[學(xué)習(xí)]天然氣系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)知識(shí)

1、天然氣系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)知識(shí),一、概述,天然氣是以氣態(tài)存在的比較輕的烴類(lèi)。是無(wú)色，有刺激性氣味的易燃易爆的氣體。隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，天然氣這種潔凈、高效的能源將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。,二、天然氣的組成,天然氣主要由烷烴組成，其分子通式為CnH2n+2，其中甲烷占主要地位，其次是乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等，還含有少量的其它烴類(lèi)，如烯烴、環(huán)烷烴，但含量極少。另外，還可能含有H2S、CO2、H2O等化合物。,三、天然氣組成的表示方法,體

2、積表示法：天然氣中i組分的體積百分率是指i組分的體積占總體積的百分比。即 Xvi=(Vi/V)·100% 其中 Xvi—體積百分率 Vi—i組分的體積 V—天然氣的總體積 重量表示法：天然氣中i組分的重量百分率是指i組分的重量占總體積的百分比。即 XGi=(Gi/G) ·100% 其中 XGi—重量百分率 Gi—i組分的重量 G—天然氣的總

3、重量,四、天然氣的分類(lèi),1、按礦藏特點(diǎn)分可分為氣田氣、油田伴生氣和凝析氣田氣。氣田氣：氣井采出來(lái)的氣主要是甲烷，重組分極少。油田伴生氣：油井里出來(lái)的氣。凝析氣田氣：有凝析輕烴凝結(jié)下來(lái)的氣田氣,2、按組成分可分為干氣、濕氣、貧氣、富氣、酸性天然氣和潔氣。干氣：每一標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣中，C5（戊烷）以上重?zé)N液體含量低于13.5cm3的天然氣。濕氣：每一標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣中，C5（戊烷）以上重?zé)N液體含量高于13.5cm3的天然氣。

4、貧氣：每一標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣中，C3（丙烷）以上烴類(lèi)液體含量低于94cm3的天然氣。富氣：每一標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣中，C3（丙烷）以上烴類(lèi)液體含量高于94cm3的天然氣。,五、天然氣的物理性質(zhì),1、密度：?jiǎn)挝惑w積的物質(zhì)質(zhì)量稱(chēng)為密度。 氣體的相對(duì)密度一般指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體密度與空氣密度之比。 天然氣的密度常以kg/m3來(lái)表示。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃，1大氣壓下），天然氣的密度主要與組成有關(guān)，一般在0.7－0.9之間，重組分含量愈多密度

5、越大。,2、分子量 單體烴的分子量可根據(jù)該烴的分子式求得，如CH4為16、C2H6為30等。天然氣的分子量一般以平均分子量表示，用公式表示為 　nM=∑xi·Mi xi—指氣體組分的摩爾分率 　i=1,3、閃點(diǎn)：一定溫度下，可燃液體的蒸氣與空氣形成可燃性氣體。這種氣體與火焰接觸時(shí)能閃出火花但隨即熄滅，這種瞬間燃燒的過(guò)程稱(chēng)為閃燃；發(fā)生閃燃時(shí)的最低溫度，叫閃點(diǎn)。 4、燃點(diǎn)：是指物質(zhì)在規(guī)定條件下

6、加熱到能被外部火源引燃，并連續(xù)燃燒不少于5秒鐘時(shí)的最低溫度。 天然氣的閃點(diǎn)及燃點(diǎn)都很低，因此，天然氣是一種易燃品。,5、爆炸極限　　　當(dāng)可燃?xì)怏w與空氣的混合物中，可燃?xì)怏w的濃度處于在一定的范圍內(nèi)時(shí)，用外界火源去引燃油氣混合物時(shí)，會(huì)發(fā)生閃火或爆炸現(xiàn)象，這個(gè)濃度范圍稱(chēng)為爆炸極限。其下限濃度稱(chēng)為爆炸下限，上限濃度則稱(chēng)為爆炸上限。CH4的爆炸極限為5－15%，因此，天然氣是一種易爆物。,6、露點(diǎn),1、水露點(diǎn)：在一定壓力下，天然氣冷卻

7、到析出第一滴水時(shí)的溫度。天然氣輸送時(shí)要求水露點(diǎn)比輸送管段的最低地溫低5℃。 2、烴露點(diǎn)：在一定壓力下，天然氣冷卻到析出第一滴液態(tài)烴時(shí)的溫度。天然氣輸送時(shí)同樣要求烴露點(diǎn)比輸送管段的最低地溫低5℃。,六、天然氣的燃燒,用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的燃?xì)庖媸且蕴烊粴庾鳛槿剂系模虼颂烊粴馊紵龝r(shí)釋放出的熱量的多少?zèng)Q定了燃?xì)廨啓C(jī)工作效率的高低。衡量熱量多少的指標(biāo)主要有熱值、華白指數(shù)等等。這里以熱值為例展開(kāi)討論。,1、熱值的定義 燃燒

8、一定體積或質(zhì)量的燃?xì)馑芊懦龅臒崃糠Q(chēng)為燃?xì)獾陌l(fā)熱量，也稱(chēng)為燃?xì)獾臒嶂怠?其常用單位有: 千卡/標(biāo)準(zhǔn)立方（kcal/Nm3） 千焦耳/標(biāo)準(zhǔn)立方米（KJ/Nm3） 兆卡/標(biāo)準(zhǔn)立方米（Mcal/Nm3） 兆焦?fàn)?標(biāo)準(zhǔn)立方米（MJ/N

9、m3）,2、熱值的分類(lèi),燃料熱值有高位熱值與低位熱值兩種。 高位熱值：是指燃料在完全燃燒時(shí)釋放出來(lái)的全部熱量，即在燃燒生成物中的水蒸汽凝結(jié)成水時(shí)的發(fā)熱量，也稱(chēng)毛熱。    低位熱值：是指燃料完全燃燒，其燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽以氣態(tài)存在時(shí)的發(fā)熱量，也稱(chēng)凈熱。高位熱值與低位熱值的區(qū)別，在于燃料燃燒產(chǎn)物中的水呈液態(tài)還是氣態(tài)，水呈液態(tài)是高位熱值，水呈氣態(tài)是低位熱值。因此可得到： 高位熱值—低位熱值=燃燒產(chǎn)

10、生的水蒸氣冷凝成水釋 放的汽化潛熱,3、熱值的計(jì)算,天然氣是在一種多組分的氣態(tài)混合物，因此其熱值應(yīng)根據(jù)其中各組分的含量及其對(duì)應(yīng)熱值計(jì)算得到 。,,天然氣的熱值為： Q=∑Xi·Qi其中：Xi——天然氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)（或摩爾分?jǐn)?shù)） Qi——天然氣中個(gè)組分的燃燒熱值,七、天然氣配送系統(tǒng),天然氣用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，對(duì)氣質(zhì)和進(jìn)氣壓力有

11、特定要求。天然氣的凈化及調(diào)壓系統(tǒng)通?？筛爬橄铝辛鞒蹋?來(lái)氣——計(jì)量——凈化——減壓——定壓,1、計(jì)量系統(tǒng),在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前，應(yīng)對(duì)天然氣進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，便于對(duì)能源消耗的統(tǒng)計(jì)。天然氣計(jì)量常用的流量計(jì)為孔板流量計(jì)或旋進(jìn)旋渦流量計(jì)。 孔板流量計(jì)又稱(chēng)為差壓式流量計(jì)，是由一次檢測(cè)件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成，廣泛應(yīng)用于氣體、蒸汽和液體的流量測(cè)量。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，性能穩(wěn)定，使用可靠

12、等特點(diǎn)。,,,當(dāng)充滿(mǎn)管道的流體流經(jīng)孔板時(shí),將產(chǎn)生局部收縮,流束集中,流速增加,靜壓力降低,于是在孔板前后產(chǎn)生一個(gè)靜壓力差,該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關(guān)系,流量越大,壓力差就越大. 差壓信號(hào)傳送給差壓變送器,轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出,遠(yuǎn)轉(zhuǎn)給流量計(jì)算儀,實(shí)現(xiàn)流體流量的計(jì)量。,2、凈化,天然氣中如果含有過(guò)量的固體粉塵或顆粒，不及時(shí)除去而進(jìn)入燃?xì)庖妫粌H降低了燃燒效率，而且會(huì)造成噴嘴堵塞和積碳，損壞燃機(jī)燃料噴嘴。因此在進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)前要配備凈化裝

13、置。 凈化系統(tǒng)設(shè)備分為兩類(lèi)，一類(lèi)為精細(xì)過(guò)濾器，對(duì)1微米以上固體微料脫除效率可達(dá)99.9%； 另一類(lèi)為旋風(fēng)分離除塵，分離精度為10微米。,3、定壓及減壓,從天然氣增壓裝置輸出的天然氣壓力較高，應(yīng)通過(guò)定壓裝置將壓力降低到合適的范圍內(nèi)，防止天然氣供氣管網(wǎng)的壓力波動(dòng)影響燃機(jī)效率和壽命。常用的定壓裝置為定壓閥。 在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前還要對(duì)天然氣進(jìn)行進(jìn)一步減壓，確保燃燒壓力在合適的范圍

14、內(nèi)。常用的減壓裝置為減壓閥。,八、常見(jiàn)故障及排除方法,九、安全運(yùn)行注意事項(xiàng),1、開(kāi)停工注意事項(xiàng) 試壓嚴(yán)密 吹掃徹底 置換充分 隔離恰當(dāng)（停工）,2、生產(chǎn)運(yùn)行注意事項(xiàng) 注重大局、及時(shí)協(xié)調(diào) 按時(shí)巡檢、防止凍堵 力求平穩(wěn)、操作果斷 小心排空、保證通風(fēng),3、安全附件管理（1）壓力表：正確選擇量程（運(yùn)行壓力在量程的1/3－2/3之間）按期校驗(yàn)（半年一次）（2）安全閥定壓合適：校驗(yàn)開(kāi)啟壓力小于設(shè)計(jì)壓力按期