天然氣性質(zhì)及輸氣流程第一頁(yè)，共34頁(yè)。天然氣的物理性質(zhì)

天然氣主要成分為甲烷（其分子式為CH4），是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性的氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下：密度為0.717kg/m3(對(duì)空氣比重為0.5544)，沸點(diǎn)為-161.45℃，臨界溫度為-82.45℃。因天然氣密度比空氣小，如遇容器泄露，天然氣很容易擴(kuò)散，使用較為安全。但天然氣聚集在密閉建筑物的頂部時(shí)，則易形成爆鳴性氣體，天然氣在空氣中的爆炸極限為5%—15%。天然氣是一種碳?xì)浠衔?它與空氣或氧氣混合，都能形成爆鳴性氣體。第二頁(yè)，共34頁(yè)。天然氣化學(xué)性質(zhì)天然氣的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，一般條件下不與氧氣發(fā)生反應(yīng)，也不與濃酸，濃堿溶液及氧化劑反應(yīng)，但與氯氣只要在陽(yáng)光照射或加熱時(shí)就能發(fā)生反應(yīng)，與氟化氫混合能發(fā)生自燃。第三頁(yè)，共34頁(yè)。天然氣的燃燒

1、燃燒

天然氣和氧氣在達(dá)到一定濃度及一定溫度下可以燃燒，燃燒產(chǎn)物主要是水和二氧化碳，當(dāng)氧氣不足時(shí)，燃燒會(huì)產(chǎn)生CO。

CH4+2O2=CO2+2H2O

1Nm3天然氣燃燒需要2Nm3氧氣（即需要約10Nm3空氣）

因此從安全角度講，使用天然氣的廚房需要良好通風(fēng)；衛(wèi)生間內(nèi)安裝舊式的直排式熱水器是相當(dāng)危險(xiǎn)的。

第四頁(yè)，共34頁(yè)。爆炸限燃燒與爆炸是同一性質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，但在反應(yīng)強(qiáng)度上，爆炸比燃燒激烈。天然氣爆炸是在一瞬間產(chǎn)生高壓、高溫（2000～3000℃）的燃燒過(guò)程，體積突然膨脹，同時(shí)發(fā)出巨大的聲響，爆炸時(shí)波速可達(dá)2000m/s左右，具有很大的破壞力。天然氣與空氣以一定比例組成的混合氣體，在封閉的系統(tǒng)中，遇到明火就發(fā)生爆炸?？赡馨l(fā)生爆炸的最低濃度稱為爆炸低限，最高濃度稱為爆炸高限。低限和高限之間的濃度范圍，稱為爆炸界限，簡(jiǎn)稱爆炸限。爆炸限與混合氣體的壓力溫度有關(guān)，天然氣與空氣混合物的壓力、溫度越高，爆炸限范圍越大。第五頁(yè)，共34頁(yè)。影響爆炸極限的因素

1）原始溫度：混合物的原始溫度愈高，則爆炸極限的范圍愈大，即下限降低、上限增高。由于溫度的增高，加快了混合物的燃燒速度。溫度的增高使原來(lái)不燃燒、爆炸的混合物變成可燃燒和爆炸的混合物。第六頁(yè)，共34頁(yè)。2）原始?jí)毫旌衔锏脑級(jí)毫?duì)爆炸極限影響很大。一般情況下，當(dāng)壓力增加時(shí)，爆炸極限的范圍擴(kuò)大，其上限隨壓力的變化顯著。這是由于在增加壓力時(shí)，物質(zhì)分子間的距離變小，使燃燒反應(yīng)更能進(jìn)行。

影響爆炸極限的因素

第七頁(yè)，共34頁(yè)。3）惰性氣體對(duì)爆炸極限的影響在混合物中加入惰性氣體，爆炸極限的范圍會(huì)縮小。當(dāng)惰性氣體的濃度達(dá)到一定時(shí)，可完全避免混合物發(fā)生爆炸。這是由于惰性氣體加入后使可燃物質(zhì)的分子與氧分子隔離，在它們之間形成不燃的障礙物。影響爆炸極限的因素

第八頁(yè)，共34頁(yè)。4）容器

容器的材料和尺寸對(duì)爆炸極限的影響。實(shí)驗(yàn)表明，管道直徑愈小，爆炸極限的范圍也愈小。5）火源的能量火源與混合物接觸時(shí)間的長(zhǎng)短，對(duì)爆炸極限有一定的影響。如甲烷在電壓100V、電流的強(qiáng)度2A時(shí)產(chǎn)生的電火花，其爆炸極限為5.9%～13.6%；如電流強(qiáng)度為3A時(shí)產(chǎn)生的電火花，則爆炸極限范圍擴(kuò)大為5.85%～14.8%。

影響爆炸極限的因素

第九頁(yè)，共34頁(yè)。燃燒與爆炸的預(yù)防措施

1、防止燃燒爆炸環(huán)境的形成（1）采輸氣系統(tǒng)密閉與環(huán)境通風(fēng)（2）填充惰性氣體：在天然氣與空氣的混合氣體中加入足量的惰性氣體，可以達(dá)到消除爆炸的目的。常用的惰性氣體有氮、二氧化碳、水蒸氣。采輸氣設(shè)備在停工后或投運(yùn)前，用惰性氣體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吹掃或置換，以防止事故發(fā)生。第十頁(yè)，共34頁(yè)。（3）加強(qiáng)科學(xué)管理、遵守安全操作規(guī)程根據(jù)天然氣易燃、易爆的特點(diǎn)，制定并實(shí)施嚴(yán)格安全操作規(guī)程和管理制度，能夠有效的減少甚至杜絕安全事故的發(fā)生。（4）根據(jù)消防要求配備足夠的滅火器材。燃燒與爆炸的預(yù)防措施

第十一頁(yè)，共34頁(yè)。2、消除火源引起燃燒和爆炸的火源一般有明火、摩擦與撞擊產(chǎn)生的火花、電氣設(shè)備或靜電放電產(chǎn)生的電火花、設(shè)備維修施工時(shí)焊接、切割產(chǎn)生的火花、雷電產(chǎn)生的火源。為消除這些引起燃燒、爆炸事故的火源，采取的措施有：第十二頁(yè)，共34頁(yè)。（1）建立嚴(yán)格的動(dòng)火審批制度，未經(jīng)許可不得在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)使用明火或進(jìn)行焊接作業(yè)。（2）防止摩擦或敲擊產(chǎn)生火花。在敲擊設(shè)備和管道時(shí)應(yīng)使用由銅、鋁等材料制成的工具；在傾倒易燃液體時(shí)，為防止鐵桶與金屬設(shè)備撞擊產(chǎn)生火花，應(yīng)在其接觸部位墊上不發(fā)生火花的材料。不能在高處隨意亂丟工具以及金屬零、配件等。（3）使用防爆的電氣設(shè)備。根據(jù)不同的爆炸和火災(zāi)等級(jí)，選用不同防爆等級(jí)的電氣設(shè)備，照明燈具應(yīng)采用防爆型。井場(chǎng)照明應(yīng)使用遠(yuǎn)距離探照燈。消除火源采取措施第十三頁(yè)，共34頁(yè)。（4）按規(guī)定對(duì)設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行接地，使產(chǎn)生的靜電能迅速導(dǎo)入大地。（5）定期檢查防雷設(shè)備，以防止設(shè)備被雷擊造成事故。（6）對(duì)于含硫化氫的天然氣的集輸系統(tǒng)，必須注意預(yù)防硫化鐵的自燃。對(duì)設(shè)備內(nèi)排出的硫化鐵應(yīng)用水潤(rùn)濕后進(jìn)行處理。

消除火源采取措施第十四頁(yè)，共34頁(yè)。天然氣中的雜質(zhì)及其危害1、增加天然氣阻力，使管線輸送能力下降2、含硫地層水會(huì)腐蝕管線3、天然氣中的固體雜質(zhì)在高速流動(dòng)時(shí)會(huì)沖蝕管壁4、使天然氣流量測(cè)量不準(zhǔn)確第十五頁(yè)，共34頁(yè)。1、管輸過(guò)程中不出現(xiàn)液態(tài)水2、硫化氫和二氧化碳的含量要少管輸天然氣氣質(zhì)要求：

第十六頁(yè)，共34頁(yè)。天然氣長(zhǎng)輸管道氣質(zhì)的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)高位發(fā)熱量，MJ/m3＞31.4總硫(以硫計(jì))，mg/m3≤200硫化氫，mg/m3≤20二氧化碳，y，%≤3.0氧氣，y，% ≤0.5水露點(diǎn)，℃在最高操作壓力下，水露點(diǎn)應(yīng)比最低輸送環(huán)境溫度低5℃。 注：本標(biāo)準(zhǔn)中氣體體積的標(biāo)準(zhǔn)參比條件是101.325kPa，20℃。第十七頁(yè)，共34頁(yè)。天然氣脫水從地下采出來(lái)的天然氣以及經(jīng)過(guò)脫硫處理后的天然氣中，一般都含有在其操作溫度和壓力下的飽和水蒸氣。當(dāng)輸氣管道的壓力或環(huán)境溫度變化時(shí)，飽和水蒸氣就可能從天然氣中凝析出來(lái)成為液態(tài)水，因此天然氣在進(jìn)入輸氣管線之前，必須進(jìn)行脫水處理。天然氣脫水的方法有：甘醇吸收法、冷凍劑制冷法、干燥劑吸附法等。目前國(guó)內(nèi)天然氣生產(chǎn)中普遍采用的脫水方法為甘醇吸收法，特別是三甘醇脫水法。第十八頁(yè)，共34頁(yè)。三甘醇法為國(guó)內(nèi)外普遍采用，其主要原因是：

1、三甘醇的沸點(diǎn)高（287.4℃），它可在較高溫度的常壓再生塔中取得濃度較大（98%～99.5%）的貧液，脫水后的天然氣露點(diǎn)降（進(jìn)脫水裝置前飽和濕氣的露點(diǎn)與脫水后干氣露點(diǎn)之差）比二甘醇多13～30℃，再生效果好。2、蒸汽壓較低，在27℃時(shí)僅為二甘醇的20%，氣相攜帶損失較二甘醇低。3、三甘醇熱穩(wěn)定性較好，理論熱分解溫度高（206.7℃），蒸發(fā)損耗小。

4、所需再生設(shè)備簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用比二甘醇低。第十九頁(yè)，共34頁(yè)。三甘醇脫水的工藝流程第二十頁(yè)，共34頁(yè)。三甘醇脫水工藝過(guò)程

濕天然氣由吸收塔下部進(jìn)塔，三甘醇貧液由塔頂入塔，濕天然氣與三甘醇貧液在塔盤(pán)（帽泡、填料、浮球塔盤(pán)）處充分接觸，天然氣中的水被三甘醇貧液吸收后濕天然氣變成干天然氣，從塔頂流出進(jìn)入外輸系統(tǒng)，經(jīng)脫水的干天然氣可以達(dá)到一般管輸天然氣的含水量指標(biāo)。從天然氣中吸收水分后的三甘醇溶液由貧液變成富液，從吸收塔底部流出，經(jīng)過(guò)濾器流入貧—富甘醇溶液換熱罐，三甘醇富液被預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入再生塔中部，在再生塔中，經(jīng)蒸溜釜加熱，富液中大部分水分變成蒸汽，由再生塔頂離開(kāi)系統(tǒng)；富液再生后變成貧液，由蒸溜釜底部流出進(jìn)入換熱罐，在換熱罐內(nèi)與富液換熱后，再泵送至吸收塔循環(huán)使用（在某些進(jìn)口脫水裝置中，吸收塔頂還裝有貧液冷卻盤(pán)管，用于降低進(jìn)塔貧液的溫度）。第二十一頁(yè)，共34頁(yè)。固體吸附脫水法：就是來(lái)利用對(duì)天然氣中的水分有很強(qiáng)的吸附作用，而對(duì)其他氣體組分吸附作用很小甚至不吸附的活性固體吸附劑，將天然氣中的水分有選擇地吸附下來(lái)，達(dá)到“干燥”的目的。目前常用的吸附劑有：粘土礦、活性氧化鋁、硅膠和分子篩等。第二十二頁(yè)，共34頁(yè)。二、采輸氣工藝流程1、采氣流程2、輸氣流程第二十三頁(yè)，共34頁(yè)。1、采氣流程采氣流程：把從氣井采出的含有液（固）體雜質(zhì)的高壓天然氣，變成適合礦場(chǎng)集輸?shù)暮细裉烊粴獾母鞣N設(shè)備組合。采氣（工藝）流程圖：是對(duì)采氣過(guò)程中各個(gè)工藝環(huán)節(jié)之間的關(guān)系以及管路特點(diǎn)的說(shuō)明，通過(guò)圖例符號(hào)表示采氣全過(guò)程的圖。第二十四頁(yè)，共34頁(yè)。采氣流程，大致可以分為三大部分：可控制節(jié)流部分凈化部分計(jì)量部分第二十五頁(yè)，共34頁(yè)。采氣井口主要由：套管頭、油管頭、采氣樹(shù)組成第二十六頁(yè)，共34頁(yè)。第二十七頁(yè)，共34頁(yè)。水套爐第二十八頁(yè)，共34頁(yè)。分離器第二十九頁(yè)，共34頁(yè)?？装逵?jì)量裝置超聲波流量計(jì)第三十頁(yè)，共34頁(yè)。2、輸氣流程輸氣站的工藝流程：就是輸氣站的設(shè)備、管線、儀表等的布置方案，通過(guò)輸氣站的設(shè)備、儀表及相應(yīng)的工藝流程，就可以完成輸氣站承擔(dān)的各種生產(chǎn)任務(wù)。在輸氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，往往將完成某一單一任務(wù)的過(guò)程稱工藝流程。工藝流程圖：表示輸氣站工藝流程的平面圖形，稱之為。

掌握輸氣站的工藝的流程圖是輸氣