燃气上班基本知识.doc

1、1燃气公司工作人员应具备的知识目 录一.气体的标准状态二.气体的临界状态三.非标准状态下气体的体积换算四.燃气的密度和相对密度五.燃气的热值六.用气定额与高峰系数七.燃气输配系统的供需平衡八.储气容积和储气罐几何容积的确定九.燃气的压力级制十.燃气流量和管道直径十一.燃气燃烧器的定额压力十二.燃气的爆炸极限十三.燃气中有害物质十四.能源单价的计算及比较十五.管道气与瓶装气的比较十六.压缩天然气十七.天然气液化十八.天然气气源供应的简介十九、户内燃气点火规程内容2燃气专业知识是燃气项目开发人员的基本功,嫻熟掌握对开发工作大有帮助.燃气种类繁多,对我公司开发人员来讲,只需了解天然气(NG)、液化天

2、然气(LNG)、压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)、混气(SNG)的主要性质一.气体的标准状态温度和压力对气体的体积影响很大,在不同温度、不同压力的条下,有不同的状态。故，提出一个“标准状态”的概念，设定某系统内气体温度为绝对温度 273K(0)、压力为绝对压力 0.1Mpa(表压为零),此时该气体所处的状态,为“标准状态” 。燃气专业的气体标准状态温度设定为 293K（20） 。二.气体的临界状态任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液态,但当高于该温度时,无论压力增加到多大,都不能使气体液化.可以使气体压缩成液态的这个极限温度称为该气体的临界温度.当等于临界温度时,使气体压缩

3、成液体所需的压力称为临界压力,此时的状态称为临界状态.气体在临界状态下的温度压力比容密度分别称为临界温度临界压力临界比容临界密度.气体的临界温度越高,越易液化.天然气主要成份甲烷临界温度低,故较难液化.而液化石油气的主要成份 C3C 4临界温度较高,故较易液化。对我们来讲常用的是临界温度、临界压力和沸点.例:甲烷、丙烷、3丁烷的临界温度、临界压力和沸点:CH4 C6H8 C8H10临界温度 190.7K 369.9K 425.2K临界压力 4.491Mpa 4.119Mpa 3.677Mpa沸 点 -161.490C -42.170C -0.50C三.非标准状态下气体的体积换算：设：任一状态下

4、的气体体积为 V任一状态下的气体温度为 T任一状态下的气体压力为 P标准状态下的气体体积为 V0标准状态下的气体温度为 T0标准状态下的气体压力为 P0V0=V*T0/T*P/P0=（273+20）/T*P/P 0*V=293/T*P/P0*V注：T 用 273K+X0CP 以 Mpa 或 Kg/cm3 为单位，但前后要一致当 P1.0Mpa 时,气体的被压缩不仅考虑压力因素,还要考虑气体分子本身占有的容积和分子间的引力,所以上述所求得 V0还要乘以压缩系数 Z,才是真实的标准状态体积.Z=100/(100+0.12Pm1,15), Pm为输气管(或系统)平均压力.请注意这里的压力单位是 Mp

5、a,而不是 Kg/cm3.压缩天然气(CNG)计算体积除了以 PT 补偿外,还必须用 Z 修正.4四.燃气的密度和相对密度燃气的密度与其组成、温度、压力有关,一般都指其标准状态.密度的定义:单位体积的重量,以 Kg/m3、g/L 为单位.如陕气的成份及其密度:CH4 95.6%*0.7174=0.6858(Kg/m3)CO2 3.02%*I.2506=0.0375(Kg/m3)C2H6I.380%*1.3553=0.369(Kg/m3)则陕北天然气的密度为:0.6858+0.0375+0.0369=0.7602(Kg/m 3).那么各单成份气体的密度是如何算出来的呢?是按每公斤分子所拥有的体积

6、和重量进行计算的.如 CH4,一公斤分子的体积为 22.3621m3、重量为16.0430Kg则 CH4的密度为:16.0430/22.3621=0.7174Kg/m 3.液化石油气的气体密度按同法计算:设某液化石油气其组成是丙烷 30%、丁烷 70%,其密度为:30%*2.0102+70%*2.7030=2.4951Kg/m 3.同碳烷与烯相比,烷烃比烯烃密度大.我国生产的液化石油气,多半是C3、 C4 的烷烃和烯烃的混合物,因此,比进口的、由纯 C3、C 4烷烃配成的液化石油气密度小.一般都在 2.39Kg/m3以下.液相液化石油气的密度除了与其成分有关外,与温度关系很大;液化后体积缩小

7、250 倍至 300 倍.上述丙烷、丁烷分别为 30%、70%组成的液5体液化石油气,其与温度的关系:200C 558Kg/m3250C 526Kg/m3400C 503Kg/m3所谓混气(SNG),也称代天然气,是由液化石油气与空气按工艺要求以一定的比例配制而成,一般地说要满足天然气的燃烧特性(即华白数) 要求,以 4850%空气与 5250%液化石油气配制而成的即可五.燃气的热值热值分为高热值与低热值.高热值:一立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,而其中的水蒸气以凝结水状态时所放出的热量;低热值:一立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中水蒸气仍按水蒸气状态时所放出的热

8、量.如 CH4 的燃烧: CH4+2O2=CO2+2H2O 这个燃烧过程产生了水蒸气,换言之,所放出的包括水蒸气潜热在内的热值称为高热值;不包含水蒸气潜热的热值称为低热值.CH4 的高热值为 9516.1Kcal/m3低热值为 8576.0 Kcal/m3其热值的差值为 940.1Kcal/m3， 这就是水蒸气的潜热。再看看 CO 的燃烧过程：CO+O 2=CO2。这个过程没有水蒸气产生，因此，CO 的高热值、低热值都是 3019.96Kcal/m36现例举一些气体的高、低热值数值如下：（Kcal/m 3）气体 高热值 低热值H2 3466 2578.1C2H4 16803.0 15165.9

9、98C3H8 24187.9 22270.95C3H6 22372.934 20938.903C4H10 31978 29533.1C4H8 30058.04 28110.968热值的换算:Kcal/m 3 与 MJ/m3 之间换算1Kcal/m3=4.1868KJ/m3如某气田气(天然气) 低热值 36.22MJ/m3则其低热值换算: 36.220*1000/4.1868=8651Kcal/m3有如某石油伴生气低热值 10860Kcal/m3则其低热值换算:10860*4.1868=45468.7KJ/m3=45.47MJ/m3各种常见能源的热值:标准煤 29.308MJ/Kg=7000Kc

10、al/Kg(是人为设定)(一般的动力煤只有 40005000Kcal/Kg)汽 油 43.11MJ/Kg柴 油 46.04MJ/Kg重 油 39.3641.03MJ/Kg电 860Kcal/KWh(度)=3.6MJ/KWh(度)7天然气 36.2245.47MJ/m 3液化石油气液相 45.145.9MJ/Kg气相 87.8108.7MJ/m 3六.用气定额与高峰系数用气定额与地域、气候、生活方式、生活水平等条件有关,设计使用的用气定额多半是统计的、经验的数据.如某些地区用气定额:地区 用气定额(MJ/人、年)北京 25102930天津 25102930哈尔滨 25902820沈阳 25502

11、780上海 23002510杭州 23002510广州、深圳 29303140用气定额,取 23003140MJ/人、年每户每日用气定额=3.6*2300/3653.6*3140/365(设计常用每户为 3.6 人)=22.68530.97(MJ/户、日)消耗天然气(按 36.22MJ/m3)0. 62610.855(m 3/户日)消耗液化石油气(按 45.1MJ/Kg)80. 5030.686(Kg/户日)小城镇一般用气定额为 0.30.5m 3/户日(NG)0.30.4m 3/户日(LPG)上述是每日平均用气量,实际上每日当中每时每刻用气量是不平均的,做饭洗澡同时进行;分别进行;或不用燃气

12、等.情况各异.由于各时段用气的不均衡,这叫做时不均匀性;同理,一周内 ,每天用气量也不一样,尤其是周六周日或用得比平日多;或去旅行, 不用气.由于每天用气量的不均衡,这叫做日不均匀性;由于季节气候变化 ,月与月间的用气量也不均衡,这叫做月不均匀性.由于时日月用气的不均匀性,设立:时不均匀系数:K hmax日不均匀系数:K dmax月不均匀系数:K mmax总不均匀系数:K max=KhmaxKdmaxKmmax根据统计: Khmax=2.23.2Kdmax=1.051.2Kmmax=1.11.3Kmax=2.544.99总不均匀系数各地情况不一:北京 3.204.35上海 3.704.14大连

13、 3.244.00鞍山 2.614.009哈尔滨 3.664.02一般 2.544.99总不均匀系数乘于日平均用气量就是最大瞬时供气量,从而确定燃气管道直径.七.燃气输配系统的供需平衡城市燃气的需用工况是不均匀的,随月日时而变化,但一般燃气气源的供应量是均匀的,不可能完全按需用工况而变化.为了解决均匀供气与不均匀耗气之间的矛盾,不间断地向用户供应燃气,保证各类燃气用户有足够流量和正常压力的燃气,必需采取合适的方法使燃气输配系统供需平衡.供需平衡方法大致有三:(一) 调节气源的供应能力和设置机动气源:根据气源投产停产的难易程度,气源生产负荷变化的可能性和变化幅度,可采用改变投料量使伍德炉燃气产量

14、有小量的变化幅度.此外,油制气发生炉煤气及液化石油气混空气等气源可用作机动气源,负荷调节范围较大,可以调节季节不均匀性或日用气不均匀性.当天然气井离城市不太远时,可采用调节气井供应量的办法平衡部分耗气月不均匀性.(二). 调节季节用气不均匀性可采取利用缓冲用户的方法,在夏季用气低谷时,把燃气供给它们燃烧,而冬季高峰时,这些缓冲用户改烧煤或油.大型工矿企业及锅炉房等可作为城市燃气的缓冲用户.为了调节日不均匀性可采取调整工业企业用户厂休日和计划调配用气方法.(三). 利用储气设备10在燃气输配系统中利用储气设备解决供需矛盾是一种常用的方法.因此,燃气储存在城市燃气输配系统中占有重要的位置.燃气储存

15、方式的确定与气源种类管网压力级制储存设备的材质和加工水平等因素有关.常用地下储气及液态储气来平衡耗气季节不均匀性及日不均匀性.高压管束储气及长输干管末端储气则用于平衡耗气小时不均匀性.我国目前采用最多的储气罐储气只能用来平衡耗气日不均匀性及小时不均匀性.八.储气容积和储气罐几何容积的确定在此只举一例,用表格法来确定储气容积.计算步骤:1).制气设备或供气主干管按计算月最大日平均小时供气量均匀供气,则小时产气量为 100/24=4.17%2).计算日或周的燃气供应量的累计值3).计算日或周的燃气消耗量的累计值4).计算燃气供应量的累计值与燃气消耗量的累计值之差,即为每小时末燃气的储存量.5).根据计算出的最高储存量和最低储存量绝对值之和得出所需储气容积.设:已知某城镇计算月最大日用气量为 32.5 万 m3/d,气源在一日内连续均匀供气.每小时供气量占日用量的百分比如下表