天然气供应系统概—工矿企业
天然气供应系统概东风设计研究院限公司建筑设计院 刘佑中
摘：分析天然气性质现况贮存供应系统干技术问题
关键词：天然气 供应 概
1引言
常称19世纪煤气时代20世纪油气时代21世纪天然气时代二十世纪八十年代国天然气开发利开始较快发展2001年天然气消费总量250亿立方米次源消费结构中例21远远低世界23亚洲88均水世界均气400立方米国均气量仅18立方米气体燃料发展历史起发达国家美国欧洲日中国整整落40年
着中国济持续稳定增长预见：未十二十年天然气中国需求增长快源中国全世界天然气需求增长快国家中国天然气发展战略：立足国利海外西气东输北气南海气登陆供应文试图天然气供应系统进行探讨
2天然气性质
天然气指直接然界气体燃料基开采收集燃气天然气三种：
（1）气井气 气井气埋藏深处（2000～3000m更深）气体燃料层压力作燃气压力达10～100MPa 成分甲烷体积分数约95％左右含少量二氧化碳硫化氢氮氩氖等气体标态密度05～07Kgm³高发热量37000KJm³气井气燃烧速度（火焰传播速度）属常燃气中低种
（2）油田伴生气 伴生气石油开采程中原油析出气体分离器中压力降低进步析出成分甲烷（体积分数约占80％左右）外含烃类伴生气发热量稍高气井气标态密度约06～08K gm³燃烧速度气井气差外埋藏浅浅层燃气成分甲烷
（3）矿井气 矿井气煤矿矿井中抽出燃气新开凿矿井中充满着矿井瓦斯气体种气体含量甲烷爆炸危险外体窒息性矿井气中甲烷含量约占半成分空气氮矿井气发热量较低标态般超21000 KJm³
天然气物理性质：
a)界温度－823℃界压力449MPa
b)沸点1615℃熔点182℃着火点650℃
c)液态密度0425Tm3气态密度约07kgNm3
d)气态热值约37000KJm3液态热值约50000KJkg
e)爆炸范围：限15限5
f)华白指数(W)：4494MJNm3
g)燃烧势(CP)：4518
3压缩天然气（CNG）
着世界源危机环保问题日益突出汽车工业面着严峻挑战方面石油资源短缺汽车油耗户目前燃机热效率较低燃料燃烧产生热约3540实际汽车行驶节节攀升汽车保量加剧矛盾方面汽车量加剧环境污染城市气中CO82NOx48HC58微粒8汽车尾气外汽车排放量CO2加剧温室效应汽车噪声环境噪声污染容国作石油进口国第二石油消费国污染严重世行认定20污染严重城市16中国国汽车产品水国外差距均油耗高出1030排放约1520倍汽车工业面压力更
天然气汽车称蓝色动力汽车压缩天然气(CNG)液化天然气(LNG)吸附天然气(ANG)燃料常见压缩天然气汽车(CNGV)CNG理想点燃式发动机燃料燃气成分单纯度高空气混合均匀燃烧完全CO微粒排放量较低燃烧温度低NOx排放较少稀燃特性优越低温起动低温运转性康明斯美国源部正合作开发名先进复式发动机系统(ARES)新代天然气发动机根开发目标该发动机热效率达50(热电联产时达80)NOx排放量低01g／km维护费低001美元／kwh满足目标时发动机具较高性
CNG加气站工艺流程：
计量调压系统
净化脱硫系统
压缩机
脱水装置
车辆
售气机
序控制盘
子站拖车
储气系统
天然气网进气计量调压装置进入脱硫系统进入压缩机组压缩25MPa然高压脱水装置进行处理时直接压缩天然气注入车载气瓶汽车加气注入CNG拖车气瓶运子站慢速加气外压缩天然气储存储气瓶组通序控制盘汽车加气快速加气
4液化天然气（LNG）
天然气资源分布非均匀性中国济高速发展孕育强源需求特源紧缺海发达区环保高质量追求着气量逐步提高峰谷量差距加长输道安全性特气量较浙江海江苏山东北京天津河北等海省市需第二气源进行战略调峰气安全保证中国液化天然气(LNG)产业充分发挥长距离非输特点年会获高速阻挡跨越式发展继演变成中国缺重源支柱
液化天然气(LNG)天然气净化通压缩升温混合致冷剂N2C1C2C3C4作冷移走热量节流膨胀162℃液态形式存LNG体积缩600倍
城市燃气种方式LNG予应：LNG城市调峰站LNG汽车加气站LNG气化站LNG区瓶组站LNG时供气站LNG城市调峰站LNG时供气站战略调峰气安全保证
LNG汽车加气站系统工艺设备包括：卸车系统LNG贮存系统增压气化系统LNG卸车充装泵LNG加气机控系统报警系统等
LNG气化站工艺国外十分成熟已30年历史LNG低温槽车运气化站卸车台利槽车带增压器槽车储罐加压利压差LNG送入LNG储罐储存气化时通储罐增压器LNG增压然流进入空浴式气化器LNG发生相变成气态天然气夏季直接网冬季水浴式加热网系统工艺设备包括：卸车系统LNG贮存系统气化系统增压系统BOG复热系统EAG复热放空系统调压加臭计量系统控系统等
LNG区瓶组站专门中规模气客户提供LNG贮存气化供气系统系统工艺设备包括： LNG低温绝热气瓶气化系统BOG复热系统EAG复热放空系统调压加臭计量系统控系统等调压加臭计量BOG复热系统制作成撬装模块提供方便户进行移动搬迁
5吸附天然气（ANG）
天然气吸附剂吸附吸附相密度(35MPa时ANG约013gcm325MPa时CNG015gcm3LNG042gcm3)气相密度(常温常压约7×104gcm3)高数量级储存容器中加入吸附剂然吸附剂身占部分储存空间吸附相天然气高密度总体效果吸附储存显著提高天然气体积量密度ANG技术优点低压获较高吸附相密度接达高压CNG
储气力天然气吸附剂制备原料选石油焦果壳制备工艺般：原料→粉碎→炭化→浸渍→活化→洗涤→干燥→成型目前通改进吸附剂ANGV测试已达153vv储气量
(1) ANG汽车燃料国外均已作行车试验研究证明ANG技术作汽车燃料完全 行特ANG释放速度完全满足汽车行驶时供气速度供气量求存关键问题次充气行车距离较短城市固定线路公交车出租车等市运输车辆采ANG完全行
（2）城市天然气网络调峰目前天然气储气库采低压（10～15MPa）储气单位体积储气库储气量固定式ANG储气装置提高单位体积储气库天然气储存量英国研究表明172MPaCalgon 碳储气量达614vv约相压力压缩储存4倍
（3）天然气煤层气吸附储存网运输利ANG技术储存天然气煤层气实现天然气异转运城市郊区市县居民油气田附未铺网城市天然气提供方便外ANG技术型天然气发电机提供紧急燃料垃圾场分离提纯甲烷储存基ANG储存技术开发吸附剂气体分离提纯炼厂轻烃吸附回收环保应声波吸收等方面已显示较应前景
6高－高压高－中压调压站
高－高压高－中压调压站适天然气长输线分输站首站游城市中压网游作城市门站燃气网配气站CNG站等高－高压高－中压燃气网调压稳压具净化计量调压分配安全保护等功根需求配置燃气报警系统控系统加嗅装置选装RTU单元通讯单元城市门站天然气长输线进入城市燃气网关键调压设备通常具调压计量加嗅伴热分配远程监测等功
FL系列调压器允许高进口压力：100 bar进口压力范围：1～100 bar压力设定范围：05～80 bar调压精度：≤ ± 1关闭压力：≤ + 5高流量（天然气）：Qmax：≤ 600000Nm3h切断精度：≤ ± 1反应时间：≤ 1 sec
7中低压天然气调压装置
城镇天然气道中压输送户户须进行调压
中低压天然气调压装置中压燃气压力调整户需中压B级低压压力调压器滤器阀门补偿器（波纹）安全放散阀压力记录仪表等设备组成
调压器分类：
结构型式
类 型
场
功
直接作式
RTZ
锅炉直燃机
天然气进口压力04MPa调中压B级更低
TRZFQ
楼栋工业户
间接作式
RTJ活塞式调压器
调压站
天然气进口压力01～04
MPa调中压B级更低
HRJ衡量式调压器
调压站调压箱
RTJ雷诺式调压器
调压站
量区供气
轴流式调压器
调压箱
注：R燃气T调压Z直接作式J间接作式F法兰Q切断H衡量式
调压器技术性参数：
性参数
直接作式
间接作式
民
锅炉专
流量范围（m³h）
25～50
100～2500
300～17000
进口压力（MPa）
002～04
002～04
002～04
出口压力（MPa）
1～5
15～30
5～30
稳定精度（％）
±15
±10
±10
切断精度（％）
10
5
环境温度（ºC）
－20～50
－20～80
净重（kg台）
1520
21～45
38～150
产品标准
GB16802－1997城镇燃气调压器
注：表数基国产衡量式调压器
调压柜典型工艺流程图：
调压柜工艺流程户求相适应流量应气量12倍计算
8燃气道
城镇天然气系统城市门站城市高压网高—中压调压站中压干网中压次干网庭院网组成
高压网径采螺旋焊缝钢材质A3钢A3F钢中压网中径DN200DN300道采缝钢DN200中压道庭院网般采PEPE应中应避免区钢塑混合
高压网防腐进行外绝缘防腐外设牺牲阳极防腐提高道寿命供气安全性中压道钢防腐采外绝缘防腐防腐方法采冷缠型防腐胶带SR92FF92型
推广户动收费系统应力发展IC卡方便户气需燃气营部门理燃气设备断发展完善家燃气空调走入家庭燃气集中空调已开始应够满足部分户气需求
9结
文撰写天然气性质现状贮存供应系统干技术问题进行粗线条述文写作中关专家提供相关资料作出必指导谨表谢意
参考文献：
1燃油燃气锅炉房设计手册编写组燃油燃气锅炉房设计手册机械工业出版社1998年6月
2卢永昌朱富荣燃气设备燃气具手册中国建筑工业出版社1996年1月
3中华民国建设部城镇燃气设计规范GB50028－93（2002版）中国计划出版社2002年
作者简介：刘佑中男1973年7月出生现工作东风设计研究院限公司建筑设计院工程师事动力专业设计获机械工业优秀勘查设计二等奖三等奖次
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天然气供应系统概—工矿企业
天然气供应系统概东风设计研究院限公司建筑设计院 刘佑中
摘：分析天然气性质现况贮存供应系统干技术问题
关键词：天然气 供应 概
1引言
常称19世纪煤气时代20世纪油气时代21世纪天然气时代二十世纪八十年代国天然气开发利开始较快发展2001年天然气消费总量250亿立方米次源消费结构中例21远远低世界23亚洲88均水世界均气400立方米国均气量仅18立方米气体燃料发展历史起发达国家美国欧洲日中国整整落40年
着中国济持续稳定增长预见：未十二十年天然气中国需求增长快源中国全世界天然气需求增长快国家中国天然气发展战略：立足国利海外西气东输北气南海气登陆供应文试图天然气供应系统进行探讨
2天然气性质
天然气指直接然界气体燃料基开采收集燃气天然气三种：
（1）气井气 气井气埋藏深处（2000～3000m更深）气体燃料层压力作燃气压力达10～100MPa 成分甲烷体积分数约95％左右含少量二氧化碳硫化氢氮氩氖等气体标态密度05～07Kgm³高发热量37000KJm³气井气燃烧速度（火焰传播速度）属常燃气中低种
（2）油田伴生气 伴生气石油开采程中原油析出气体分离器中压力降低进步析出成分甲烷（体积分数约占80％左右）外含烃类伴生气发热量稍高气井气标态密度约06～08K gm³燃烧速度气井气差外埋藏浅浅层燃气成分甲烷
（3）矿井气 矿井气煤矿矿井中抽出燃气新开凿矿井中充满着矿井瓦斯气体种气体含量甲烷爆炸危险外体窒息性矿井气中甲烷含量约占半成分空气氮矿井气发热量较低标态般超21000 KJm³
天然气物理性质：
a)界温度－823℃界压力449MPa
b)沸点1615℃熔点182℃着火点650℃
c)液态密度0425Tm3气态密度约07kgNm3
d)气态热值约37000KJm3液态热值约50000KJkg
e)爆炸范围：限15限5
f)华白指数(W)：4494MJNm3
g)燃烧势(CP)：4518
3压缩天然气（CNG）
着世界源危机环保问题日益突出汽车工业面着严峻挑战方面石油资源短缺汽车油耗户目前燃机热效率较低燃料燃烧产生热约3540实际汽车行驶节节攀升汽车保量加剧矛盾方面汽车量加剧环境污染城市气中CO82NOx48HC58微粒8汽车尾气外汽车排放量CO2加剧温室效应汽车噪声环境噪声污染容国作石油进口国第二石油消费国污染严重世行认定20污染严重城市16中国国汽车产品水国外差距均油耗高出1030排放约1520倍汽车工业面压力更
天然气汽车称蓝色动力汽车压缩天然气(CNG)液化天然气(LNG)吸附天然气(ANG)燃料常见压缩天然气汽车(CNGV)CNG理想点燃式发动机燃料燃气成分单纯度高空气混合均匀燃烧完全CO微粒排放量较低燃烧温度低NOx排放较少稀燃特性优越低温起动低温运转性康明斯美国源部正合作开发名先进复式发动机系统(ARES)新代天然气发动机根开发目标该发动机热效率达50(热电联产时达80)NOx排放量低01g／km维护费低001美元／kwh满足目标时发动机具较高性
CNG加气站工艺流程：
计量调压系统
净化脱硫系统
压缩机
脱水装置
车辆
售气机
序控制盘
子站拖车
储气系统
天然气网进气计量调压装置进入脱硫系统进入压缩机组压缩25MPa然高压脱水装置进行处理时直接压缩天然气注入车载气瓶汽车加气注入CNG拖车气瓶运子站慢速加气外压缩天然气储存储气瓶组通序控制盘汽车加气快速加气
4液化天然气（LNG）
天然气资源分布非均匀性中国济高速发展孕育强源需求特源紧缺海发达区环保高质量追求着气量逐步提高峰谷量差距加长输道安全性特气量较浙江海江苏山东北京天津河北等海省市需第二气源进行战略调峰气安全保证中国液化天然气(LNG)产业充分发挥长距离非输特点年会获高速阻挡跨越式发展继演变成中国缺重源支柱
液化天然气(LNG)天然气净化通压缩升温混合致冷剂N2C1C2C3C4作冷移走热量节流膨胀162℃液态形式存LNG体积缩600倍
城市燃气种方式LNG予应：LNG城市调峰站LNG汽车加气站LNG气化站LNG区瓶组站LNG时供气站LNG城市调峰站LNG时供气站战略调峰气安全保证
LNG汽车加气站系统工艺设备包括：卸车系统LNG贮存系统增压气化系统LNG卸车充装泵LNG加气机控系统报警系统等
LNG气化站工艺国外十分成熟已30年历史LNG低温槽车运气化站卸车台利槽车带增压器槽车储罐加压利压差LNG送入LNG储罐储存气化时通储罐增压器LNG增压然流进入空浴式气化器LNG发生相变成气态天然气夏季直接网冬季水浴式加热网系统工艺设备包括：卸车系统LNG贮存系统气化系统增压系统BOG复热系统EAG复热放空系统调压加臭计量系统控系统等
LNG区瓶组站专门中规模气客户提供LNG贮存气化供气系统系统工艺设备包括： LNG低温绝热气瓶气化系统BOG复热系统EAG复热放空系统调压加臭计量系统控系统等调压加臭计量BOG复热系统制作成撬装模块提供方便户进行移动搬迁
5吸附天然气（ANG）
天然气吸附剂吸附吸附相密度(35MPa时ANG约013gcm325MPa时CNG015gcm3LNG042gcm3)气相密度(常温常压约7×104gcm3)高数量级储存容器中加入吸附剂然吸附剂身占部分储存空间吸附相天然气高密度总体效果吸附储存显著提高天然气体积量密度ANG技术优点低压获较高吸附相密度接达高压CNG
储气力天然气吸附剂制备原料选石油焦果壳制备工艺般：原料→粉碎→炭化→浸渍→活化→洗涤→干燥→成型目前通改进吸附剂ANGV测试已达153vv储气量
(1) ANG汽车燃料国外均已作行车试验研究证明ANG技术作汽车燃料完全 行特ANG释放速度完全满足汽车行驶时供气速度供气量求存关键问题次充气行车距离较短城市固定线路公交车出租车等市运输车辆采ANG完全行
（2）城市天然气网络调峰目前天然气储气库采低压（10～15MPa）储气单位体积储气库储气量固定式ANG储气装置提高单位体积储气库天然气储存量英国研究表明172MPaCalgon 碳储气量达614vv约相压力压缩储存4倍
（3）天然气煤层气吸附储存网运输利ANG技术储存天然气煤层气实现天然气异转运城市郊区市县居民油气田附未铺网城市天然气提供方便外ANG技术型天然气发电机提供紧急燃料垃圾场分离提纯甲烷储存基ANG储存技术开发吸附剂气体分离提纯炼厂轻烃吸附回收环保应声波吸收等方面已显示较应前景
6高－高压高－中压调压站
高－高压高－中压调压站适天然气长输线分输站首站游城市中压网游作城市门站燃气网配气站CNG站等高－高压高－中压燃气网调压稳压具净化计量调压分配安全保护等功根需求配置燃气报警系统控系统加嗅装置选装RTU单元通讯单元城市门站天然气长输线进入城市燃气网关键调压设备通常具调压计量加嗅伴热分配远程监测等功
FL系列调压器允许高进口压力：100 bar进口压力范围：1～100 bar压力设定范围：05～80 bar调压精度：≤ ± 1关闭压力：≤ + 5高流量（天然气）：Qmax：≤ 600000Nm3h切断精度：≤ ± 1反应时间：≤ 1 sec
7中低压天然气调压装置
城镇天然气道中压输送户户须进行调压
中低压天然气调压装置中压燃气压力调整户需中压B级低压压力调压器滤器阀门补偿器（波纹）安全放散阀压力记录仪表等设备组成
调压器分类：
结构型式
类 型
场
功
直接作式
RTZ
锅炉直燃机
天然气进口压力04MPa调中压B级更低
TRZFQ
楼栋工业户
间接作式
RTJ活塞式调压器
调压站
天然气进口压力01～04
MPa调中压B级更低
HRJ衡量式调压器
调压站调压箱
RTJ雷诺式调压器
调压站
量区供气
轴流式调压器
调压箱
注：R燃气T调压Z直接作式J间接作式F法兰Q切断H衡量式
调压器技术性参数：
性参数
直接作式
间接作式
民
锅炉专
流量范围（m³h）
25～50
100～2500
300～17000
进口压力（MPa）
002～04
002～04
002～04
出口压力（MPa）
1～5
15～30
5～30
稳定精度（％）
±15
±10
±10
切断精度（％）
10
5
环境温度（ºC）
－20～50
－20～80
净重（kg台）
1520
21～45
38～150
产品标准
GB16802－1997城镇燃气调压器
注：表数基国产衡量式调压器
调压柜典型工艺流程图：
调压柜工艺流程户求相适应流量应气量12倍计算
8燃气道
城镇天然气系统城市门站城市高压网高—中压调压站中压干网中压次干网庭院网组成
高压网径采螺旋焊缝钢材质A3钢A3F钢中压网中径DN200DN300道采缝钢DN200中压道庭院网般采PEPE应中应避免区钢塑混合
高压网防腐进行外绝缘防腐外设牺牲阳极防腐提高道寿命供气安全性中压道钢防腐采外绝缘防腐防腐方法采冷缠型防腐胶带SR92FF92型
推广户动收费系统应力发展IC卡方便户气需燃气营部门理燃气设备断发展完善家燃气空调走入家庭燃气集中空调已开始应够满足部分户气需求
9结
文撰写天然气性质现状贮存供应系统干技术问题进行粗线条述文写作中关专家提供相关资料作出必指导谨表谢意
参考文献：
1燃油燃气锅炉房设计手册编写组燃油燃气锅炉房设计手册机械工业出版社1998年6月
2卢永昌朱富荣燃气设备燃气具手册中国建筑工业出版社1996年1月
3中华民国建设部城镇燃气设计规范GB50028－93（2002版）中国计划出版社2002年
作者简介：刘佑中男1973年7月出生现工作东风设计研究院限公司建筑设计院工程师事动力专业设计获机械工业优秀勘查设计二等奖三等奖次
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