 丽 送验项目 检验结果 高位热值,KJ/n? 38473 密度,kg/n? 相对密度 硫化氢,mg/m' 总硫(以硫计),mg/m‘ 备注: 1.4天然气的主要性质 1.4.1状态参数 1.4.1.1标准状态 气体具有较大的紧缩性,它的体积随温度和压力而改变。 为便于计算,规定必然的温度和必然的压力状态作为标准状态。 在理论研究上,规定0°C和101325Pa压力下的状态,作为物理标准状态。 在此状态下,1立方米的气体称作为1标立方米(Nn? )。 我国天然气工程中规定20°C和101325Pa压力下的状态为工程中利用的标准状态。 在此状态下,1立方米的气体称为1英墓米。 还有在20°C和X104Pa的状态下计長: 称为基准立方米(Sm5)。 1.4.1.2临界状态与视临界状态 使天然气液化的杲高温度,称为天然气的临界温度,在临界温度下,使气体液化的最低压力称为天然气的临界压力。 在临界温度和临界压力下,1千克气体所占有的容积叫做天然气临界状态。 临界温度、临界压力、临界比容统称为天然气的临界状态参数。 临界状态参数决定的状态叫临界状态。 天然气是多种组分气体混台物,能够由实验找到它的临界状态参数,也能够用它的组分的临界参数来计算它的临界参数,计算出来的临界参教近似值,称为天然气的视临界参数。 视临界参数决定的状态叫做视临界状态。 状态参数描述天然气所处状态的物理長,温度(T)、压力(P)、容积(V)是最常常利用饱和状态参数。 1.4.1.3压力 天然气的压力是指天然气分于垂直作用于容器壁单位面积上的压力。 压力的法定计長单位为帕斯卡,简称帕,用符号皿表示。 它与以前常常利用的压力单位换算关系如下: 原单位法定计長单位Pa lbarIO5 “tm(物理大气压)101325 ImmHg lat(工程大气压)X104 ImmHjO 工程上常常利用压力表测星天然气的压力,一般利用的单位是兆帕(MPQ,压力表测得的压力都是在大气压下进行的,称表压。 其真实压力(称为绝对压力)应等于表压加上大气压。 其关系式为P绝二卩表+P大气。 1.4.1.4温度 温度反映了分于热运动的猛烈程度,温度愈高,分于热运动愈猛烈,分于的动能愈大。 温度的变長标准叫温标,常常利用的温标有摄氏温标和热力学温标(即绝对温标)。 其换算关系是T=+t 1.4.1.5容积和比容 天然气占有的体积称为天然气的容积,也称为天然气的体积,常常利用符号“\严表示。 单位质長占有的体积,称为天然气的比容。 其表达式为: u=V/m(m5/kg) 1.4.2天然气的主要物理参数 142.1天然气的视分子量 为丁在工程中利用方便,常把0°C、101325Pa压力下,体积为升的天然气称为1摩尔天然气。 1摩尔天然气的质長即为天然气的摩尔质長。 天然气的摩尔质長的数值,视为天然气的分于長,叫做天然气的视分于長。 天然气的视分于長随组成而捷变,等于各组分的体积分数与该组分分于長乘积的总和o简单理無天然气的视分于旻为。 142.2密度 密度是单位体积物质的质長。 常常利用的单位为千克/立方米,其表达式为: e=m/v能 够简的单理解为天然气的密度円代。 1.4.2.3重度 重度是单位体积物质的重長,能够简单的理解为天然气的重度=Nm\ 1.4.2.4比重 单位体积的重長与相同温度、压力条件下同体积空气的重長之比。 天然气的比重等于该气体的分于摩尔质長与空气的摩尔质長的比值,也等于其分于長的比值,而空气的视分于長尊于,故s=u天/, 能够简单理解为天然气的比重=。 1.4.3天然气的热力学性质 1.4.3.1比热 在不发生相变和化学转变的条件下,加热单位重長的物质时,温度升高1摄氏度所吸收的热長,叫做此物质的比热。 1.43.2天然气的热值 单位体积或单位质長天然气完全燃烧所发出的热長,称为天然气的燃烧热值。 (发烧長)单位为: 千焦耳/千克(KJ/kg)、千焦耳/千摩尔(KJ/Krnd)。 天然气的热值有两种: 一、高热值: (全热值) 燃烧反映热QR加上水汽的冷凝潜热称为天然气的高热值。
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