热值:是指单位体积的燃气完全燃烧所放出的热量,分为高热值(QH)和低热值(QL)两种,高低热值数字之差为燃烧产生的烟气中水蒸汽的汽化潜热;
华白数:是衡量热负荷大小的特性参数,也称热负荷指数,计算公式如下[2]:
式中:W---华白数,MJ/m3(kcal/m3)
Qg---燃气高热值,MJ/m3(kcal/m3)
d---燃气相对密度。(空气相对密度为1)
燃烧势:是表征燃气燃烧速度的一个指数,计算公式如下:
K=1+0.0054O22
式中:Cp---燃烧势;
H2---燃气中氢含量,%(体积);
CmHn---燃气中除甲烷以外的碳氢化物含量,%(体积);
CO---燃气中一氧化碳含量,%(体积);
CH4---燃气中甲烷含量,%(体积);
d---燃气相对密度(空气相对密度为1);
K---燃气中氧含量修正系数;
O2---燃气中氧含量,%(体积)。
分析以上各式可知,天然气各组分的含量对其热值,华白数和燃烧势息息相关。在这些常规组份当中,最重要的是CH4的含量。因为产自不同地方的天然气的组分差异虽然比较大,但是CH4的含量总是占绝大部分,一般在85%以上;组分差异主要是其它烃类CmHn ,更确切地说是C2+烃,的含量不一样。而这正是其热值差异主要原因。因此,要制定国家统一的天然气质量标准,就必须抓住CH4含量和由它决定的热值这个最本质、最关键的因素。
三、自然资源和开采加工过程与CH4在天然气中含量的关系
天然气资源主要来自三种类型的矿藏;一种是凝析气田,它们是“湿气”即除了大量的CH4以外,还含有较多的C2-C6成分,是以甲烷和乙烷为主的天然气(Natural Gas, NG);第二种类型就是油田,一般的地下原油都有一定量的伴生气;由于形成的地质年代和条件不同,油田伴生气的数量也不一样,越是重质石油的油田伴生气越少。第三种就是天然气田,有的几乎不含C2以上组分的“干气”,但也有的是湿气。我国的鄂尔多斯盆地和四川盆地的天然气田、印度尼西亚的东固气田,都是干气田,基本上没有油,有时含有大量的二氧化碳。
天然气的开采和液化技术目前已形成LNG生产线的通用模式。从地层里开采出来的资源,先分离出原油后,通过管道输送到LNG加工厂;在那里,先把比较容易分离的C5和C6等组分分离出来,然后脱去水分、CO2和其他的杂质(比如H2S等);剩下的烃类通过深冷技术把气相的天然气与以C3和C4为主的LPG分离出来,然后在低温下液化成LNG,一般的LNG的冷凝温度在﹣162℃左右,它的主要成分是甲烷和乙烷,还有少量的丙烷,极少量的丁烷。
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