天然气替代燃料可行性评价

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1、第二章天然气替代燃料可行性分析第二章天然气2.1天然气资源状况世界天然气资源丰富,据统计，全世界常规天然气的潜在储量在350万亿立方米以上，目前已探明储量约为200万亿立方米。世界上天然气资源最为丰富的地区为俄罗斯的远东地区，其次是中东石油国家，拉美地区的天然气储量也相当可观。全球目前约有123个平均储量达3.24亿桶油当量的陆上天然气开发项目，126个平均储量达3.44亿桶油当量的浅水天然气项目(不包括伊朗北方气田和南帕斯气田)。天然气作为公认的清洁能源，与煤炭、石油并列为世界能源的三大支柱。据

2、研究资料显示，世界已探明的石油储量，按现在的消耗速度只能再支撑40～70年。而已经探明的天然气储量，预计可以开采利用200年以上[1]。中国拥有丰富的天然气资源。根据第二轮油气资源评价结果，在69个盆地和地区计算天然气资源量为38万亿立方米，已探明天然气储量为2万亿立方米。中国天然气探明储量集中则在10个大型盆地，依次为:渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海一琼东南、柴达木、吐哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。据统计，我国每年探明的天然气储量都在3000亿立方米，未来10年，我国天然气年产量将达到1000

3、亿立方米。可见，现在正是天然气工业大发展的最佳时期[2]。2.2天然气的理化性质天然气是一种优质的气体燃料，无色、无味、无毒且无腐蚀性，他常产于开采石油的油田或天然气田。油田半生的天然气中含有石油蒸汽，被称为半生气或石油气，他含有较多量的重碳氢化合物。纯粹气田产的天然气因不含石油蒸汽被称为干天然气，其主要成分为甲烷（CH4），还包括乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等饱和碳氢化合物，其中甲烷含量约为85%-92%。除了碳氢化合物以外，天然气中还含有少量的CO2、N2、O2、H2

4、-21-第二章天然气替代燃料可行性分析O等，表2-1比较了天然气与汽油柴油性能的差异。表2-1天然气与汽油、柴油的理化性质比较[3]项目天然气汽油柴油H/C原子比42-2.32-2.3标准状况下密度(Kg/m3)0.715700-780840沸点/℃-16130-190170-350凝点/℃-182.5<-1000蒸发潜热/（KJ/kg·k）510349270气/液容积比（15℃）624150150理论空燃比质量比17.25∶114.8∶114.3∶1体积比9.52∶18586∶19417∶1低热

5、值(MJ/kg)49.8143.9042.50混合气热值(MJ/m3)3.3943.8393.790辛烷值/RON13080-9020-30十六烷值1445-65着火极限（体积）%5-151.3-7.61.5-8.2着火温度（常压下）/℃537390-420350层流火焰传播速度v(cm/s)31.535.0-47.0火焰温度/℃187521972.3天然气燃料的优缺点天然气燃料的优点：(1)抗爆性好。压缩天然气性能优良，辛烷值高，在发动机上应用时可适当增大压缩比和点火提前角。(2)安全性能优良。

6、天然气自燃温度比汽油高，在空气中可燃范围下限值比大,同时又是一种高燃点的轻质气体，在常温常压下比空气轻-21-第二章天然气替代燃料可行性分析，泄漏后很容易扩散，不至于达到燃烧下限值。(3)可提高汽车的可靠性及使用寿命。天然气燃料在气缸中的燃烧属无爆震燃烧，故润滑油膜不易破坏，润滑良好，有关零部件免受爆震、冲击负荷，且燃烧完全，很少有固体微粒产生，因此减少了气缸等运动件的磨损，提高了可靠性及使用寿命。(4)排放性好。天然气燃料与空气混合良好，各缸间分配均匀，燃烧充分，热效率高，大幅度降低有害排放物及

7、颗料排放。(5)技术较成熟。天然气汽车技术包括天然气净化处理技术、汽车改装技术、加气站技术、加压或液化储存技术及天然气汽车检测技术，许多发达国家已配套完善，技术上成熟。我国也正在大力推广使用天然气汽车。天然气燃料的缺点：（1）由于气体燃料的能量密度(单位容积的能量)低，汽车所能携带的燃料量较少，一般行驶里程较低。（2）由于目前的天然气汽车是在原来的汽油车或柴油车的基础上改装，原来汽油机或柴油机的燃料系统大多保留。而且需增加发动机的燃料系统的部件，如储气瓶、减压阀、混合器等，这不仅需要一定的改车费用

8、，而且使原来汽车的有效空间减少，本身的自重增加。（3）天然气是气态燃料，不容易储存和携带，为此需要加压和液化以装瓶，这样就需要建造比汽油、柴油加油站投资都大的加气站，并需要形成一定的网络，一次性投资较大。（4）LNG的开发和应用的难点之一在于天然气常温下很难液化，因此LNG的制取比CNG要复杂，而且LNG在常压下只有保持在-162℃以下才能呈现为液态，因此LNG的气瓶和传输管线需要具有良好的绝热性能，其设计制造相当复杂，成本较高。-21-第二章天然气替代燃料可行性分析2.4天然气燃