城市燃气的生力军——天然气
天然气是地球上的动植物随着地壳的演变和自然环境的变化,被泥沙等沉积物所埋藏而与空气隔绝,在缺氧的环境中受到温度、压力的作用,同时经细菌微生物的分解,经过数万年逐步生成的。根据来源不同可分:气田气、油田伴生气和矿井气。天然气的主要成分是甲烷,另外含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃以及二氧化碳、氮气、硫化氢、水分等。我国新疆气田所产天然气一般含甲烷95%左右;而各油田所产天然气(常称油田伴生气)一般含甲烷80%左右,含其它烷烃(乙烷、丙烷、丁烷)20%左右。
天然气有如下特点:
1.天然气一般无色、无味,比空气轻。每立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右,油田伴生气是空气的75%左右。含有硫化物时有臭蛋味,湿气有微弱的汽油味。
2.天然气是一种易燃易爆的气体,和空气混合后,温度达到550℃左右就会燃烧。在空气中天然气的浓度只要达到5~17%,遇明火就会发生爆炸。
3.甲烷本身无毒,泄漏到空气中会降低空气中氧的浓度,这时甲烷浓度增加或长时间逗留会导致窒息甚至死亡。如果天然气中含有较多的硫化氢,则对人有毒害作用。天然气如果燃烧不充分,也会产生一氧化碳等有毒气体。
4.天然气发热量较高,每立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积人工煤气(如焦炉气)的两倍多,即35.6~41.9兆焦/米3(8500~10000千卡/米3).
5.天然气相当干净,杂质含量很少,热值较稳定,燃烧后产生的污染是燃煤的1/800,可见其环保性能很好。其用途很多,可用于发电,作化工原料、汽车燃料、城市燃气等。
6.为适于长途运输和储存,可将天然气液化,使用时再重新气化。液化天然气是天然气在高压和深度冷冻的条件下液化而成。天然气也可以压缩后运输和储存。
天然气最主要的成分是甲烷,基本不含硫,无色、无臭、无毒、无腐蚀性,具有安全、热值高、洁净和应用广泛等优点,目前已成为众多发达国家城市必选的燃气气源。
由于天然气的密度比空气轻,即使不小心外泄,也会很快在空气中挥发掉,不容易产生聚集;天然气的爆炸下限比液化石油气高出2倍多,在同样浓度的情况下,天然气达到危险程度的时间要迟,能够及时发现处理,所以引发各类燃气事故的概率相对较小,因此,要比其它燃气安全得多。
天然气还有一个优点就是"洁净",使用天然气有利于大气环境保护。天然气代替煤和石油,可使燃烧后的废物排放大幅度降低,当天然气的应用范围达到一定水准时,以煤的烟尘、煤与石油产品燃烧后排放的二氧化硫为主体的空气污染将得到有效抑制,城市空气质量将得到明显改善。
天然气是一种优质的能源,具有热值高,运输使用方便,燃烧完全,无烟无渣,价格较为便宜等优点。天然气作为能源利用有以下优越性:
1.天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷,也用于造纸、冶金、陶瓷、玻璃等行业,还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。天然气在工业中另一个不可替代的重要作用是特殊工艺的用气。如优质钢、有色金属电子器材、卫生洁具、搪瓷制品、仪器仪表等产品使用天然气作燃料,在产品质量、技术保证、产量提高、科学管理等方面具有较强的竞争力,经济效益明显提高。
2.压缩天然气汽车 以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染少、安全等优点。目前我国开始有计划地加大天然气汽车的发展力度,以节约用油和减少城市汽车尾气污染。
3.燃气空调 大型办公楼使用燃气空调具有更大的优越性。现在电力,特别在夏季,电力更紧张。缓解夏季电力紧张的一个可行办法是大力发展高效、环保的燃气空调。与电力空调相比,燃气空调更节约能源,在面积和运行时间相同的情况下,燃气空调比电力中央空调能省钱20%—30%。燃气空调从宏观来说,有“削电力之峰,填燃气之谷”,平衡城市能源结构之功效;从用户端来说,在电力供不应求的情况下,可免受拉电之苦,享受清凉之乐。于社会,于企业,都是好处多多。直燃型天然气空调的性价比超过一般的电动空调,能减少燃煤发电的污染物和城市温室气体排放,环保价值更高。
4.天然气化工工业 天然气在化学工业中的应用极其广泛,可以生产近千种化工产品,目前国内外大规模生产的天然气化工产品有数十种,其中有一部分中间产品,主要有合成氨、甲醇、甲烷氯化物、硝基甲烷、乙炔、二硫化碳、碳黑、氢氰酸等。利用上述产品可以进一步加工制造氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、塑料、医药溶剂、电影胶片、炸药、高能燃料等。天然气是制造氮肥的最佳原料,具有投资少、成本低、污染少等特点。
5.天然气发电 天然气在联合循环发电利用中,热能利用率可达55%,高于原油和煤的热能利用率。这是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径。燃气电厂是稳定的、耗气量大的天然气用户,对天然气工业发展起着重要作用。从经济效益看,天然气发电的单位装机容量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力。
您有兴趣了解西气东输工程吗?
西气东输工程的起点是新疆塔里木盆地,终点为上海西郊青浦县白鹤镇,全长4200公里。途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、浙江、上海九省一市;另外规划三条支线,即安徽定远至合肥、常州至浙江杭州、南京至芜湖支线。管道将经过沙漠、戈壁、高山、水网,穿越大江大河等复杂地形,其中一次穿过长江、三次穿过黄河、一次穿越淮河。工程投资约2000多亿元。
西气东输工程是我国进入新世纪后启动的最大工程,是国内自行设计、建设的第一条世界级天然气管道工程,也是目前我国管径最大、管壁最厚、压力等级最高、技术难度最大的管道工程,从系统构成优化到施工工艺等各方面都达到了当今国际上天然气管道设计建设的先进水平。它的建成投产,标志着我国天然气管道建设整体水平上了一个新台阶,为我国天然气工业的快速发展奠定了坚实的物质基础。按西气东输初期年输天然气120亿立方米计算(2007年年底将达到170亿立方米的输气能力),每年可替代900万吨标准煤,减少排放27万吨粉尘。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437万吨标准煤。每吨标准煤按300元计算,则每年可节约燃料价值13.1亿元。同时,天然气通过管道运输,安全快捷,有利于环保。而煤在生产、运输和使用过程中将污染地下水资源、大气等。因此西气东输工程是利国利民的战略决策。
西气东输靠单根长达4200多公里的管道长距离运输,如何保证稳定供气、调峰供气,在长江三角洲地区没有一个大型的储气库是不可想象的。国家目前确定建两个储气库,一个在安徽定远,另一个就在我市金坛境内。所以选在金坛是因为这里离用气大户上海、南京等城市较近;这里的盐矿经过开采,形成的盐穴约可储气20亿立方米;利用盐穴储气,库容量大,安全性高,盐和天然气不会发生化学反应,利于防爆、防火、防污染。因此金坛是建设西气东输工程地下储气库的理想场所。
常州是西气东输工程重要枢纽之一,主干线从我市境内通过,经过十个乡镇,过境长度达42.5公里。除供给居民用气外,我市还利用天然气发电,戚墅堰发电公司和常州苏源集团有限公司二家总用气量将达到西气东输初期输气量的1/10。市区新建天然气门站一座,中~中压调压站二座,新建中压A级管道143.46公里,改造中压管12.3公里,改造调压站67座,总投资3.5亿元。
天然气导入我市,可提高市民生活质量,促进我市经济发展,保护城市生态环境,同时可改善我市的投资环境,天然气的导入是利在当代、功在千秋的为民造福工程。随着能源结构改变,清洁燃料的普及,我市的酸雨和降尘将明显减少,天会更蓝,水会更清,天然气的推广应用又是我市的蓝天工程。
天然气与人工煤气和液化石油气的区别:
从上表可见天然气的热值是人工煤气的2倍多,但只有液化石油气的1/3;人工煤气和天然气的比重较轻,万一泄漏后会从窗口排出,而液化石油气比空气重,一旦泄漏容易在地面上积聚不易散发;液化石油气的爆炸下限很低,引发爆炸的危险性比天然气和人工煤气要大;天然气和液化石油气无毒,而人工煤气含有毒的一氧化碳气体,万一泄漏容易使人中毒,危险性较大;人工煤气的杂质含量较高,而天然气和液化石油气较洁净,使用天然气的燃具不易损坏可延长其使用寿命。通过比较可知天然气的综合性能最好。