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天然气 天然气热值 天然气热值那些事

天然气热值那些事

  广义上的“天然气”是指自然界中天然存在的一切气体,通常所说的“天然气”是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称,天然气主要成分烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等。天然气在送到Z终用户之前,要净化提纯,加入四氢噻吩等来给天然气添加气味。

  

天然气的独特优势

  天然气清洁GX,主要成分是甲烷,燃烧后生成二氧化碳和水,产生的温室气体只有煤炭的1/2,石油的2/3;热值却是煤热值的近3倍。天然气燃烧后,无废水废渣产生,具有使用安全、热值高、清洁等优势。人们还赋予天然气一个美丽的名字--“蓝金”。一方面,“蓝金”与石油“黑金”对应,并驾齐驱,另一方面,寄托了人类用天然气来改变未来世界的美好愿望。

  天然气还有一些鲜为人知的特质:

一是天然气并非都是气体。天然气家族成员众多,目前人类已知的就有10多种,从成因上分类,包括生物成因气、油型气、煤型气和无机成因等。从基本类型上分,有常规与非常规之分,煤层气与页岩气甚至“可燃冰”等,都属于非常规天然气。

二是天然气并非新能源,对于温室效应,天然气跟煤炭、石油一样会产生二氧化碳。但这并不妨碍天然气的优越性。

  人们还利用LNG技术,使天然气在常压下温度瞬间降低至零下162摄氏度,气态的天然气则瞬间凝结成原体积1/600的无色液体,于是这些天然气“轻装上阵”,登船舶、走海陆,直通目的地。

  

天然气开发难点

  天然气被认为是我国走低碳经济Z为现实的选择,而大力发展天然气也面临着急需解决的一系列现实问题。产生石油的有机物埋藏在1千米至6千米深,温度为65摄氏度至150摄氏度的地层,而产生天然气的有机物埋藏在更深、温度更高的地下,天然气注定比石油更难获取。我国天然气田地质条件复杂,资源丰度低,已探明的气田中有近一半为高含硫气田,勘探开发技术面临进一步突破的瓶颈。此外,市场发育不够完善,价格机制仍未理顺,合理消费有待引导,均制约着天然气的发展步伐。

  

天然气管道

  气田天然气和油田伴生气,经过集气和净化(脱水、脱硫)进入外输管道,输向下游用户。长距离外输天然气管道,一般设有首站、若干压气站、分输站、干线截断阀室、清管站和城市门站。有的天然气管道与地下储气库连接,以适应用气调峰需要。天然气输到城市后,另有输配管网和进户管线。

  近年来我国天然气管道、地下储气库及LNG接收站的建设全面提速,截止2016年底,我国已建成天然气管道长度达6.9万千米,年均增加5000-6000千米。目前已初步形成了以西气东输一线、西气东输二线、西气东输三线、陕京线系统、川气东送,以及忠武线等为骨干管道,兰银复线、淮武线、冀宁线、中贵线为联络线的全国性基干管网,实现了四大气区与环渤海、长三角、东南沿海三大主力市场的链接,形成了“西气东输、北气南下、海气登陆、南气北上”的供应格局。天然气管网从点到面,由单一输气系统逐渐演变为地区性管网,并向形成全国性管网的方向快速发展。同时,川渝地区、华北地区、长三角、东南沿海等地区均已形成了相对完善的区域性管网。

  

天然气供应和需求特点

  天然气的需求一般会因天气气温的变化而产生不均衡,因此,每年气温处于峰谷峰值时,正是天然气需求的高峰,因此有“迎峰度夏”和“迎峰度冬”这两种说法。国外面对此种问题,一般是采取建设储气库来进行调峰,但是我国储气库建设面临着重重困难,我国地下储气库资源有限,选址困难、建库周期长,达到设计规模一般需要5到8年,这在一定程度上限制了天然气供应、调峰能力。目前,西气东输金坛储气库已形成库容7.5亿立方米,工作气4亿立方米。

  

天然气热值

  1标准立方米天然气完全燃烧后所放出的热量叫天然气的热值。

  燃气热值分为高位热值和低位热值:

  燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气,这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时,不但要放出温差间的热量,而且要放出水蒸气的冷凝热,所以,高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时,水蒸气并没有冷凝,冷凝热得不到利用,这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。

  日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值,我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值

  燃气热值理论上可以用于所有的可燃气体,但实际上更多地用于人工煤气、天然气和管道液化石油气领域,是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展,燃气热值指标也正在成为重要的民生指标。

  1.高热值是指1标准立方米燃气完全燃烧后,烟气被冷却至原始温度,而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。

  2.低热值是指1标准立方米燃气完全燃烧后,烟气冷却到原始温度,而其中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。

  通常我们说天然气的热值都是低热值,大约为37.62兆焦(9000大卡)/标准立方米。

  1立方米的煤气热值:7110-7350大卡

  热值公式

  Q=Vq

  Q表示热量,q表示热值,V表示气体燃料的体积。

  Q=mq

  Q表示热量,q表示热值,m表示固体燃料的质量。

  

不同气源,热值不同

  既然说到天然气是一种混合气体,不同的天然气源生产的天然气组份都有所差异。天然气的主要用途是作燃料,组份的不同导致热值出现差异。

  一个城市或区域呈现出多气源供应的格局,如上海市就有西一线、东海平湖油气田、进口LNG、川气、西二线等五大气源,不仅进价不同,气源的成分和热值也各有差别。3块钱一方的天然气可能是进口LNG,可能来自新疆,也可能来自四川。

  西气东输一线的天然气来自新疆塔里木气田,中卫联络站测得的天然气组分为甲烷95.108%,氮气1.158%,二氧化碳0.635%,异丁烷0.007%,乙烷2.977%,丙烷0.071%,正丁烷0.009%,戊烷0.007%,每立方天然气的高热值为37.384MJ,低热值为33.704MJ。

  川气东送普光净化厂气质:甲烷97.721%,氮气0.623%,乙烷0.0338%,氧气0.0237%,氢气0.001%,每立方米的高热值36.2919MJ,低热值为32.6903MJ。

  到达上海的气源中,同样是一方天然气,西一线和普光 气田的天然气高位热值差了3%左右。同样的钱买来的天然气差别这么大,3块钱一方的气价,差了1毛。对于用量巨大的工业用户来说,一年的用气量能差出不少的钱来。

  河北沧州的某个LNG供应商察觉使用某一车LNG后,用户正常生产而气化后天然气流量增大,通过对天然气组份在线监测分析,发现甲烷含量明显低于气源方提供的气质报告(报告内显示甲烷含量超过97%)。

  在线分析甲烷含量84%,低于正常LNG13%,热值低于正常LNG在13%,也就是说这一车LNG用户损失气款13%。如果以单价4000元、一车装货20吨计算,这一车LNG使该用户损失10400元。

  

达到了热值标准才算合格

  热值居然差别这么大,到底哪个才算合格的天然气呢?

  翻阅了相关国标,这里面的坑不只是这么浅!

  GB50028《城镇燃气设计规范》2006中对天然气的质量进行了规定:天然气发热量、总硫和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准《天然气》GB17820的一类气或者二类气的规定。

  简而言之,天然气只有达到二类气才能进入城市管网。

  那么天然气热值多少才能算是一类、二类气呢?

  国家标准 GB17820-2012《天然气》中对天然气的热值进行了规定:

天然气热值.png

  标准指出:一类和二类气体主要用作民用燃料和工业原料或燃料,三类气体主要作为工业用气。

  虽然以上气源均满足国家标准对于天然气热值的要求,但是不同的气源生产的天然气组份的差异导致的发热值的差异明显,而下游用户没有意识或者权利能选择高热值天然气。

  

热值差别这么大,为什么还要统一价格销售呢

  假如燃气公司以较高热值天然气的价格出售较低热值天然气,则可能因此获得更多的收益,这对终端用户而言是非常不公平的;如果燃气公司以低热值天然气价格出售高热值天然气,高热值天然气卖不上高价,对于燃气公司是不公平的。

  在国内天然气贸易计量中,不论是气态形式还是液态形式,一般都是用体积或重量来计量,除了容易获得,这或许是我们的一种心理习惯,体积或质量是看得见的“计量要素”,更容易被接受。

  体积或者重量的计量方式虽然容易操作,但是不能反应天然气本质,天然气作为燃料,燃烧后发出热量才是其价值体现,热量的多少应该对应价格的高低。

  所以天然气的热值计量或者能量计量才更准确,才更靠谱!


2018-05-02      浏览次数:10113次
本文来源:https://www.yiqi.com/retiao/detail_2109.html
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