燃气根底知识
一、天然气、液化石油气、焦炉煤气、水煤气主要成分及物理、化学性质
1. 天然气
主要成分：甲烷
分子式：CH4
理化性质：无色无味的气体，能被液化和固化。能溶于乙醇、乙醚，微溶于水。易燃，燃烧时呈青白色火焰，火焰温度约为1950℃。1立方米天然气爆炸当量相当于7－14公斤TNT炸药。
相对密度：0.415〔－1℃〕
凝固点：－℃
沸点：－℃
自然点：540℃
爆炸极限：5.3%～15％
最易引燃浓度：7.5％
产生最大爆炸压力的浓度：9.8％
最大爆炸压力：7kg/平方厘米
燃烧热值：8500千卡/立方米
灭火剂：干粉、雾状水、泡沫、二氧化碳
2. 液化石油气
主要成分：丙烷、丁烷、丙烯、丁烯
分子式：C3H8、C4H10、C3H6、C4H8
理化性质：液化石油气比空气重，低毒性，有一定臭味，燃烧温度400－530度，爆温1500度以上。1立方米液态液化石油气可变成约250立方米气体，1公斤液化石油气爆炸当量相当于10～20公斤TNT炸药。
自然点：℃－540℃
爆炸极限：2%～10％
爆速：2000～3000m/s
燃烧热值：22000千卡/立方米
灭火剂：干粉、雾状水、泡沫
3. 液化石油气、天然气不完全燃烧
液化石油气、天然气等燃气燃烧时，如果通风不好，易造成不完全燃烧，产生大量的一氧化碳。
一氧化碳无色无味，有毒性，空气中最大容许浓度为30毫克/立方米。
一氧化碳与血红蛋白的亲和力要比与氧气的亲和力大200－300倍，而解离却慢3600倍。
空气中一氧化碳的含量达千分之二，20～30分钟人可能中毒死亡；达百分之一，1～2分钟内可能中毒死亡。人员中毒后，应及时到通风良好的地方，最好送医院高压氧仓治疗。
4. 焦炉煤气、水煤气
焦炉煤气、水煤气及发生炉煤气这些人造气体燃料是由煤炭气化制成，又统称为煤制气。焦炉煤气的平均组成为：H2 46%－61% 、CO 4.0%－8.5% 、CH4 21%－30% 、CmHn 1.5%－3.0%、CO2 1.0%－4.0%、 N2 3.6%－26%、 O2 0.3%－1.7%
焦炉煤气的自燃点为500－600度，热值为4000—4500千卡/立方米，其发热温度高约为2100～2130℃。由于含氢高，故火焰传播速度比天然气和液化石油气大，其常温、常压下最大火焰传播速度约为/s，焦炉煤气的爆炸极限约为4.5%-38.5%。焦炉煤气因为含有CO，因此有毒。
水煤气是将水蒸气与赤热焦炭中的碳反响而生成的燃气，水煤气的理论组成是：CO 50% 、H2 50%，热值是2200千卡/立方米，其发热温度高达2200℃左右，爆炸极限8%－74.2％。水煤气因为含CO浓度非常高，因此毒性较大。
二、天然气的储存与运输
1、管道输送
天然气在常温下不能液化，通常保持在一定压力下采用管道输送。城市间天然气管道输送造价较高，通常需要较大规模用气量才可能实施长输管道工程。城市内天然气通常全部采用管道输送至各用户。
2、CNG〔压缩天然气〕
将天然气压缩到20MPa，压缩后体积缩小约220倍，采用气瓶车运输至城市门站减压供给城市用气，或压缩后供给CNG汽车作为燃料。
CNG储存效率较高，但是由于压力很高，需多级压缩，耗能较高，同时气瓶金属耗量非常大，因此CNG汽车运输效率很低，因此通常为近距离小规模运输。一般为200公里，最大400公里。
3、LNG〔液化天然气〕
将天然气深度冷冻，通常约-162℃〔即1atm下，天然气的沸点温度〕，此时液化后的体积约缩小约600多倍，采用低温槽车〔国际间采用低温槽船〕运输至城市气化站气化为常温天然气供给城市用气。
LNG储存温度很低，储存压力略高于常压，储存效率高，单位体积运输费用较低。
国际间天然气贸易中LNG所占比重逐年增加，我国正在大力引进国外的LNG。
我国天然气资源分布不均，目前国内已有2座中小型LNG液化厂，并有多座正在建设，极大的促进了国内天然气事业的开展。LNG的覆盖范围约1000-3000公里，每1000公里运费约0.5元〔指40立方米槽车〕。
三、天然气与液化气、柴油、电、煤炭本钱比拟
燃料最低热值:
1) 柴油 7500大卡/升；2) 液化气(LPG) 10000大卡/公斤；3) 电 860大卡/度；4〕煤炭4500-5000大卡/公斤5〕；天然气(NG) 8600-10000 大卡/立方米
参数近似值：
1〕1升柴油=0.8M 3 天然气〔同等热值情况下〕；2〕1公斤液化气=1.2M 3天然气〔同等热值情况下〕；3〕1度电=0.1M 3天然气；1公斤煤炭=0.45 M 3天然气〔理论计算〕
燃料价格：(参考价格)
1） 柴油市场价： 6800元/T 2〕液化气市场价：6500元/T 3〕居民用电价格：元/度 商业用电价格：元/度 4〕 煤炭价格：1200元/吨 5〕天然气价格： 民用灶具用气 3.6元/ M 3 商业用气 4.4—4.8 工业生产/锅炉用气—元/M 3
说明：天然气价格由国家控制，每年只调整价格一次，有别于其他燃料〔如柴油、液化气、煤炭等〕的价格随着市场价格而大幅度波动。
四、使用天然气平安须知
天然气是一种清洁、高效、优质的能源，按照国家能源结构调整的要求，天然气将逐步取代人工煤气和液化石油气而成为城市燃气的主导气源。天然气的主要成分是甲烷〔约90%以上〕，本身具有无毒、热值高、燃烧稳定、对环境污染小等优点，是城市燃气的最正确气源。
天然气具有易燃、易爆的特性，当天然气与空气混合到达一定的浓度范围时，就会形成爆炸性混合气体。天然气的爆炸极限为5%-15%，1立方米天然气爆炸当量相当于7-14公斤TNT炸药，属于甲类化学危险品，稍有泄漏，遇上明火，都会发身发生威力巨大的爆炸。因此，对天然气来说爆炸或失火是主要危险，必须防止天然气泄漏。燃气外管及用户燃气管道及设施的安装，应具有相应安装资质的人员进行，用户应使用平安型燃气用具。如果发现有泄漏，请立即关闭燃气阀门，翻开门窗，并注意不要开、关电气开关，同时立即到户外打 报修。
天然气热值高，在燃烧过程中，将消耗大量的空气，同时还产生大量的废气。1立方米天然气燃烧将消耗约10立方米空气中的氧气，同时产生1立方米的二氧化碳和2立方米的水蒸气。如果不能及时排除废烟气、补充新鲜空气，那么空气中的氧气含量将逐渐减少，氧气缺乏将导致天然气不完全燃烧，产生大量一氧化碳，会造成人员中毒，并因缺氧而使人窒息。因此，用户在使用天然气的过程中，必须保持燃烧环境通风良好，并将废气排至室外，防止因窒息或废气中的一氧化碳造成人员伤害。
综上所述，在使用天然气的过程中，应注意以下平安事项：
1. 室内管道及燃气用具的安装，应由相应安装资质的人员进行；
2. 选择使用平安型〔气源适配性较好〕，符合国家要求的燃气用具；
3. 如果发现有泄漏，请立即关闭燃气阀门，翻开门窗，并注意不要开、关电气开关，同时立即到户外打 报修；
4. 使用环境保持通风良好，并将废气排至室外。
我国主要天然气管网布局
一、西气东输一线
西气东输一线工程于2002年7月正式开工，2004年10月1日全线建成投产。主干线西起塔里木油田轮南油气田，向东经过库尔勒、吐鲁番、鄯善、哈密、柳园、酒泉、张掖、武威、兰州、定西、西安、洛阳、信阳、合肥、南京、常州等大中城市，东西横贯9个省区，全长4200千米。最终到达上海市白鹤镇，是我国自行设计、建设的第一条世界级天然气管道工程，是决策的西部大开发的标志性工程。
管道工程，采取干支结合、配套建设方式进行，管道输气规模设计为每年120亿立方米。工程投资为1200亿元，上游气田开发、主干管道铺设和城市管网总投资超过3000亿元。该工程是中国目前距离最长、管径最大、投资最多、输气量最大、施工条件最复杂的天然气管道。西气东输的主力气源地塔里木盆地，天然气资源量为7.96万亿立方米，完全可以实现稳定供气30年。
按西气东输年输天然气120亿立方米计算，每年可替代1600万吨标准煤，减少排放27万吨粉尘，使我国一次能源结构中天然气消耗增幅达50％。天然气的热效率远远高于煤炭，如果按120亿立方米测算，比利用煤炭可节约能源437万吨标准煤。每吨标准煤按300元计算，那么每年可节约燃料价值13亿多元。
二、西气东输二线
西气东输二线工程西起霍尔果斯口岸，南至广州，东达上海，途经、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、湖南、广东、广西、浙江、上海、江苏、安徽等14个省区市，管道主干线和支干线全长9102公里。西气东输二线配套建设3座地下储气库，其中一座为湖北云应盐穴储气库，另两座分别为河南平顶山、南昌麻丘水层储气库。工程设计输气能力300亿立方米/年，总投资约1420亿元，方案2021年底西段建成投产、2021年前全线贯穿。
西气东输二线管道，与拟建的中亚天然气管道相连，工程建成投运后，可将我国天然气消费比例提高1至2个百分点。这些天然气每年可替代7680万吨煤炭，减少二氧化硫
排放166万吨、二氧化碳排放1.5亿吨。可将我国地区生产以及从中亚地区进口的天然气输往沿线中西部地区和长三角、珠三角地区等用气市场，并可稳定供气30年以上，对保障中国能源平安，优化能源消费结构具有重大意义。
这条管道沿途翻越天山、秦岭和江南丘陵等山区，穿越内陆湖、长江、黄河、珠江流域。管线长度、输送气量、设计压力、投资规模和建设时间都为中国管道建设之最。
主气源由土库曼斯坦阿姆河右岸130亿立方米／年勘探开发工程和中国石油与土库曼斯坦国家天然气康采恩签署的170亿立方米／年购销天然气协议两局部组成。
阿姆河右岸区块中石油去年2007年8月取得勘探开发许可证，并已经开展工作。购销协议资源由土库曼斯坦南尤拉屯和马莱两个气田供给。此外，中国石油还把国内塔里木气区和长庆气区新增探明储量开发生产的天然气作为工程的应急和保安气源。
该长输管线已于2021年1月20日投入运营。
三、西气东输三线
西气东输三线管道首站西起霍尔果斯，东达末站广东省韶关。从霍尔果斯-西安段沿西气东输二线路由东行，途经、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、湖南、广东共8个省、自治区。三线工程为1干1支，总长度为4661千米。干线长4595千米，与西气东输二线〔简称“西二线〞〕并行约3000千米。支线为荆门-云应，长度为66千米。主干线设计输气能力300亿立方米/年，压力〔10-12〕兆帕，管径1219毫米。
与西二线相同，中亚天然气仍是西三线的气源地。目前，西三线西段〔霍尔果斯到宁夏中卫〕正在建设之中，预计2021年投产；西三线东段〔宁夏中卫到广东韶关〕预计2021年底投产。按照规划,2021年西三线全线贯穿通气。届时西三线将与西一线、西二线、陕京一二线、川气东送线等主干管网联网，一个横贯东西、纵贯南北的天然气根底管网将形成。〔
四、陕京一、二线
陕京管道输气干线西起陕西靖边，东至北京市区。途经陕西、山西、河北、北京三省一市的25个县区，担负着向晋、冀、鲁、京、津等省市的供气任务，被北京市民誉为“首都的生命线〞；陕京二线是北京华油天然气顺着原陕京线敷设的又一条长距离、大口径管道工程，管线口径1.016 米，全长900公里，是开拓京津冀鲁晋天然气市场、促进环渤海地区经济持续开展、确保北京2021奥运会顺利举行的一项国家重点工程。
五、川气东送
川气东送工程是中石化在普光气田勘探取得重大突破的根底上，于2007年4月9日经国家核准，同年8月31日正式开工建设，具体包括普光气田勘探开发、酸性气体处理以及从四川达州到上海途径8省市的长输管线。川气东送包括1条干线、1条支干线和3条支线，其中，主干线从四川普光-上海，全长17千米，途经重庆市、湖北省、安徽省、浙江省、江苏省。此外，支干线从湖北省宜昌市，到河南省濮阳市；3条支线中一条起于四川省天生分输站，止于达州末站；一条起于重庆市的梁平县，止于重庆市的长寿区；一条起于安徽省宣城，止于江苏南京。总投资626．76亿元，设计年输净化天然气120亿立方米，是中国继西气东输工程后又一项宏大工程。
目前，川气东送工程输气管道主干线和三条支线已投入运行，今年投产后方案生产净化天然气40亿立方米。
六、东北天然气管网
中国为使天然气供给系统实现“气源多元化、管道网络化、气库配套化、管理统一化〞
而实施的东北天然气管网建设工程，将覆盖大庆、齐齐哈尔、哈尔滨、长春、沈阳等东北主要城市。整个管网建成后，将在很大程度上消化大庆地区充裕天然气，使天然气这种环保高效的新型能源为东北老工业基地振兴效劳
2006年10月开工建设的大庆至哈尔滨天然气管道工程全长约78公里，设计年输气量50亿立方米，除了可以将大庆地区的天然气向哈尔滨输送外，还将输气至东北天然气管网中的哈尔滨至北京主干管道，进而实现“北气南下〞。
七、忠武线
1974年12月22日，召开油气管道建设领导小组第一次会议，原那么同意“川气出川〞输气管线建设的初步方案。2003年8月28日开工建设，2004年底投产运营。该工程起于重庆附近，经湖北省的恩施、宜昌、潜江到达武汉、黄石、再向南到达长沙、湘潭。由于进入武汉的天然气管道铺设起止点分别为重庆忠县和湖北武汉，所以川气入汉工程又叫“忠武线〞工程。输气管道总长度为1376公里，年输气能力30亿立方米。
综述
据有关部门分析：未来几年内，我国天然气需求增长将快于煤炭和石油，天然气市场在全国范围内将得到发育。预计2021年，天然气在能源总需求构成中的比重约为6%，需求量将到达900亿立方米。2021 年，需求量将到达2000亿立方米，占整个能源构成的10%。
按照规划，国家主管部门将进一步统筹境内外天然气(含LNG)、煤层气、煤制天然气等资源，加快建设川气东送、中亚及西气东输二、三、四线(含深圳LNG调峰站)、中缅管
道、青藏输气、陕京三线、东北天然气管网、涩宁兰复线、榆林-济南、川东北-川西等天然气管道；新建青岛、宁波、唐山、珠海等LNG接收站及配套管道。届时，中国天然气“网络时代〞将到来。中国“气荒〞难题也将得以破解。
中国燃气的春天已经到来，向着太阳奔跑，你追求的不仅仅是光明，更有一份辉煌！