天然气管道输送及操作技术

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1、天然气管道输送及操作技术天然气管道输送及操作技术本课程的主要内容1．概述2．天然气的基本特性3．天然气净化4．管路中气体流动的基本方程5．天然气管道输送6．输气站与清管技术7．天然气输送系统相关设备8．内涂层减阻技术简介第一章概述Introduction§11天然气在国民经济中的重要性一什么是天然气所谓的天然气一般是指自然生成在一定压力下蕴藏于地下岩层孔隙或裂缝中多组分以烷烃为主的混合气体从广义上讲天然气可以说是气态的石油二天然气的用途天然气是清洁高效方便的能源天然气的热值较高每立方米平均为33MJ人

2、工煤气为146液化石油气878～1087气态不含灰分容易完全燃烧不污染环境运输方便它的使用在世界经济发展和提高环境质量中起着重要作用天然气近年其年产量增长速度高于石油与煤在能源消费结构中的比例达235％我国2～3％目前世界天然气为仅次于石油和煤炭的世界第三大能源据预测21世纪天然气在能源消费结构组成中的比例将超过石油成为世界第－能源其主要用途为1城镇居民公共建筑和商业部门约占总用量的415％天然气与其他燃料相比具有使用方便经济热值高污染少等优点是一种在技术上已经得到证实的优质清洁燃料天然气代替其他燃料可

3、以减少一氧化碳CO二氧化碳CO2氮氧化物NO及烃类等的排放有利于环境保护2工业部门约占37％主要用作生产化工产品和工业燃料的基本原料天然气的主要组分是甲烷此外还含有乙烷丙烷丁烷及戊烷以卜烃类是重要的基本有机化工原料以天然气为原料可以生产出合成氨甲醇低碳含氧化合物合成液体燃料等种类繁多的化工产品至今全世界已有10％的天然气用于制取化工产品年产量已达到16亿吨3发电厂约占19％以上特别是采用天然气联合循环发电技术后投资费用仅为煤炭和核发电厂23左右对空气和水的污染也少因而使得以天然气为燃料的发电厂更加具有竞

4、争力4运输部门所占比例不足1％天然气的一些特性使它有可能成为一种很有吸引力的汽油替代燃料它的价格和汽车废气排放指标都低于汽油天然气的应用将会显著扩大21世纪将逐步取代石油并在世界能源消费结构中占据主导地位世界能源消费结构趋势如下图所示2003年全球十大天然气消费国一览表单位亿立方米中国天然气资源分布情况三天然气的来源天然气可以从油田气和气田气获得①油田气又称为油田伴生气它是与石油伴生的天然气伴随着石油的开采而采出一般利用井上的油气分离器将石油与伴生气分离然后采用吸收法或其它方法将气体中的碳氢化合物进一步

5、分离提取的C3C4成分作为液化石油气销售C1C2成分作为天然气使用或管道外输②气田气是采自气田气井的天然气通常这种气体的甲烷含量较高可以达到85～97％C3～C5只有2～5％可以采用压缩法吸收法吸附法或低温分离法将C3C4等重烃分离出来制取液化石油气其余纯净的天然气通过管道外输销售③炼厂气从天然气的主要成分甲烷来说其来源还有炼油厂如蒸馏气中05％为甲烷催化裂化气中为59％热裂化气35％铂重整气中107％为甲烷当然这些气体不能划在天然气的范围量也不大但其用途是一样的§12天然气储运系统概述一天然气输送方式

6、1管道输送优点输送量大技术成熟可靠缺点建设与输送成本较高适应灵活性较差现代管输技术成熟约75％天然气通过管道输送长距离输气管道发展趋势1平均运距增大最长单根输气管道是俄罗斯亚马尔管道4451km2最大口径可达1420mm3高压力最高压力为12MPa海底21MPa4自动化遥控采用SCADA对管网实施集散控制5形成大型供气系统6向极地海洋延伸2液化天然气LNGliquefiednaturalgas制备液态储运即液化天然气LNG储运方式利用经过净化天然气的压力经膨胀机制冷使其液化若压力过低需加压制冷温度-80

7、～-90℃在LNG装置中使用液氮补充冷却将其降至-163℃成为液化天然气实现液态输送关键技术预处理液化及储存液化天然气的气化冷量回收及安全技术等LNG链开采液化LNG运输LNG接收与气化外输管线最终用户组成优势1体积缩小620倍便于运输2代替深海地下长输管道省投资降成本3超过3500km后船运占优势4有效回收边远零散天然气5投资省在等热能储气规模下LNG储罐与管道储存设施相比占地少工期短受地质条件约束少物性无毒无色无味液体-163℃密度450470燃点650℃爆炸限47％15％应用1供城镇居民2远离气源

8、且管线未到地方3城市燃气调峰4优质汽车燃料5发电特钢等提高质量6冷能发电分离空气制干冰等间接冷冻食品低温医疗等3压缩天然气CNG管束容器储运compressednaturalgas制备新西兰20～25MPa压缩存储高压钢瓶中降温至5℃充入管束内径为1524mm高级钢管组成容器中在0135MPa释放净储气量为210VV～280VV优势与运距在1000km以上管道或LNG相比具有竞争力灵活性强投资少使不能管输天然气得到有效的利用方便未铺设管道边