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天然氣基本知識天然氣是一種高效優(yōu)質(zhì)清潔能源，用途越來越廣泛，需求不斷增加。20世紀(jì)90年代以來，天然氣開發(fā)利用在世界能源結(jié)構(gòu)中穩(wěn)步上升。我國利用天然氣也不斷增加。天然氣是指通過生物化學(xué)作用和地質(zhì)變質(zhì)作用，在不同的地質(zhì)條件下生成、運(yùn)移，并于一定壓力下儲集在地質(zhì)構(gòu)造中的可燃?xì)怏w。天然氣是由有機(jī)物質(zhì)生成的，這些有機(jī)物質(zhì)是海洋和湖泊中的動、植物遺體，在特定的環(huán)境中經(jīng)物理和生物化學(xué)作用而形成的分散的碳?xì)浠衔?。天然氣主要由烷烴類氣體、硫化氫、二氧化碳、氮?dú)?、水蒸氣及部分稀有氣體組成。一、天然氣分類1. 按生成條件分類見第1章。2. 按烴組分含量分類(1) 干氣 壓力為0.1MPa，20條件下，1m3井口天然氣中戊烷重?zé)N液體含量小于13.51O-3m3的天然氣。(2) 濕氣 同等條件下，戊烷重?zé)N含量大于13.510-3m3的天然氣。(3) 富氣 每1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)井口流出物中，C3以上重?zé)N液體含量超過9.41O-5m3的天然氣。(4) 貧氣 每1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)井口流出物中，C3以上重?zé)N液體含量不超過9.410-5m3的天然氣。(5) 酸性天然氣 含有顯著的H2S和CO2等酸性氣體，需要進(jìn)行凈化處理才能達(dá)到管輸標(biāo)準(zhǔn)的天然氣。(6) 潔氣(凈氣) H2S和CO2含量甚微，不需要進(jìn)行凈化處理的天然氣。 (7)油井天然氣 氣:油(體積比)3000的天然氣。 (8)油氣井天然氣 氣:油(體積LL)3000的天然氣。 3. 按華白數(shù)(W)及燃燒勢(Cp)分類見表5-1。表5-1 按華白數(shù)及燃燒勢對天然氣分類 天然氣類別號華白數(shù)(W)燃燒勢(Cp)標(biāo)準(zhǔn)/(MJ/m3)范圍/(MJ/m3)標(biāo)準(zhǔn)范圍4T18.016.719.32522576T26.424.528.22926510T43.841.247.333313412T53.548.157.840368813T56.554.358.8414094二、天然氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)中華人民共和國石油工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)天然氣(SY 751488)，要求各組、各類天然氣技術(shù)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，見表5-2。表5-2 各組、各類天然氣技術(shù)要求項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)方法注高位發(fā)熱量/(MJ/m3)A組31.4(7500kcal/m3)B組14.6531.4(35007500kcal/m3)GB待批總硫(以硫計(jì))含量mg/m3150270480480GB待批620GB待批硫化氫含量mg/m3GB待批實(shí)測實(shí)測GB待批二氧化碳含量(體積百分比) 3SY 7506水露點(diǎn)/ 在天然氣交接點(diǎn)的溫度和壓力條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5注：1. 本標(biāo)準(zhǔn)中氣體體積的參比條件是101.325kPa，20。 2. 本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之前建立的天然氣輸送管道，在天然氣交接點(diǎn)的壓力溫度條件下，天然氣中應(yīng)無游離水。無游離水是指天然氣經(jīng)機(jī)械分離設(shè)備分不出游離水。天然氣作為民用燃料，總硫和硫化氫含量應(yīng)符合一類氣或二類氣的技術(shù)指標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)是參照各國對民用天然氣中硫化氫含量范圍，同時(shí)考慮用戶的安全以及設(shè)備管線的防腐而做出的。天然氣的用途不同，對總硫含量要求不同。主要依據(jù)燃燒生成二氧化硫?qū)Νh(huán)境以及人體的危害程度而確定的。三、主要物化特性1. 密度與相對密度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，天然氣相對密度一般為0.580.62；油田伴生氣因重組分含量較高，為0.70.85，均比空氣輕。2. 含水量和水露點(diǎn)單位體積的天然氣中所含水蒸氣的質(zhì)量稱為天然氣的含水量，單位為g/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)。在一定的溫度和壓力下，一定體積的天然氣所含的水蒸氣量存在一個(gè)最大值。當(dāng)含水量等于最大值時(shí)，天然氣中的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)。飽和狀態(tài)時(shí)的含水量稱為天然氣的飽和含水量。在一定條件下，與天然氣的飽和含水量對應(yīng)的溫度值稱為天然氣的水露點(diǎn)。含水量與溫度和壓力有關(guān)，在一定條件下，當(dāng)含水量超過一定值(飽和)時(shí)，則形成水化物或液相水，堵塞管道，加快管線腐蝕，故必須控制含水量。商品天然氣已脫水，使其含水量低于-30時(shí)的飽和狀態(tài)0.3g/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)，輸送時(shí)可看作等溫降壓或升溫降壓，因此不析出凝結(jié)水，故可不設(shè)排水裝置。天然氣的熱值是其重要的熱力學(xué)特性，廣泛應(yīng)用于科技及工程領(lǐng)域，在經(jīng)營管理方面，同樣具有十分重要的作用。一些發(fā)達(dá)國家均以燃?xì)獾母邿嶂底鳛殇N售定價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。政府通過立法監(jiān)督燃?xì)獾母邿嶂?，確保各類品種的燃?xì)鉄嶂捣€(wěn)定。另一方面各類用戶都以燃?xì)獾母邿嶂底鳛樯a(chǎn)成本計(jì)算的依據(jù)。因此，各發(fā)達(dá)國家在燃?xì)鈶?yīng)用方面都精確的控制燃?xì)獾母邿嶂?，其政府也相?yīng)制定和頒布了該國的燃?xì)鉄嶂禈?biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法。我國由于歷史原因一直以低熱值作為燃?xì)鈶?yīng)用和計(jì)算的指標(biāo)，城市燃?xì)怃N售長久以來則一直以流量為基礎(chǔ)，氣價(jià)基本以低熱值作參照制定。各類企業(yè)和商業(yè)行業(yè)用戶，在成本管理的過程中也沒有引入或建立以高熱值為基準(zhǔn)的熱平衡模式。4. 著火溫度可燃?xì)怏w與空氣混合物在沒有火源作用下被加熱而引起自燃的最低溫度。按照謝苗諾夫(Semenow N.)的理論，著火溫度不是可燃混合物的物理常數(shù)，它與混合物和外部介質(zhì)的換熱條件有關(guān)?？扇?xì)怏w在氧氣中的著火溫度一般比空氣中的著火溫度低50100。天然氣在空氣中的最低著火溫度約為530，天然氣的著火溫度取決于其在空氣中的濃度，也和天然氣與空氣的混合程度、壓力、爐膛的尺寸以及天然氣、空氣