第1章天然氣的分類、組成及性質

1.1天然氣的分類

按產狀(zhuang)分類(lei)天然(ran)氣可分為(wei)：游離氣、溶解氣、吸附氣及固體氣;

按經濟價(jia)值分(fen)(fen)類天(tian)然(ran)氣可分(fen)(fen)為(wei)：常規天(tian)然(ran)氣和非(fei)常規天(tian)然(ran)氣；

按來(lai)源(yuan)分類天(tian)然氣可分為：有機(ji)來(lai)源(yuan)和(he)無機(ji)來(lai)源(yuan)；

按烴(jing)類(lei)組成分為:干、濕氣(qi)（富氣(qi)、貧氣(qi)），烴(jing)類(lei)

按組成分(fen)(fen)類(lei)天然氣(qi)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)：       氣(qi)、非烴類(lei)氣(qi)；

按酸氣含量分為：凈氣、酸氣

我國習慣分(fen)法：伴生氣(qi)、氣(qi)藏(zang)氣(qi)和(he)凝(ning)析氣(qi)

伴生氣(qi)：系產(chan)自油(you)藏(zang)（含(han)油(you)儲(chu)集層(ceng)）的(de)(de)氣(qi)，也稱油(you)田氣(qi)。指(zhi)在地下(xia)儲(chu)集層(ceng)中伴隨原(yuan)油(you)共生，或(huo)呈溶解氣(qi)形式(shi)(shi)溶解在原(yuan)油(you)中，或(huo)呈自由(you)氣(qi)形式(shi)(shi)在含(han)油(you)儲(chu)集層(ceng)上部游離存在的(de)(de)天然(ran)氣(qi)。伴生氣(qi)一般多為富(fu)氣(qi)。

氣(qi)藏(zang)氣(qi)：系(xi)產自氣(qi)藏(zang)（含氣(qi)儲(chu)(chu)集層）的氣(qi)，也稱氣(qi)田氣(qi)。指在地下儲(chu)(chu)集層中均一氣(qi)相存在，采(cai)出地面仍(reng)為氣(qi)相的天然氣(qi)。氣(qi)藏(zang)氣(qi)多為貧(pin)氣(qi)。

凝(ning)析(xi)氣(qi)(qi)(qi)：系(xi)產自(zi)具有反(fan)凝(ning)析(xi)特征氣(qi)(qi)(qi)藏的氣(qi)(qi)(qi)。指在(zai)地下儲集(ji)層(ceng)中呈均一氣(qi)(qi)(qi)相(xiang)存在(zai)，在(zai)開采過程(cheng)中當氣(qi)(qi)(qi)體溫度(du)、壓力(li)降至露(lu)點狀(zhuang)態(tai)以下時會發(fa)生反(fan)凝(ning)析(xi)現象而析(xi)出凝(ning)析(xi)油的天然(ran)氣(qi)(qi)(qi)。

1.2天然氣的組成

天(tian)(tian)然氣(qi)是由(you)烴(jing)(jing)(jing)類(lei)和非烴(jing)(jing)(jing)類(lei)組成的(de)復雜混(hun)合(he)物。大多數(shu)天(tian)(tian)然氣(qi)的(de)主要成分是氣(qi)體烴(jing)(jing)(jing)類(lei)，此(ci)外還含有少量非烴(jing)(jing)(jing)類(lei)氣(qi)體。天(tian)(tian)然氣(qi)中的(de)烴(jing)(jing)(jing)類(lei)基本上是烷(wan)烴(jing)(jing)(jing)（C10～C60），非烴(jing)(jing)(jing)類(lei)氣(qi)體，一般為少量的(de)N2，O2，H2，CO2，H2O， H2S及惰性氣(qi)體。

1.3天然氣基本物理性質

   由于天然氣是(shi)由互(hu)不發生(sheng)化學反應的(de)多種單一(yi)組(zu)分(fen)氣體(ti)混合而成，其組(zu)分(fen)和組(zu)成無定值(zhi)。只能(neng)假設成具有(you)平均參(can)數的(de)某(mou)一(yi)物(wu)質，故(gu)它的(de)基本(ben)物(wu)性參(can)數可由單一(yi)組(zu)分(fen)氣體(ti)的(de)性質按(an)混合法則求得。

   天然氣的物理性(xing)質指其(qi)平均(jun)分子量、密度(du)(du)、蒸汽壓、粘度(du)(du)、粘度(du)(du)、烴露點等等。

第2章天然氣富氣回收利用技(ji)術

凝析氣田開發需對凝析油進行穩定處理，所產生的富氣含有大量C₃、C₄組分和水，由于這種富氣不能直接作為燃料氣利用而放空燃燒，造成資源浪費和環境污染。針對這一問題，為了到達保護環境、降本增效的目的，以北疆地區盆5氣田為試點，經過對增壓再處理、脫水后做燃料氣等方式比選，采用了“分子篩脫水法”對該天然氣處理站的富氣進行了回收利用，減少了氣田燃料氣的用量，減少了CO₂排放(fang)量，為降(jiang)低氣田能耗、降(jiang)低污染起到(dao)了重(zhong)要(yao)作用。

2.1氣田概況

表(biao)2-1-1  盆5氣藏天然氣組分變化(hua)表(biao)

表2-1-1數據顯示：氣(qi)(qi)藏天(tian)然氣(qi)(qi)組分(fen)變化較大，與開發初(chu)期(qi)(qi)相比，目(mu)前組分(fen)中甲、乙烷含量由開發初(chu)期(qi)(qi)92.44％升(sheng)高(gao)至目(mu)前的95.31％，丙(bing)、丁烷含量由開發初(chu)期(qi)(qi)4.5％下降至目(mu)前的2.24％。

凝(ning)液(ye)(ye)穩(wen)定(ding)(ding)工(gong)藝:凝(ning)液(ye)(ye)穩(wen)定(ding)(ding)工(gong)藝系統由脫乙烷(wan)塔、脫丁(ding)烷(wan)塔、重沸器(qi)、塔頂冷(leng)凝(ning)器(qi)、液(ye)(ye)化氣(qi)(qi)緩(huan)沖(chong)罐(guan)、液(ye)(ye)化氣(qi)(qi)回(hui)流泵、液(ye)(ye)化氣(qi)(qi)儲罐(guan)等設備組成，由于液(ye)(ye)化氣(qi)(qi)組分(fen)含量較開發初期大幅降低(di)，液(ye)(ye)化氣(qi)(qi)生產(chan)(chan)系統不能(neng)生產(chan)(chan)出符合技術(shu)要求的液(ye)(ye)化石(shi)油氣(qi)(qi)，實際生產(chan)(chan)僅(jin)采用(yong)脫乙烷(wan)塔對凝(ning)析油進行穩(wen)定(ding)(ding)處理(li)。

脫乙烷塔塔頂富氣組分復雜，既含水，又含有液化氣及C₅以上組分。富(fu)氣脫(tuo)水(shui)、脫(tuo)烴(jing)是富(fu)氣回收利用技(ji)術(shu)研究需重點解決的問(wen)題。

2.2分子篩脫水處理法

2.2.1分子篩脫水基本原理

分子篩是人工合成的晶體型硅鋁酸鹽，依據其晶體內部孔穴的大小而吸附或排斥不同物質的分子，限制了比孔穴大的分子進入，起到選擇性吸附作用。分子篩具有很大的比表面積（600~1200m²/g），它(ta)的孔(kong)徑(jing)為(wei)分子(zi)大小，對極性和不飽和分子(zi)有較(jiao)強的吸附作(zuo)用，適用于去除天然氣中的水分。

2.2.2分子篩脫水過程

 富氣經過濾(lv)(lv)分(fen)離(li)器除去攜(xie)帶的液滴后自上而下進入分(fen)子(zi)篩脫(tuo)水塔，進行(xing)脫(tuo)水吸附過程。脫(tuo)除水后的干氣經產品(pin)氣粉塵過濾(lv)(lv)器除去分(fen)子(zi)篩粉塵后，作為(wei)本裝置產品(pin)氣輸送出去。

   再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生循環由兩部分(fen)(fen)組成——加熱與冷(leng)卻。在加熱期間，再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)有再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)加熱器加熱到200-315℃后，自下而上的(de)進(jin)入分(fen)(fen)子(zi)篩脫水(shui)塔，進(jin)行(xing)分(fen)(fen)子(zi)篩再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生過(guo)程。分(fen)(fen)子(zi)篩脫水(shui)塔頂出來的(de)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)經過(guo)再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)冷(leng)卻器冷(leng)卻后，在進(jin)入再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)離器分(fen)(fen)離出來凝(ning)液，之(zhi)后再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)可(ke)返回到濕原料氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)，也可(ke)參入產(chan)品氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)，還可(ke)進(jin)入工廠燃料氣(qi)(qi)(qi)系(xi)統(tong)中(zhong)。一(yi)旦(dan)分(fen)(fen)子(zi)篩床層被再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生*之(zhi)后，再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)將(jiang)走再(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)生氣(qi)(qi)(qi)加熱器旁通，進(jin)入分(fen)(fen)子(zi)篩脫水(shui)塔以使床層冷(leng)卻下來，當冷(leng)吹氣(qi)(qi)(qi)流出口溫度低(di)于50℃時，冷(leng)卻過(guo)程即可(ke)停(ting)止。

2.2.3分子篩脫水工藝的特點

1）分子篩脫(tuo)水工藝優點

①在(zai)吸(xi)附(fu)質濃度(du)很(hen)(hen)低(di)或(huo)者(zhe)較高溫度(du)的情況下，分子篩仍有很(hen)(hen)強的吸(xi)附(fu)能力，脫水(shui)效(xiao)果好；

②控(kong)制程(cheng)序簡單(dan)，易于實(shi)現自(zi)動化控(kong)制；

③設(she)備較少(shao)，可做(zuo)成橇裝裝置(zhi)，占地少(shao)，易搬運；

④屬(shu)靜設(she)備，能耗(hao)低，便于管理(li)；

⑤一次性(xing)投(tou)入相對(dui)較低(di)；

2）分(fen)子篩脫水工藝(yi)的缺點

①吸附劑(ji)使(shi)用壽命短，一(yi)般2~3年就得(de)更(geng)換(huan)；

②脫烴效果差。

2.3 工藝技術特點

2.3.1 脫水分子篩

裝置采用了3A－EMP脫水分子篩，其優良性能體現于：

1）比表面大。其比表面高達900~1000m²/g。較大的(de)比表(biao)面減少了分子篩的(de)用量，提高了脫水效率(lv)，可使富氣露點降至≤-40℃。

2）熱(re)(re)穩定性(xing)高(gao)。zui高(gao)可耐(nai)受(shou)350℃高(gao)溫。其良好(hao)的耐(nai)熱(re)(re)性(xing)充分保證了分子篩的再(zai)生(sheng)效(xiao)果，有效(xiao)防止(zhi)加熱(re)(re)再(zai)生(sheng)時(shi)造(zao)成的孔道坍塌(ta)。

2.3.2 完善的加熱技術

1）主、副加熱器協調工作，有利于調節加熱強度，確保(bao)再生(sheng)效果，降低設備能耗(hao)。

2）多點(dian)溫度(du)傳(chuan)感器監控，準確顯示、控制加熱器出口、再生氣出口和冷卻器出口溫度(du)，控制參數輸入(ru)PLC中央處理器處理，并按設定(ding)程序控制再生系統參數。

2.3.3 封閉式內循環再生

再生系(xi)(xi)統由(you)循環(huan)風機─加熱器─再生塔─冷卻器─分離器組成封閉(bi)式(shi)內循環(huan)系(xi)(xi)統，僅(jin)需(xu)極少(shao)成品(pin)天(tian)然(ran)氣即(ji)可達(da)到分子篩的再生效果，節約投資。再生系(xi)(xi)統設置有(you)減(jian)壓閥和補壓閥，維持系(xi)(xi)統內的天(tian)然(ran)氣壓力恒(heng)定，保證(zheng)再生效果。

2.4效果評價

該裝置投用后，日均回收富氣6500m³，日耗電411KWh。CO₂日排放量減少20.48噸，收到良好的經濟(ji)效(xiao)益和社會(hui)效(xiao)益。

第3章.天然氣發電

3.1 發電技術概況

天然氣發電的(de)流程(cheng)和使用的(de)設備(bei)與(yu)燃(ran)煤(mei)電廠不同燃(ran)煤(mei)電廠生產流程(cheng)是：

燃煤電廠(chang)發電流程為：

圖3-1-1燃煤電(dian)(dian)廠發電(dian)(dian)流程(cheng)

天然氣(qi)發電生產流程為(wei)：

圖3-1-2天然氣發電(dian)生產流程(cheng)

燃氣(qi)(qi)輪機(ji)排氣(qi)(qi)溫度可(ke)高達430℃以上，通過廢熱鍋爐產生的蒸汽既進一步用(yong)來發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)，也可(ke)用(yong)來供熱，提高了熱效率。世(shi)界上利(li)用(yong)天然氣(qi)(qi)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)普(pu)遍(bian)采用(yong)燃氣(qi)(qi)—蒸汽聯合(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠（CCGT ）電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的形式。天然氣(qi)(qi)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)熱效率較高, 燃煤電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的熱效率僅為35%~38%，而燃氣(qi)(qi)—蒸汽聯合(he)循環電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的熱效率則高達50%~60%。現有火電(dian)(dian)(dian)(dian)廠可(ke)改用(yong)天然氣(qi)(qi)做燃料(liao)。燃煤電(dian)(dian)(dian)(dian)廠改造為燃氣(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠，在(zai)環保、節(jie)省人力、運輸及工(gong)業用(yong)水(shui)費用(yong)等方面均有顯著效益(yi)。

3.2聯合循環發電的優點

1）電(dian)(dian)(dian)廠的整體(ti)循(xun)環效(xiao)率高(gao)(gao)。常規燃煤電(dian)(dian)(dian)廠的熱效(xiao)率已很難有突(tu)破性的提高(gao)(gao)。依據統計(ji)，1998年我國(guo)6000KW以(yi)上(shang)火電(dian)(dian)(dian)機(ji)組的平均供(gong)電(dian)(dian)(dian)標煤耗每千(qian)瓦時為(wei)406克，折算的平均供(gong)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)率為(wei)30.3%。而(er)聯合循(xun)環發(fa)電(dian)(dian)(dian)的熱效(xiao)率則遠高(gao)(gao)于這一(yi)數(shu)據。埕島電(dian)(dian)(dian)廠采用的MS9001E燃氣(qi)輪(lun)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)組基本負荷燃用天(tian)然氣(qi)時的功率為(wei)123.4MW，熱效(xiao)率為(wei)33.79%，配(pei)置余熱鍋爐和汽(qi)輪(lun)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)組成180MW等級的聯合循(xun)環，其(qi)熱效(xiao)率為(wei)47%~49%。

2）對環境污染極小。在各種型式的發電裝置中，聯合循環電廠的另一個主要優點是它能適應環保要求，被稱為“清潔電廠”。因為采用油或天然氣為燃料，燃燒產物沒有灰渣，不用灰渣排放；燃燒效率高，并且燃燒產物中CO₂含量少。

3）在同(tong)(tong)等條件下，單位（比）投資較低。根據(ju)國(guo)內(nei)(nei)建設(she)不同(tong)(tong)容量(liang)燃(ran)煤電廠(chang)和聯合(he)循環(huan)電廠(chang)的有代表性的實(shi)際投資綜(zong)合(he)分(fen)析，按(an)燃(ran)煤電廠(chang)機組(zu)的系列容量(liang)折(zhe)算，單位投資比燃(ran)氣蒸汽(qi)聯合(he)循環(huan)電廠(chang)貴；而且燃(ran)機目前(qian)國(guo)內(nei)(nei)僅能生產36MW級(ji)度以下的設(she)備，若按(an)我國(guo)目前(qian)進口設(she)備政(zheng)策，燃(ran)氣機組(zu)能返包10%~30%給國(guo)內(nei)(nei)廠(chang)家生產，其價格將更低。

4）調峰性能好，啟停快捷。燃機從啟動到帶滿負荷運行，一般不到 20分鐘，快速啟動時，時間可更短。若以50MW電廠為例：聯合循環電廠啟動熱態為60分 ，溫態為90分，冷態為120分鐘可帶滿負荷。而汽輪機電廠啟動至滿負荷為：熱態90分，溫態180分，冷態為300分。因而燃機電廠是城市備用或調峰機組的*選擇。
    5）建(jian)廠周(zhou)期(qi)短，且(qie)可分段投產由于制(zhi)(zhi)造(zao)廠內完(wan)成了zui大(da)的(de)可能裝(zhuang)配且(qie)分部調試后(hou)直接(jie)集裝(zhuang)運往現場，安裝(zhuang)在預制(zhi)(zhi)好的(de)現場基礎上，施工安裝(zhuang)簡便(bian)，建(jian)廠周(zhou)期(qi)短， 投產快。   

6）電廠用電率(lv)低。燃(ran)機電廠一般廠用率(lv)不到2%，而燃(ran)煤(mei)電廠大機組用電率(lv)都在 5~6%。

3.3效果評價

天(tian)然氣(qi)聯合(he)循(xun)環發電機組自(zi)二(er)十(shi)世紀90年代(dai)開始(shi)在(zai)我國逐步應用與推廣(guang)，現(xian)已積累了一(yi)定的建設和使用經驗(yan)。由于天(tian)然氣(qi)聯合(he)循(xun)環電廠(chang)的一(yi)些*優勢，從環境保護、提高能(neng)源效率出發，發展天(tian)然氣(qi)聯合(he)循(xun)環機組是合(he)理的。

第4章.天然氣汽車

目前(qian)，我國一些大城市的汽車(che)尾氣排(pai)放(fang)是(shi)城市污(wu)染的主要(yao)源頭，因(yin)此，發展清(qing)潔能(neng)源汽車(che)已(yi)經成為(wei)刻(ke)不容(rong)緩的選擇。CNG以其能(neng)耗低、廢物排(pai)放(fang)少(shao)而受到各(ge)國歡迎(ying)，是(shi)*的的車(che)用代替能(neng)源。

4.1我國天然氣發展概況

20世紀80年(nian)代(dai)中期(qi)，我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)引進(jin)了(le)部分CNG加氣(qi)(qi)(qi)站(zhan)設(she)備，在四川建立了(le)我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)*個CNG加氣(qi)(qi)(qi)站(zhan)；1993年(nian)中石油天然氣(qi)(qi)(qi)總公司系(xi)統(tong)引進(jin)國(guo)(guo)(guo)外有(you)關(guan)技術并于(yu)1996年(nian)將(jiang)加氣(qi)(qi)(qi)站(zhan)裝置(zhi)和汽車(che)改裝部件引進(jin)技術國(guo)(guo)(guo)產化(hua)，技術標準規范化(hua)；1999年(nian)全國(guo)(guo)(guo)清潔汽車(che)行動協調領導小組成(cheng)立，啟動了(le)北京、天津、上海等12個試點地(di)區(qu)的清潔能源推(tui)(tui)廣(guang)應用工作，在CNG汽車(che)推(tui)(tui)廣(guang)應用和加氣(qi)(qi)(qi)站(zhan)建設(she)方面取得的成(cheng)效。截止到2004年(nian)我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)一些地(di)區(qu)共有(you)天然氣(qi)(qi)(qi)汽車(che)20多萬(wan)輛。

4.2以CNG作為汽車燃料與汽油相比的優點

1）降低(di)污染，改(gai)善(shan)大(da)氣環境.天然氣燃燒比(bi)較*，不易(yi)積碳，CO、NOx和微粒的(de)排(pai)放均比(bi)汽(qi)油(you)低(di)，排(pai)氣污染明顯(xian)降低(di)。機動(dong)車(che)尾氣主要有害成分是(shi)CO、HC（碳氫(qing)化合物）、NO、NO2等。資料(liao)顯(xian)示，以(yi)天然氣作(zuo)為(wei)汽(qi)車(che)燃料(liao)比(bi)汽(qi)油(you)燃料(liao)相(xiang)比(bi)可減少排(pai)放90%CO、90%SO2、72%HC、39%NOx、24%CO2、無(wu)粉塵排(pai)放，對改(gai)善(shan)城市(shi)環境有顯(xian)著作(zuo)用。

2） CNG汽(qi)車(che)有(you)較(jiao)高的安全性.天然氣(qi)(qi)(qi)的爆(bao)炸下(xia)限是(shi)5%，比(bi)汽(qi)油(you)高4%，甲(jia)烷燃(ran)(ran)點為(wei)645攝(she)氏度(du)，比(bi)汽(qi)油(you)高218攝(she)氏度(du)，相(xiang)(xiang)比(bi)不易(yi)點燃(ran)(ran)。甲(jia)烷密度(du)低，相(xiang)(xiang)對(dui)密度(du)為(wei)0.55左右，泄露(lu)的氣(qi)(qi)(qi)體(ti)會很快在(zai)空氣(qi)(qi)(qi)中散發，在(zai)自然環境中難以形成遇火爆(bao)燃(ran)(ran)的條(tiao)件。一旦壓縮天然氣(qi)(qi)(qi)泄露(lu)，漏點周圍(wei)會形成低溫(wen)區，使(shi)天然氣(qi)(qi)(qi)燃(ran)(ran)燒(shao)困難。因(yin)此(ci)CNG是(shi)一種相(xiang)(xiang)當安全的汽(qi)車(che)燃(ran)(ran)料(liao)。

3）我(wo)國經濟正處于高(gao)速發展階(jie)段，汽(qi)車數(shu)量以100萬(wan)輛/年的速度遞增(zeng)，對汽(qi)油(you)資源(yuan)的需(xu)求量增(zeng)大，我(wo)國每年需(xu)要進口大量的緣由、成品油(you)和LPG。使用燃氣(qi)汽(qi)車可(ke)以緩(huan)解此種矛(mao)盾。

4.3CNG汽車的發展前景

1）汽(qi)(qi)車保有量的飛速增長、石油資源和(he)環(huan)保的嚴峻形勢，決(jue)定了發展天然氣汽(qi)(qi)車成為解決(jue)能源問(wen)題和(he)環(huan)境(jing)問(wen)題的重要(yao)途徑。

2）“十一(yi)(yi)五”期間，新(xin)型清(qing)潔能源(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)一(yi)(yi)杯(bei)列入《國(guo)家科技(ji)發展中長期規劃》，國(guo)家將(jiang)繼續組(zu)織實施涉及各(ge)種清(qing)潔能源(yuan)汽(qi)(qi)車(che)(che)的重(zhong)大科技(ji)項目，重(zhong)點支持包括天然(ran)氣汽(qi)(qi)車(che)(che)在內的整車(che)(che)、零部件(jian)等關鍵技(ji)術，將(jiang)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)促進(jin)天然(ran)氣汽(qi)(qi)車(che)(che)的發展。

3）我國天(tian)(tian)然(ran)氣資源大規模(mo)開發及管道(dao)建設步(bu)伐加快使發展(zhan)CNG和加氣站(zhan)成為可能。根據我國天(tian)(tian)然(ran)氣利用(yong)規劃(hua)，近十年“西氣東輸(shu)”、“陜京(jing)二(er)線”等一大批輸(shu)氣管道(dao)及沿線城市(shi)燃氣管道(dao)相(xiang)繼建成，我國大規模(mo)利用(yong)天(tian)(tian)然(ran)氣的基礎設施(shi)逐步(bu)完(wan)善(shan)，天(tian)(tian)然(ran)氣加氣站(zhan)也將(jiang)逐步(bu)形(xing)成網絡。

第5章 城市(shi)用天燃氣

5.1城市燃氣供氣系統

城(cheng)市(shi)(shi)(shi)天然氣(qi)利用(yong)(yong)工程供(gong)氣(qi)系(xi)統由城(cheng)市(shi)(shi)(shi)門站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)、城(cheng)區配(pei)(pei)氣(qi)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)、CNG加氣(qi)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)、城(cheng)市(shi)(shi)(shi)高(gao)壓儲氣(qi)管(guan)線（或(huo)球罐）、中(zhong)壓管(guan)網、工業(ye)用(yong)(yong)戶管(guan)線、戶室(shi)(shi)管(guan)線等組(zu)成。壓力分為三級：高(gao)壓儲氣(qi)管(guan)線≤4.0MPa（或(huo)球罐儲氣(qi)≤1.2MPa）；中(zhong)壓管(guan)網≤0.4MPa；戶室(shi)(shi)≤3000Pa。門站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)在滿(man)足城(cheng)市(shi)(shi)(shi)規劃的前提下，應盡量靠近城(cheng)市(shi)(shi)(shi)；城(cheng)區配(pei)(pei)氣(qi)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)根據城(cheng)市(shi)(shi)(shi)規模大小合理布局(ju)；工業(ye)用(yong)(yong)戶由門站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)或(huo)城(cheng)區配(pei)(pei)氣(qi)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)直供(gong)；CNG加氣(qi)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)可與門站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)或(huo)城(cheng)區配(pei)(pei)氣(qi)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)配(pei)(pei)套建設，也可從高(gao)壓管(guan)線直接接管(guan)建設；戶室(shi)(shi)用(yong)(yong)氣(qi)采用(yong)(yong)樓棟(dong)調壓。

5.2城市民用天然氣調峰方案

城市(shi)居民用氣(qi)(qi)客觀存(cun)在用氣(qi)(qi)高峰(feng)(feng)問題，解決(jue)調(diao)峰(feng)(feng)是設(she)計方案(an)必須(xu)認真(zhen)考慮(lv)的問題。人工(gong)煤氣(qi)(qi)由于壓力低，一(yi)般采(cai)用球罐(guan)儲氣(qi)(qi)解決(jue)調(diao)峰(feng)(feng)。由于天然(ran)氣(qi)(qi)壓力較高，在考慮(lv)調(diao)峰(feng)(feng)方案(an)時應充分利用天然(ran)氣(qi)(qi)的壓力資源。。

壓力管道儲氣，一般有三種方式可供選擇。
　　1）輸氣干線末端儲氣。即加大進門站前的輸氣管道直徑，達到增加儲氣量的目的。四川內江市天然氣供氣工程采用了此方案。
　  2）在城市外圍建一條直徑較大的高壓儲氣管線，代替球罐儲氣。正在設計的武漢市天然氣供氣工程采用了此方案。
　　3）有條件時(shi)，建一條與城(cheng)區配(pei)氣(qi)站相連接的(de)高壓(ya)儲氣(qi)管(guan)道(dao)，因儲氣(qi)設施靠近(jin)集(ji)中用戶，調(diao)峰效(xiao)果(guo)*。蕪湖市(shi)城(cheng)市(shi)天然氣(qi)利用工程推(tui)薦了此(ci)方案，得到(dao)了專(zhuan)家和業主的(de)認可。

　壓力管道(dao)(dao)儲氣選擇何種方式，要(yao)作技術(shu)經濟比較，應(ying)選擇安全可(ke)靠、調峰效果，投資省、管理方便的管道(dao)(dao)儲氣方式。

5.3城市天然氣利用工程如何保證工業與民用都達到*效果

一(yi)套(tao)供氣系統(tong)，要確保工業與民用(yong)氣使用(yong)都感到(dao)滿意，四川的常規作法(fa)是(shi)在站(zhan)內實施工業與民用(yong)氣分輸。其優點有以下(xia)幾點：

1）工業(ye)(ye)與民用氣(qi)互不干(gan)攏。民用氣(qi)高峰時(shi)，不影(ying)響(xiang)工業(ye)(ye)用氣(qi)平(ping)穩供氣(qi)；工業(ye)(ye)用戶因裝置故障緊急切斷氣(qi)源，不會造成中壓管網蹩壓，以致產生(sheng)災害(hai)性后果。

2）有利計(ji)量(liang)(liang)管理和(he)輸差(cha)考核(he)，便于(yu)發現計(ji)量(liang)(liang)誤差(cha)及其原因。

3）有利于集中管理(li)，降(jiang)低運行成(cheng)本。

5.4與液化石油氣相比，天然氣用作城鎮燃氣時具有以下特點

1）天然(ran)氣比空(kong)(kong)氣輕，它的(de)(de)密度一般是空(kong)(kong)氣的(de)(de)0.55～0.85倍(bei)。因此，它泄漏后(hou)會擴散(san)到(dao)空(kong)(kong)氣的(de)(de)上(shang)部，并(bing)且(qie)容易漂浮和逸散(san)。相反，液(ye)化石油氣的(de)(de)氣體比空(kong)(kong)氣重，它的(de)(de)密度一般是空(kong)(kong)氣的(de)(de)1.5～2.0倍(bei)，因此，它泄漏后(hou)會沉(chen)積到(dao)空(kong)(kong)氣的(de)(de)下(xia)部，還可(ke)以由高處流向低處，積存在通風(feng)不好和不易擴散(san)的(de)(de)地方。

2）天然氣(qi)和(he)人工燃氣(qi)一樣(yang)，都是(shi)由管道送到(dao)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)家(jia)中，不(bu)像(xiang)液(ye)化石油氣(qi)那樣(yang)要用(yong)(yong)鋼瓶(ping)裝(zhuang)運與使用(yong)(yong)，用(yong)(yong)完(wan)后還必須換(huan)瓶(ping)，因而使用(yong)(yong)起(qi)來省時、省力。尤其(qi)是(shi)對(dui)于居住在高層建筑的(de)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)，或對(dui)于老弱病殘的(de)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)來講，其(qi)方便性就更為(wei)明顯。當然，對(dui)于散居的(de)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)居民，采用(yong)(yong)瓶(ping)裝(zhuang)的(de)液(ye)化石油氣(qi)可不(bu)受(shou)居住區域(yu)、地點和(he)條件的(de)限制，因此(ci)也是(shi)靈(ling)活方便的(de)。

3）天然氣的(de)主要(yao)成(cheng)(cheng)分是甲烷，而液(ye)化(hua)石油氣的(de)主要(yao)成(cheng)(cheng)分為丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。

因此，甲烷(wan)*燃(ran)(ran)燒后生(sheng)成的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)由碳原子(zi)燃(ran)(ran)燒生(sheng)成的二氧(yang)化碳含(han)(han)量(liang)zui少。也就是說，天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)*燃(ran)(ran)燒生(sheng)成的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的二氧(yang)化碳含(han)(han)量(liang)，比液化石油氣(qi)(qi)(qi)*燃(ran)(ran)燒生(sheng)成的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)二氧(yang)化碳的含(han)(han)量(liang)要少，這對減(jian)少大氣(qi)(qi)(qi)層的溫室效應是有利(li)的。此外，天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)含(han)(han)硫(liu)、氮少，生(sheng)成的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)二氧(yang)化硫(liu)及氧(yang)化氮等(deng)均較少。因此，采用(yong)天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)作燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)更有利(li)于環(huan)境保護。

5.5城市燃氣效果評價　

管輸天然(ran)氣(qi)除在(zai)組分、熱值、比(bi)重(zhong)及用途等方面與人工(gong)(gong)煤(mei)氣(qi)不同外，重(zhong)要的(de)(de)是管輸天然(ran)氣(qi)具有壓(ya)力高，易(yi)(yi)燃(ran)易(yi)(yi)爆(bao)；管道和(he)站內的(de)(de)閥門及其連接處易(yi)(yi)泄(xie)漏，管線或閥門檢修難度較大，處理(li)(li)不當，易(yi)(yi)出安全事故(gu)；當泄(xie)漏的(de)(de)天然(ran)氣(qi)在(zai)空(kong)氣(qi)中的(de)(de)體積(ji)比(bi)在(zai)5～15%時，遇明火會(hui)發生爆(bao)炸等特點。因此，城市天然(ran)氣(qi)利用工(gong)(gong)程在(zai)設(she)計思(si)路(lu)、設(she)計指(zhi)導思(si)想、工(gong)(gong)藝(yi)流程、設(she)備(bei)選型、儲氣(qi)方案、調峰方案，以(yi)及工(gong)(gong)程的(de)(de)施工(gong)(gong)、系(xi)統的(de)(de)運行、維護和(he)管理(li)(li)等都與人工(gong)(gong)煤(mei)氣(qi)有著(zhu)相(xiang)當大的(de)(de)差異，應采取不同的(de)(de)方法(fa)來(lai)對待。

本文通過對富氣回收，天然氣聯合循環發電，天然氣汽車以及城市用天然氣的介紹，更確切的說明了我國近年來在天然氣的利用技術以及廣泛應用上取得的成果。天然氣富氣的回收利用技術，減少了CO₂排放量，為降(jiang)(jiang)低(di)氣(qi)(qi)田(tian)能耗(hao)、降(jiang)(jiang)低(di)污染起到了(le)重要作(zuo)用；而天然氣(qi)(qi)聯合循環(huan)發電的(de)一(yi)些*優勢也正(zheng)在日(ri)益(yi)顯現，這不僅保護了(le)環(huan)境而且大(da)大(da)提高了(le)能源利(li)用效率；天然氣(qi)(qi)在汽車上的(de)應用我(wo)們大(da)家是有(you)目共睹的(de)，他既可以快(kuai)速(su)有(you)效地改善汽車尾氣(qi)(qi)帶來的(de)環(huan)境問(wen)(wen)題，又能緩解(jie)我(wo)國資(zi)源供需的(de)不平衡(heng)；城(cheng)市(shi)燃氣(qi)(qi)的(de)使(shi)用相比較而言更(geng)為清潔、安(an)全和(he)方(fang)便。由此可看出(chu)天然氣(qi)(qi)具有(you)經(jing)濟性，環(huan)保性，安(an)全性，天然氣(qi)(qi)的(de)出(chu)現很大(da)程度上解(jie)決了(le)目前資(zi)源緊張的(de)問(wen)(wen)題，同時也進一(yi)步改善了(le)空(kong)氣(qi)(qi)污染問(wen)(wen)題。