人口密度指數
一種與人口密度大致成正比的數字,用于某特定長度的管道根據人口密度所制定的地區等級。我國輸氣管道設計中,沿管道中線長2公里,兩側200米范圍內有20戶以下為一級區;20戶至100戶為二級區;100戶以上為三級區;有4層樓建筑為四級區。分區的目的是設計管道時對不同地區采用不同設計系數。
燃燒極限
可燃蒸汽在空氣中都有兩個可燃極限。下限是可燃蒸汽在空氣中進行燃燒所需要燃氣與空氣的最小比例;上限是空氣與蒸汽****濃度。比上限更富的蒸汽濃度只有與額外的空氣保持接觸才會燃燒。如:甲烷在空氣中5.3%---14.0%;丙烷為2.2%---9.5%;汽油為1.4%---7.6%。
爆炸極限
可燃氣體(或粉塵)與空氣或其他氣體混合后,在點火時能發生爆炸的濃度的上限和下限。在上下限之間的范圍稱爆炸范圍。常用混合物中可燃氣體(或粉塵)含量的百分數(或每立方米的克數)表示。氫氣:18.3%---59%;氣田天然氣:1.6%----9.3%,此數由天然氣的組份而定。
閃點
將石油加熱到一定溫度時,才能產生與空氣混合成有足夠的蒸汽。只要遇火會瞬時引燃,火種一離去即熄滅。這一最低溫度為油品的閃點。任何一種低揮發性的石油液體在容器中被加熱到他的閃點溫度以上時,都可以產生能夠引燃的氣體。揮發性強的可燃液體閃點低,揮發性弱可燃性液體則閃點高。防火規范中,按石油的閃點分級,閃點低于22.8℃為A級,閃點在22.8℃----65.6℃為B級,閃點在65.6℃以上為C級。
臭氧
是氧的三原子同素異形體。氣態臭氧顯淺蘭色,不穩定,有特殊臭味,是強氧化劑?衫闷鋸娧趸饔脙艋諝、處理污水等。微量臭氧對人體無害,但當大氣中含0.1---0.3ppm時則對人體產生危害;含0.03ppm時,植物葉在8小時內即會出現斑紋和斑點。
臭氧層
在大氣上層光解作用使氧分子分解,并因復合作用而產生臭氧,在距地面20---50公里的高空形成臭氧層。臭氧能大量的吸收對生命物質有害的紫外線,并對大氣層的輻射平衡起著重要的作用,是生物得以生存發展的重要條件。
危險區
在一定地區內,可燃氣或蒸汽經常處于可能引燃濃度下的地區,按該區出現危險的頻率分別規定危險區的級別。共分三級:0級危險區是區內危險的可燃氣體經常存在;1級危險區是正常操作時很容易出現可燃氣體;2級危險區是只在不正常操作條件下才能出現可燃氣體。
液化天然氣
主要成分是甲、乙烷,將天然氣冷卻到-161℃時,天然氣即成為液態。熱值等于51.91MJ/Kg。體積可縮小634倍,有利于運輸,液化過程很復雜。
液化石油氣: 主要成分是丙、丁烷,液化過程較為簡單。我們平時使用的罐裝氣,一般為液化石油氣,不是液化天然氣。
天然氣常識
天然氣概述
天然氣無色、無味、無毒且無腐蝕性,主要成分為甲烷,也包括一定量的乙烷、丙烷和重質碳氫化合物。還有少量的氮氣、氧氣、二氧化碳和硫化物。另外,在天然氣管線中還發現有水分。
甲烷的分子結構是由一個碳原子和四個氫原子組成,燃燒產物主要是二氧化碳和水。
CH4+2O2 → CO2+2H2O
與其它化石燃料相比,天然氣燃燒時僅排放少量的二氧化碳粉塵和極微量的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物,因此,天然氣是一種清潔的能源。
天然氣利用的歷史
天然氣的發現和早期應用
在公元前6000年到公元前2000年間,伊朗首先發現了從地表滲出的天然氣。許多早期的作家都曾描述過中東有原油從地表滲出的現象,特別是在今日阿塞拜疆的巴庫地區。滲出的天然氣剛開始可能用作照明,崇拜火的古代波斯人因而有了"永不熄滅的火炬"。中國利用天然氣是在約公元前900年。中國在公元前211年鉆了第一個天然氣氣井,據有關資料記載深度為150米(500英尺)。在今日重慶的西部,人們通過用竹竿不斷的撞擊來找到天然氣。天然氣用作燃料來干燥巖鹽。后來鉆井深度達到1000米,至1900年已有超過1100口鉆井。
直到1659年在英國發現了天然氣,歐洲人才對它有所了解,然而它并沒有得到廣泛應用。從1790年開始,煤氣成為歐洲街道和房屋照明的主要燃料。在北美,石油產品的第一次商業應用是1821年紐約弗洛德尼亞地區對天然氣的應用。他們通過一根小口徑導管將天然氣輸送至用戶,用于照明和烹調。
天然氣管線的改進
由于還沒有合適的方法長距離輸送大量天然氣,天然氣在整個十九世紀只應用于局部地區。工業發展中的應用能源主要還是煤和石油。1890年,燃氣輸送技術發生了重大的突破,發明了防漏管線連接技術。然而,材料和施工技術依然較復雜,以至于在離氣源地160公里(100英里)的地方,天然氣仍無法得以利用。因而,當生產城市煤氣時,伴生氣通常燒掉(即在井口燃燒掉),非伴生氣則留在地下。
由于管線技術的進一步發展,十九世紀二十年代長距離天然氣輸送成為可能。1927年至1931年,美國建設了十幾條大型燃氣輸送系統。每一個系統都配備了直徑約為51厘米(20英寸)的管道,并且距離超過320公里。在二戰之后,建造了許多輸送距離更遠、更長的管線。管道直徑甚至可以達到142厘米。十九世紀七十年代初,最長的一條天然氣輸送管線在前蘇聯誕生。例如,將位于北極圈的西西伯利亞氣田的天然氣輸送到東歐的管線,全長5470公里,途經烏拉爾山和700條大小河流。結果,世界****的Urengoy氣田的天然氣輸送到東歐,然后再送到歐洲消費。另外一條管線是從阿爾及利亞到西西里島,雖然距離較短,但施工難度也很大,該管線管徑為51厘米,沿途要穿越地中海,所經過的海域有時深度超過600米。
當天然氣在大氣壓下,冷卻至約-162℃時,天然氣由氣態轉變成液態,稱為液化天然氣(Liquefied Natural
Gas,縮寫為LNG)。LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性,其體積約為同量氣態天然氣體積的1/600,LNG的重量僅為同體積水的45%左右,熱值為52MMBtu/t(1MMBtu=2.52×108cal)。
液化天然氣鏈
天然氣從氣田開采出來,要經過處理、液化、航運、接收和再氣化等幾個環節,最終送至終端用戶。液化過程能凈化天然氣,除去其中的氧氣、二氧化碳、硫化物和水。這個處理過程能夠使天然氣中甲烷的純度接近100%。
天然氣田開發
天然氣田蘊藏在地層內,一般通過地震學數據探測天然氣田構造及氣田深度,也可用磁力儀,通過測量地球表面磁場的微小變化來尋找天然氣和石油。開采天然氣田的技術在現代石油工業中已相當成熟。
天然氣液化
天然氣被冷卻至約-162℃變成液態,這將使其體積減少約600倍,便于儲存和運輸。
LNG船
LNG船是指將LNG從液化廠運往接收站的專用船舶。LNG船的儲罐是獨立于船體的特殊構造。在該船舶的設計中,考慮的主要因素是能適應低溫介質的材料,對易揮發/易燃物的處理。船只尺寸通常受到港口碼頭和接收站條件的限制。目前125000m3是最常用的尺寸,138000m3是現有船只中****的尺寸。LNG船的使用壽命一般為35年-40年。
目前世界液化天然氣船的儲罐系統有自撐式和薄膜式兩種(如下圖所示)。自撐式有A型和B型兩種,A型為棱形或稱為IHI SPB,B型為球形。
自撐式球形LNG船
薄膜形LNG船
液化天然氣接收終端
液化天然氣的接收終端內建有專用碼頭,用于運輸船的靠泊和卸船作業;儲罐用于容納從LNG船上卸下來的液化天然氣;再氣化裝置則是將液化天然氣加熱使其變成氣體后,經管道輸送到最終用戶。
液化天然氣在再氣化過程中所釋放的冷能可被綜合利用。一般而言,約有25%的冷能可被利用。
什么是CNG和LPG?
壓縮天然氣(Compressed Natural
Gas,簡稱CNG)是天然氣加壓(超過3,600磅/平方英寸)并以氣態儲存在容器中。它與管道天然氣的組分相同。CNG可作為車輛燃料利用。LNG可以用來制作CNG,這種以CNG為燃料的車輛叫做NGV(Natural
Gas Vehicle)。與生產CNG的傳統方法相比,這套工藝要求的精密設備費用更低,只需要約15%的運作和維護費用。
液化石油氣(Liquefied Petroleum
Gas,簡稱LPG)經常容易與LNG混淆,其實它們有明顯區別。LPG的主要組分是丙烷(超過95%),還有少量的丁烷。LPG在適當的壓力下以液態儲存在儲罐容器中,常被用作炊事燃料。在國外,LPG被用作輕型車輛燃料已有許多年
天然氣的主要成分是甲烷(CH4),它本身是一種無毒可燃的氣體。同其它所有燃料一樣,天然氣的燃燒需要大量氧氣(O2)。如果居民用戶在使用灶具或熱水器時不注意通風,室內的氧氣會大量減少,造成天然氣的不完全燃燒。不完全燃燒的后果就是產生有毒的一氧化碳(CO),最終可能導致使用者中毒(反應式見下)。
2CH4+3O2→2CO+4H2O
天然氣的用途
天然氣主要可用于發電,以天然氣為燃料的燃氣輪機電廠的廢物排放水平大大低于燃煤與燃油電廠,而且發電效率高,建設成本低,建設速度快;另外,燃氣輪機啟停速度快,調峰能力強,耗水量少,占地省。
天然氣也可用作化工原料。以天然氣為原料的一次加工產品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20個品種,經二次或三次加工后的重要化工產品則包括甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等50個品種以上。以天然氣為原料的化工生產裝置投資省、能耗低、占地少、人員少、環保性好、運營成本低。
天然氣廣泛用于民用及商業燃氣灶具、熱水器、采暖及制冷,也用于造紙、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行業,還可用于廢料焚燒及干燥脫水處理。
天然氣汽車的一氧化碳、氮氧化物與碳氫化合物排放水平都大大低于汽油、柴油發動機汽車,不積碳,不磨損,運營費用很低,是一種環保型汽車。
液化天然氣接收終端
液化天然氣的接收終端內建有專用碼頭,用于運輸船的靠泊和卸船作業;儲罐用于容納從LNG船上卸下來的液化天然氣;再氣化裝置則是將液化天然氣加熱使其變成氣體后,經管道輸送到最終用戶。
液化天然氣在再氣化過程中所釋放的冷能可被綜合利用。一般而言,約有25%的冷能可被利用。
什么是CNG和LPG?
壓縮天然氣(Compressed Natural
Gas,簡稱CNG)是天然氣加壓(超過3,600磅/平方英寸)并以氣態儲存在容器中。它與管道天然氣的組分相同。CNG可作為車輛燃料利用。LNG可以用來制作CNG,這種以CNG為燃料的車輛叫做NGV(Natural
Gas Vehicle)。與生產CNG的傳統方法相比,這套工藝要求的精密設備費用更低,只需要約15%的運作和維護費用。
液化石油氣(Liquefied Petroleum
Gas,簡稱LPG)經常容易與LNG混淆,其實它們有明顯區別。LPG的主要組分是丙烷(超過95%),還有少量的丁烷。LPG在適當的壓力下以液態儲存在儲罐容器中,常被用作炊事燃料。在國外,LPG被用作輕型車輛燃料已有許多年。
用天然氣會中毒嗎?
天然氣的主要成分是甲烷(CH4),它本身是一種無毒可燃的氣體。同其它所有燃料一樣,天然氣的燃燒需要大量氧氣(O2)。如果居民用戶在使用灶具或熱水器時不注意通風,室內的氧氣會大量減少,造成天然氣的不完全燃燒。不完全燃燒的后果就是產生有毒的一氧化碳(CO),最終可能導致使用者中毒(反應式見下)。
2CH4+3O2→2CO+4H2O(來源:中國石油商務網)