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生产调度中心内部业务培训资料 第一部分：天然气基础知识 一、天然气的组成 天然气是从地下开采出来的以碳氢化合物为主的气体混合物，主要成分为甲烷（CH4）、乙烷、丙烷等烃类及微量的其他气体，如氮、二氧化碳、硫化氢等组成。 硫化氢是一种有毒、有异味、比空气重、可燃的气体。硫化氢、二氧化碳溶于管线中所带的水后都会生成酸性物质，会造成金属管道和设备的腐蚀，另外，天然气中有时还含有少量的有机硫化物组分，如硫醇、硫醚等。有机硫不仅具有腐蚀性，而且大多数是有毒的，综合以上原因，在对天然气进行管道输送前，必须经过脱硫净化处理；液化石油气,主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯汽油，主要成分是 C 4 ~C 12 烃类天然气是一种易燃易爆气体，比空气轻，不溶于水。 相对密度0.55，热值为一般在35.9MJ/m3-39.8 MJ/m3之间； 3、天然气可液化，液化后其体积将缩小为气态的六百分之一。每立方米天然气完全燃烧需要大约十立方米空气助燃。 甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量达到10%以上时，人就会因氧气不足而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性。硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度达到0.31毫克/升时，人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量达到1.54毫克/升时，人就会死亡。因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下当可燃气体、可燃液体的蒸气（或可燃粉尘）与空气混合并达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。这个能够发生爆炸的浓度范围，叫做爆炸极限，通常用可燃气体、蒸气或粉尘在空气中的体积百分比来表示。浓度低于爆炸下限，遇到明火，既不会爆炸，也不会燃烧；高于爆炸，遇到明火，虽然不会爆炸，但CH4+2O2==CO2+2H2O， 可以看出甲烷与氧气的体积比为1:2时爆炸最强烈：混合气体的体积为100L，甲烷体积为VL，消耗O2的体积为2VL；空气体积（100-V）L；则（100-V）×21%=2V；解得V≈9.5L；甲烷在空气中所占的体积分数为ppm、lel以及vol他们分别表示百万分之一、爆炸下限和体积浓度，单位表示是从小到大； 气体的常见单位ppm：指的是百万分之一。如5ppm一氧化碳指的是空气中含有百万分之5的一氧化碳。 LEL：指的是气体爆炸下限的浓度。如10%LEL指的是达到了气体爆炸下限浓度的10% ?VOL：指的是气体体积百分比。如5%VOL指的是特定气体在空气中的体积占5%。 相互之间的关系：一般来说ppm用在较为精确的测量；LEL用于测爆的场合；VOL的数量级是它们三个中最大的。我们举个例子：如甲烷的爆炸下限是5%VOL，所以10%LEL的甲烷气体有以下对应关系： 10%LEL=5000ppm=0.5%VOL 10000ppm=1Vol%，而lel是把爆炸下限5Vol%均分为一百分，一份为1%LELLEL值得可燃气体浓度检测仪器，所测量的值表示的是达到爆炸下限的百分数，也就是接近程度。 五、气体体积工况标况换算、气态方程的应用 1、气体方程式恒量C与气体的质量和种类有关。 即： 其中：P0--------标准状态下的气体压力10l.325kPa，单位KPa； T0--------标准状态下的气体温度273.15K,，单位K； V0--------标准状态下的气体体积,单位（m3）。 P1--------工作状态下的气体压力，单位KPa； T1--------工作状态下的气体温度，单位K； V1--------工作状态下的气体体积,单位（m3）。 即 一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。 适用条件:一定质量的某种理想气体。 该公式可用于工况流量转标况计算，也可用于计算管存量中； 2、相对压力、绝对压力以及摄氏温度、绝对温度单位换算 1、P=P0+P1 2、K=K0+t 1式中P表示绝对压力；P0表示当地大气压；P1表示相对压力； 2式中K表示绝度温度；K0表示开尔文温度273.15；t表示摄氏温度； 3、例题：某场站流量计修正仪发生故障，天然气输送量按照字轮计量数值进行计算转换，已知8:00时的字轮数为75829m3，9:00时的字轮数为76873 m3，期间天然气平均压力为350Kpa，天然气平均温度为5℃，请计算标准状况下的小时流量？ 解：期间工况流量为：76873-75828=1045m3 按气态方程 ，推出 = 4650.11 (Nm3) 六、常见气体压力单位换算 1标准大气压（atm）=0.101325兆帕(MPa)pa= 1000 KPa=10 bar = 10 k