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1/10 天然气知识介绍 一、天然气基本知识介绍 天然气是一种无毒、无色的以碳氢化合物为主的混合气体，主要成份是甲烷（CH4）。它具有经济、安全、方便、清洁环保的特点，广泛用于民用灶、商用餐饮业、采暖、化工原料等方面。天然气不溶于水，密度为0.7174kg/Nm，燃点()为 650，爆炸极限(V%)为 5-15。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。有机硫化物和硫化氢(H2S)是常见的杂质，在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去。天然气在送到最终用户之前，为助于泄漏检测，还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。天然气每立方燃烧热值为8836 大卡。每公斤液化石油气燃烧热值为 11000大卡。气态液化石油气的比重为 2.5 公斤/立方米。每立方液化石油气燃烧热值为 25200大卡。每瓶液化石油气重 14.5公斤，总计燃烧热值 159500大卡，相当于 20立方天然气的燃烧热值。LNG 是英文 Liquefied Natural Gas 的简称，即液化天然气。它是天然气（甲烷 CH4）经过除液、除酸、干燥、分馏、低温冷凝形成，体积缩小为原来的 1/600。液化后的天然气其体积大大减少，约为 0、1 个大气压时天然气体积的 1/600，也就是说 1 立方米 LNG 气化后可得 600立方米天然气。无色无味，主要成份是甲烷，很少有其它杂质，是一种非常清洁的能源。其液体密度约 426kg/m 。压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称 CNG)是天然气加压到20-25MPa，再经过高压深度脱水并以气态储存在容器中。它与管道天然2/10 气的组分相同。CNG 可作为车辆燃料利用。二、天然气不同状态换算 1 千克液化天然气=1.4-1.5立方米天然气（标况气态）；1 立方米天然气（标况气态）=0.7256千克液化天然气；1 立方米液化天然气（LNG）可气化 600-625立方米天然气（标况气态）1 立方米液化天然气的质量约为 430-470 千克 1 升液化天然气=0.6-0.625立方米天然气（标况气态）1 升液化天然气=0.001立方米液化天然气其质量为 0.43-0.47千克 1 升天然气（压力为 20MPa）=0.001立方米天然气（压力为 20MPa）=0.208立方米天然气（标况气态）1 方 CNG（25MPa）=250 立方米天然气（标况气态）1 吨标准油=1.454吨标煤 常用燃料热值 1 度电.折 861 大卡 1 千克标准煤.折 7000 大卡 1 千克轻油.折 10300大卡 1 千克标准油.折 10180大卡 1 千克重油.折 10600大卡 1 千克 LPG.折 11000大卡 1 公斤 LNG.折 13000大卡 三、CNG 燃料汽车与汽油车的比较 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气3/10 下面将针对 CNG 燃料汽车和汽油汽车几个方面进行比较。1）经济性比较 以出租车为例，CNG 燃料汽车与汽油的性能比较如下：汽油与 CNG 性能对比表 燃料 热值 密度 单位体积热值 93#汽油 46.0 兆焦/千克 0.725千克/升 33.35兆焦/升 CNG 37.1 兆焦/标准立方米 0.742千克/标准立方米 37.1 兆焦/标准立方米 对单位体积热值的比较,用 CNG 取代汽油，1 标准立方米天然气相当于 1.11 升汽油，出租车百公里消耗燃油 8 升,LNG 燃料汽车百公里消耗天然气 7.27 标准立方米天然气。CNG 和汽油作为燃料经济效益比较表：（以出租车日行驶 350 公里计算）燃料 百公里耗量 单价 日燃料成本 93#汽油 8 升 6.2 元/升 173.6元 CNG 7.27 标准立方米 5.59 元/标准立方米 142.2元 以 CNG 为燃料替代汽油每天燃料成本减少 31.4元，按年运营时间350 天计算，年可以节省燃料成本 10990元，出租车改装仅仅需要除超过 8500 元，因此该车增加的 5000 元成本可以在运营一年后收回，按出租车运营寿命为 6 年，6 年内由燃料费用上得到的经济效益为 6.6 万元，因此采用 CNG 燃料汽车相对于柴油车大幅度的降低了车辆的运营成本，具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气4/10 为出租车用户创造了经济利益。2）运行安全 天然气相对密度（空气为 1）小，为 0.58 0.68，泄漏后很快升空，易散失，不易着火；汽油蒸气较重，液态挥发有过程，且不易散失，易着火爆炸。天然气爆炸极限为 4.8%14.8%，汽油爆炸极限为 1%6%，而且天然气自燃点（在空气中）为 650，比汽油自燃点（510 530）高，故天然气比汽油泄漏着火的危险小。而且天然气汽车的钢瓶是高压容器，其材质与制造、检验试验有严格的规程控制，不易因汽车碰撞或翻覆造成失火或爆炸，而汽油汽车的油箱系非压力容器，着火后容易爆炸。3）天然气汽车综合比较结论 通过 CNG 与汽油的对比,CNG 是一种更清洁、更安全、更经济的替代车用燃料。因此 CNG 作为车用燃料的市场前景非常广阔,随着 CNG 燃料市场的进一步扩展,必将为社会创造巨大的经济效益和社会效益。四、居民生活用气比较 居民生活用量比较：燃料名称 煤 炭 石油液化气 电 天然气 热 值 5000-7000大卡/公斤 10059 大卡/公斤 861 大卡/度 8836 大卡/米3 每户人数 4 4 4 4 日 用 量 4 公斤 0.40 公斤 6.2 度 0.6 米3 单 价 0.7 元/公斤 12 元/公斤 0.38 元/度 4.66 元/米3 月耗费用 84 元 144 元 70.68元 83.88元 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气5/10 五、天然气与其他燃料换算举例 例：液化石油气 天然气 橡胶厂，是一个烧制浮漂的工厂。原先使用的燃料为液化石油气（俗称液化气），每天用液化石油气 600kg，每天工作 11 小时。那么，换成天然气后，每天用气是多少立方？设备小时流量是多少？现在让我们来换算一下：液化石油气的热值是 41.9MJ/kg，也就是 11000大卡/kg。天然气的热值是 37.1MJ/m，也就是 8836 大卡/m。根据热量守恒，可知 600 kg 11000大卡/Kg 8836大卡/m=746.9m.所以，该厂使用天然气作燃料后，每天用气量是 1138 立方（理论核算值）。如果 11 小时工作，则该厂设备小时流量=1138/11=67.9m/h。例：柴油 天然气 厂天然气改造，原先用柴油做燃料，每天用 300Kg柴油，每天工作24 小时，但是加热设备实际每天加热时间 10 小时，如果换成天然气以后，日用气量是多大？设备小时流量是多少？现在让我们做一下计算：根据热量守恒：柴油的热值是 11000大卡/kg，天然气的热值是 8836大卡/m，若改成天然气后用量是 300Kg 11000大卡/kg 8836大卡/m =373.5m，设备的小时流量是 15.6m /h 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气6/10 例：电 天然气 天然气改造，1 台拉丝机用电加热一天 24 小时用电 109 度，问如果有 5 台拉丝机用气量是多大？现在让我们换算一下：一度电产生的热值是：1KW 小时3600秒1000=3.6MJ=864大卡 五台拉丝机一天总用电量是：5102 度=510 度 则换算成天然气量是：510 度864 大卡/度8836大卡/m=49.9m 小时流量是：49.9m 24h=2.07m/h 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气7/10 城镇燃气管道的设计压力(P)分为 7 级，并应符合表 616 的要求。城镇燃气管道设计压力(表压)分级 名 称 压力(MPa)高压燃气管道 A 2.5P4.0 B 1.6P2.5 次高压燃气管道 A O8P1.6 B O4PO 8 中压燃气管道 A 0.2P0.4 B OO1PO 2 低压燃气管道 PO 01 聚乙烯管道的最大允许工作压力（MPa）城镇燃气种类 PE80 PE100 SDR11 SDR17.6 SDR11 SDR17.6 天然气 0.50 0.30 0.70 0.40 液化石油气 混空气 0.40 0.20 0.50 0.30 聚乙烯管道和热力管道之间的水平净距（m）项 目 燃气管道 低压 中压 次高压 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气8/10 B A B 热力管 直埋 热 水 1.0 1.0 1.0 1.5 蒸 汽 2.0 2.0 2.0 3.0 在管沟内(至外壁)1.0 1.5 1.5 2.0 聚乙烯管道和热力管道之间的垂直净距（m）项 目 燃气管道（当有套管时，以套管计）热力管 燃气管在直埋（热水）管上方 0.5 加套管 燃气管在直埋（热水）管下方 1.0 加套管 燃气管在管沟上方 0.2 加套管或 0.4 燃气管在管沟下方 0.3 加套管 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气9/10 地下燃气管道与建筑物、构筑物或相邻管道之间的水平净距(m)项 目 地下燃气管道压力(MPa)低压300mm 0.5 0.5 O5 0.5 0.5 热力管 直埋 1O 1 1 1.5 2 在管沟内(至外璧)1 1.5 1.5 2O 4O 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气10/10 电杆(塔)的基础 35kV 1 1 1 1 1 35kV 2O 2O 2 5 5 通信照明电杆(至电杆中心)1 1 1 1O 1 铁路路堤坡脚 5 5 5 5 5 有轨电车钢轨 2 2 2 2 2O 街树(至树中心)O75 O75 0.75 1.2 1.2 地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间垂直净距(m)项 目 地下燃气管道(当有套管时，以套管计)给水管、排水管或其他燃气管道 0.15 热力管、热力管的管沟底(或顶)0.15 电缆 直 埋 0.5 在导管内 0.15 铁路 轨底)1.2 有轨电车(轨底)1 具有经济安全方便清洁环保的特点广泛用于民用灶商用餐饮业采暖化工原料等方面天然气不溶于水密度为燃点为爆炸极限为在标准状况下甲烷至丁烷以气体状态存在戊烷以上为液体甲烷是最短和最轻的烃分子有机硫化物和硫化氢是氢噻吩等来给天然气添加气味天然气每立方燃烧热值为大卡每公斤液化石油气燃烧热值为大卡气态液化石油气的比重为公斤立方米每立方液化石油气燃烧热值为大卡每瓶液化石油气重公斤总计燃烧热值大卡相当于立方天然气的燃烧天然气其体积大大减少约为个大气压时天然气体积的也就是说立方米气化后可得立方米天然气无色无味主要成份是甲烷很少有其它杂质是一种非常清洁的能源其液体密度约压缩天然气简称是天然气加压到再经过高压深度脱水并以气