燃气输配基础

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,能源、天然气与,城镇燃气输配系统,xxx,2011.9.8,一、能源概述,能源：是指能够转换为机械能、热能、电磁能、化学能等各种能量来源的资源，是人类活动和赖以生存的物质基础。,按能源的存在形式分类,（,1,）一次能源：在自然界以天然的形式存在的可直接利用的能源资源，称为一次能源或天然能源。,（,2,）二次能源：由一次能源经过加工、转换，以其他种类或形式存在的能源资源，称为二次能源或人工能源。,一、能源概述,一、能源概述,按能源性质分,1,、燃料型能源：煤炭、石油、天然气、泥炭、木材,2,、非燃料型能源：水能、风能、地热能、海洋能,根据能否造成环境污染分,1,、污染型能源：煤炭、石油等,2,、清洁型能源：水力、电力、太阳能、风能以及核能等,一、能源概述,根据能源使用的类型分,1,、常规能源：包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。,2,、新型能源：新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。,世界能源委员会,推荐的能源类型分为：,固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能,一、能源概述,一、能源概述,一、能源概述,世界能源发展历史,大致分为以下几个阶段：,（,1,）薪柴时代（,2,）煤炭时代（,3,）石油时代（,4,）新能源时代,煤炭的使用及蒸汽动力的发明,第一次工业革命,电力的使用及内燃机,第二次工业革命,原子能、电子计算机、航天技术、,分子生物学和遗传工程,第三次工业革命,一、能源概述,一、能源概述,世界一次能源消费结构 我国一次能源消费结构及预测（,%,）,年份,煤炭,石油,天然气,水电,核能,1998,73.5,18.6,2.2,5.7,-,2000,71,24,2.7,2.1,0.2,2015,60,29.5,7.1,2.6,0.8,一、能源概述,2009,年美国与中国的一次能源消费量数据平行，但在,2010,年中国一次能源消费总量数据开始高于美国。,如果世界人口按,6.,亿人、美国按,3.11,亿人、中国人口按,1 3.4,亿人计算，世界年人均一次能源消费量为,1.74,吨油当量，美国为,7.35,吨油当量，中国为,1.82,吨油当量，中国比世界平均水平略高；与美国相比，相差,4,倍。,一、能源概述,世界能源的发展趋势,世界能源结构中石油、煤炭和天然气走势对比,一、能源概述,二、天然气基础知识,燃气：是气体燃料的总称，它通常是以可燃气体为主要成分的、多组分的混合气体。它能燃烧而放出热量，供城市居民和工业企业等使用。,燃气是易燃，易爆的混合气体，燃气中可燃成分有：氢气，一氧化碳，甲烷及碳氢化合物。不可燃成分有二氧化碳，氮气等惰性气体。部分燃气还含有氧气，水及少量杂质。,二、天然气基础知识,燃气分类：按照其来源及生产方式大致可分为,1,、天然气,2,、人工煤气,3,、液化石油气,4,、人工沼气,二、天然气基础知识,天然气：是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。,一般认为，天然气是古代动、植物的遗体在不同的地址条件下，通过生物化学作用以及地质变质作用生成的可燃气体。,二、天然气基础知识,天然气的分类,（,1,）按天然气矿藏特点分类,a,）气田气是指由气田开采出来的纯天然气，甲烷含量约为,80,95,。,b,）凝析气田气是指含有少量石油轻质馏分的天然气。凝析气田气中甲烷含量约为,75,。,c,）石油伴生气是指与石油共生的，伴随石油一起开采出来的天然气。甲烷含量约为,80,。,（,2,）按天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。,二、天然气基础知识,天然气的成因,天然气是由有机物质生成的。这些有机物质是海洋、湖泊中或陆地上的动、植物遗体，在特定的地址环境中，经去氧加氢富集碳的过程形成分散的碳氢化合物。,天然气生成之后，是呈分散状态存在于地下岩石的空隙、裂缝中或以溶解状态存在于地下水中。要形成气藏，除了要有良好的储集层，还要有合适的盖层、气体的迁移和聚集过程等条件。,二、天然气基础知识,天然气的成因,天然气的成因可分为生物成因气、油型气和煤型气。近年来无机成因气受到高度重视。,无机成因气：地球深部岩浆活动、变质岩和宇宙空间分布的可燃气体，以及岩石无机盐类分解产生的气体，都属于无机成因气或非生物成因气。以甲烷为主，有时含,CO,2,、,N,2,、,He,及,H,2,S,、,Hg,蒸汽等，形成具有工业意义的,非烃气藏。,二、天然气基础知识,天然气的开采与加工,（,1,）天然气的勘探：天然气的勘探不同于其他固体矿藏，需要根据各地区的具体条件应用多种方法综合勘探，常用的有地质法、地球物理勘探法和钻探法等。,（,2,）天然气的开采：天然气的开采一般采用钻井的方法，将井钻到气层的深度，完井后，从气井中分离出油、水及杂质等。经净化、计量后，将符合要求的天然气外输至用户。,二、天然气基础知识,天然气的开采与加工,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,天然气的集输,将天然气从各分散的气井集中起来，进行必要的初加工和计量，然后送到天然气净化厂，加工厂或输气干线的过程称之为天然气集输。,天然气集输系统的主要设施有井场装置、集气站、压气站、天然气处理厂和输气干线首站等；主要工艺流程包括油气分离、处理、计量、储存、输送、轻质油回收、污水处理等。,二、天然气基础知识,天然气的液化,液态天然气的体积为气态时的,1/600,，有利于储存和运输。将天然气液化还可以更经济地生产出氦气等稀有气体。,天然气液化的过程实质上就是通过换热不断取走天然气的热量，使其液化。天然气液化的过程属于深度制冷，因此 ，天然气在液化前必须净化，脱除深冷过程中可能固化的物质，如水、二氧化碳、硫化氢及丙烷以上的重烃类。净化后的天然气，其主要成分为甲烷。,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,某天然气集输系统流程,井场装置,井场装置,集气站,天然气处理厂,压气站,干线首站,进入输气干线,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,二、天然气基础知识,三、天然气基本性质,比空气轻，易向高处流动。,易燃易爆性,，遇到静电火花也会引爆。,热值高,具有溶解性。,天然气具有麻醉性，在空气中浓度较高时对人体中枢神经具有麻痹性。,天然气不含一氧化碳，但燃烧不完全时，也容易产生一氧化碳有毒气体。,天然气杂质少，燃烧更完全、更卫生。,天然气使用极为方便。,三、天然气基本性质,燃气的热值：,燃气的热值是指单位数量的燃气完全燃烧时所放出的全部热量。燃气的热值分为高热值和低热值。,着火温度：,燃气开始燃烧时的温度称为着火温度。不同气体的着火温度是不同的。一般可燃气体在空气中的着火温度比在纯氧气中的着火温度高,50-100,度。,三、天然气基本性质,爆炸极限：,燃气与空气或氧气混合后，当燃气达到一定浓度时，就会形成有爆炸危险的混合气体，这种气体一旦遇到明火就会发生爆炸。,在可燃气体和空气的混合物中，可燃气体的含量少到使燃烧不能进行，即不能形成爆炸性混合物时的那一含量称为可燃气体的爆炸下限，当可燃气体的含量增加到一定程度，由于缺氧无法燃烧，以致不能形成爆炸性混合物时，可燃气体的含量称为其爆炸上限。可燃气体的上下限统称为爆炸极限。天然气的爆炸极限为,5%-15%,。,四、城镇燃气输配系统,燃气管道的分类,燃气管道可以根据用途、敷设方式和输气压力分类。,（一）、根据用途分类,1,长距离输气管道,2,城市燃气管道：分配管道；用户引入管；室内燃气管道,3,工业企业燃气管道,（二） 、根据敷设方式分类,1,地下燃气管道,2,架空燃气管道,四、城镇燃气输配系统,(,三,),、根据输气压力分类,名称,压力（,MPa,）,高压燃气管道,A,2.5 P4.0,B,1.6 P2.5,次高压燃气,管道,A,0.8 P1.6,B,0.4 P0.8,中压燃气管道,A,0.2 P0.4,B,0.01 4.0MPa,次高压管线,0.4P1.6MPa,中压管网,P1.6MPa,出站压力,P1.6MPa,进站压力,0.4P1.6MPa,出站压力,P0.4MPa,进站压力,P1.6MPa,中压出站压力,P0.4MPa,储存压力,0.4P1.6MPa,储配站,储配站,储配站,储配站,四、城镇燃气输配系统,四、城镇燃气输配系统,四、城镇燃气输配系统,四、城镇燃气输配系统,二、气源,我国天然气六大气区分布图,塔里木盆地,鄂尔多斯盆地,柴达木盆地,四川盆地,莺琼盆地,东海盆地,中国天燃气供应格局,乌鲁木齐,拉萨,西宁,兰州,石家庄,北京,济南,哈尔滨,长春,沈阳,郑州,西安,南京,上海,合肥,武汉,南昌,杭州,福州,长沙,南宁,广州,大庆,大连,西气东输,北气南下,海气登陆,就近外供,LNG,进口俄气,进口中亚气,LNG,LNG,进口俄气,进口缅甸气,中国天然气管网现状分布图,涩宁兰,30,亿方,/,年,西南管网,100,亿方,/,年,忠武线,30,亿方,/,年,西气东输,170,亿方,/,年,陕京线,33,亿方,/,年,崖,13-1,管线,30,亿方,/,年,天然气干线输气能力：,2007,年达到,693,亿方,广东,LNG,外输管线,50,亿方,陕京二线,120,亿方,/,年,一、调度室的主要工作,气源管理,气量预测,气源气量计划,气量指定和调整,气源协调,气费结算认定,一、调度室的主要工作,运行管理,气量计划执行,供气安全,供气保障,应急协调,停气管理,SCADA,系统管理,系统建设,系统维护,二、运行调度工作目标,在保障安全前提下，保持供需平衡,Q,供气量,Q,需求量,Q,供气量,/,时间,Q,需求量,/,时间,V,供气量,V,需求量,时间：年、月、周、日、时、刻,三、供应侧影响因素,气源种类、数量,气源供气能力,气源供气特性曲线,气质,输配设施气源输配能力,储气设施储气量和调峰能力,输配管网输配能力和特点,四、需求侧影响因素,用户类型、数量、用气量,用户用气特点,季节、气候,假期、周况,地域、经济、生活习惯、价格,用户发展,五、供需平衡控制,V,供气量,= V,气源供量,+ V,调峰量,+V,管存消耗,气量是本，压力是标,管网运行宏观模型：平均压力、最低压力,整体控制平均压力，局部控制最低压力,日、时、刻用气控制,控制措施：运行控制、限用控制,课程到此结束,谢谢大家！,