天然气培训手册
第一部分  天然气基本知识
1、天然气概述
天然气无、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分为甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物。还有少量的氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。另外，在天然气管线中还发现有水分。
甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是二氧化碳和水。
与其它化石燃料相比，天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳、粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，因此，天然气是一种清洁的能源。
天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352kPa时为 0.7174kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气，热值约为8500大卡/米3。
天然气的主要成分是甲烷（CH4），它本身是一种无毒可燃的气体，如果用户在使用灶具或热水器时不注意通风，室内的氧气会大量减少，造成天然气的不完全燃烧。不完全燃烧的后果就是产生有毒的一氧化碳（CO），最终可能导致使用者中毒（反应式：2CH4+3O2→2CO+4H2O），因此在燃气器具使用场所,必须保持空气流通。
在封闭空间内,天然气与空气混合后易燃、易爆，当空气中的天然气浓度达到5-15％时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。
2、天然气的发现与早期应用
在公元前6000年到公元前2000年间，伊朗首先发现了从地表渗出的天然气。许多早期的作家都曾描述过中东有原油从地表渗出的现象，特别是在今日阿塞拜疆的巴库地区。渗出的天然气刚开始可能用作照明，崇拜火的古代波斯人因而有了"永不熄灭的火炬"。中国利用天然气是在约公元前900年。中国在公元前211年钻了第一个天然气气井，据有关资料记载深度为150米（500英尺）。在今日重庆的西部，人们通过用竹竿不断的撞击来到天然气。天然气用作燃料来干燥岩盐。后来钻井深度达到1000米，至1900年已有超过1100口钻井。
  直到1659年在英国发现了天然气，欧洲人才对它有所了解，然而它并没有得到广泛应用。
从1790年开始，煤气成为欧洲街道和房屋照明的主要燃料。在北美，石油产品的第一次商业应用是1821年纽约弗洛德尼亚地区对天然气的应用。他们通过一根小口径导管将天然气输送至用户，用于照明和烹调。
3、天然气输送管线的改进
由于还没有合适的方法长距离输送大量天然气，天然气在整个十九世纪只应用于局部地区。工业发展中的应用能源主要还是煤和石油。1890年，燃气输送技术发生了重大的突破，发明了防漏管线连接技术。然而，材料和施工技术依然较复杂，以至于在离气源地160公里（100英里）的地方，天然气仍无法得以利用。因而，当生产城市煤气时，伴生气通常烧掉（即在井口燃烧掉），非伴生气则留在地下。
  由于管线技术的进一步发展，十九世纪二十年代长距离天然气输送成为可能。1927年至1931年，美国建设了十几条大型燃气输送系统。每一个系统都配备了直径约为51厘米（20英寸）的管道，并且距离超过320公里。在二战之后，建造了许多输送距离更远、更长的管线。管道直径甚至可以达到142厘米。二十世纪七十年代初，最长的一条天然气输送管线在前苏联诞生。例如，将位于北极圈的西西伯利亚气田的天然气输送到东欧的管线，全长547
0公里，途经乌拉尔山和700条大小河流。结果，世界最大的Urengoy气田的天然气输送到东欧，然后再送到欧洲消费。另外一条管线是从阿尔及利亚到西西里岛，虽然距离较短，但施工难度也很大，该管线管径为51厘米，沿途要穿越地中海，所经过的海域有时深度超过600米。
4、天然气的用途
天然气主要可用于发电，以天然气为燃料的燃气轮机电厂的废物排放水平大大低于燃煤与燃油电厂，而且发电效率高，建设成本低，建设速度快；另外，燃气轮机启停速度快，调峰能力强，耗水量少，占地省。
天然气也可用作化工原料。以天然气为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20个品种，经二次或三次加工后的重要化工产品则包括甲醛、醋酸、碳酸二甲酯等50个品种以上。以天然气为原料的化工生产装置投资省、能耗低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。
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、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。
天然气可以作为汽车的燃料。天然气汽车的一氧化碳、氮氧化物与碳氢化合物排放水平都大大低于汽油、柴油发动机汽车，不积碳，不磨损，运营费用很低，是一种环保型汽车。
5、什么是CNG、LNG？
CNG，即为压缩天然气（Compressed Natural Gas,简称CNG），是将天然气用专用的压缩设备加压（超过20MPa）并以气态储存在容器中，它与管道天然气的组分相同。CNG可以车辆燃料利用。
LNG，即为液化天然气（Liquefied Natural Gas,简称LNG）。天然气在大气压下，冷却至－162℃时，天然气同气态变成液态，称为液化天然气。LNG汽车改装天然气无、无味，无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45%左右。
6、什么是液化石油气与煤气？
液化石油气（简称液化气，LPG）是石油在提炼汽油、煤油、柴油、重油等油品过程中剩下的一种石油尾气，通过一定程序，对石油尾气加以回收利用，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，液化气的名称即由此而来。它的主要成分为丙烷，还有乙烯、
乙烷、丙烯和丁烷等，在气瓶内呈液态状，一旦流出会汽化成比原体积大约二百五十倍的可燃气体，并极易扩散，遇到明火就会燃烧或爆炸。因此，使用液化气也要特别注意。
    煤气是用煤或焦炭等固体原料，经干馏或汽化制得的，其主要成分有一氧化碳、甲烷和氢等。因此，煤气有毒，易于空气形成爆炸性混合物，使用时应引起高度注意。
    7、什么燃点？
燃点又叫着火点，是指将物质在空气中加热时，开始并持续燃烧不少于5s的最低温度。燃点表明其发生爆炸或火灾的可能性的大小，对运输、储存和使用的安全有极大关系。
目前广泛使用的液化石油气的燃点是：490℃
天然气燃点是：650℃
煤气的燃点是：500℃
8、西气东输工程
“西气”主要是指我国新疆、青海、川渝和鄂尔多斯四大气区生产的天然气；“东输”主要是指
将上述地区的天然气输往长江三角洲地区，同时也包括输往西宁、兰州、北京、天津和湖南、湖北地区。
    “西气东输”有广义和狭义两个概念。从广义上讲，我国中西部地区有六大含油气盆地，包括塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木、鄂尔多斯和四川盆地。预测天然气资源量为22.4万亿立方米，占全国天然气资源总量38万亿立方米的58.9％。根据天然气的资源状况和目前的勘探形势，国家决定启动西气东输工程，加快建设天然气管道，除了建成的陕京天然气管线，还要再建设3条天然气管线，即塔里木—上海、青海涩北—西宁—甘肃兰州、重庆忠县—湖北武汉的天然气管道，以尽快把资源优势变成经济优势，满足东部地区对天然气的迫切需要。从更大的范围看，正在规划中的引进俄罗斯西西伯利亚的天然气管道将与现在的西气东输大动脉相连接，还有引进俄罗斯东西伯利亚地区的天然气管道也正在规划，这两条管道也属“西气东输”之列。
    从狭义上讲，西气东输又是特指新疆塔里木—上海长江三角洲的输气工程。这条管道全长4200千米，管径1118毫米，途径新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海9个省区，年输气能力120亿立方米，固定资产投资384 亿元。再加上城市管网、工业利用等相关项目建设，整个工程的投资规模高达1200亿元。
西气东输工程的实施，可缓解东部地区清洁能源的短缺和煤炭运输压力，有利于改善能源结构，减少污染物排放，改善大气质量，保护生态环境，提高综合国力，有利于可持续发展战略的实施，提高人民生活质量。
9、天然气汽车加气站
天然气加气站根据气源的情况有两种建站方式：
⑴、标准站
从城市天然气管网取气，通过脱水、脱硫、压缩等工序将天然气天然气压缩到25MPa后，进入储气罐（井），然后通过售气机给汽车加气。
⑵、 子母站
在没有城区管网或管网压力低的时，在天然气主管网附近建设压缩母站，将天然气压缩至20 MPa后，用专用拖车将压缩天然气运至加气子站，充入储气罐（井）。再通过子站压缩机给售气机供气。 
子母站有如下几个优点：
①、主管网附近压力等级高，压缩成本较低。同时避免了在城区用气高峰与居民争气，影响居民用气。
②、母站选址容易，对周围环境的影响好控制。
③、子站占地面积较小，在城区土地紧张的地方容易落实建站地址，节省建站投资。
10、CNG气体八不充装制度
钢印标记、颜标记不符合规定，无法判定气质情况的不充装；
改装不符合规定或用户自行改装的不充装；
附件不全、损坏、不符合规定的不充装；
瓶内剩余压力低于0.3MPa的不充装；
气瓶超过检测期限的不充装；
经外观检查，存在严重损伤需进一步进行检查的不充装；
氧化或强氧化性气体沾有油质的不充装；
易燃气的气瓶首次充装，事先未经过置换或抽真空的不充装。
11、气站安全常用术语和名词解释
安全生产：在生产过程中保证人身安全和设备安全。就是说，既要消除人身安全与健康的一切有害因素，同时也要消除损坏设备、产品、或原材料的一切有害因素，保证生产正常进行。
安全生产方针：安全第一，预防为主，全员联防，综合治理。
消防工作方针：预防为主，防消结合。
安全技术：为了控制与消除各种潜在的不安全因素，针对劳动环境、机具设备、工艺过程、劳动组织以及工人的安全技术知识等方面存在的问题，而采取的一系列技术措施。即为了预防安全事故所采取的各种技术措施均称之为安全技术。
压缩天然气加气站：为压缩天然气（CNG）燃气机动车充装车用天然气的专门场所。
事故：造成死亡、职业病、伤害、财产损失、环境破坏的事件。
危害：可能造成人员伤害、职业病、财产损失、环境破坏的根源或状态。
风险：发生特定危害的可能性以及发生事件结果的严重性。
应急管理：是指对生产、储运和服务进行全面、系统、细致地分析和调查研究，识别可能发生的突发事件和紧急情况，制定可靠的防范措施和应急预案。
加气母站：除自身具有给天然气汽车加气功能外，并可通过车载储气瓶运输系统为加气子站供应压缩天然气的加气站。
加气子站：依靠车载储气瓶运进压缩天然气进行固定作业的加气站。
储气井：加气站内储存压缩天然气的竖直埋于地下的井筒。
拉断阀：在一定外力作用下可被拉断为两节，拉断后具有自密封功能的阀门。