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。2001年天然气消费总量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（2000～3000m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0.6～0.8K g/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，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21000 KJ/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，液态热值约50000KJ/kg。
    e)爆炸范围：上限为15%，下限为5%。
    f)华白指数(W)：44.94MJ/Nm3。
    g)燃烧势(CP)：45.18。

3、压缩天然气（CNG）

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%、NOx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(CNG)、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(CNGV)。CNG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NOx排放较少，稀燃特性优越，低温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)，NOx排放量低于0.1g／km，维护费用低于0.01美元／kwh，在满足这些目标的同时，发动机具有较高的可靠性。

百度搜索“yundocx”或“云文档网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，云文档网，提供经典工矿企业天然气供应系统概论在线全文阅读。