天然气气质标准以及检测分析方法.ppt
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1、关于天然气气质标准及检测分析方关于天然气气质标准及检测分析方法法第一张,PPT共五十一页,创作于2022年6月1内容提要内容提要天然气专业标准体系及机构天然气专业标准体系及机构制定气质指标的目标与要求制定气质指标的目标与要求ISO13686-1998天然气质量指标天然气质量指标GB 17820-1999天然气天然气国外天然气气质指标分析国外天然气气质指标分析 国内天然气气质标准分析与修订国内天然气气质标准分析与修订天然气气质分析测试天然气气质分析测试天然气物性计算及测定天然气物性计算及测定第二张,PPT共五十一页,创作于2022年6月2一、天然气专业标准体系及机构一、天然气专业标准体系及机构国
2、际标准化组织(国际标准化组织(ISO)于)于1988年成立了天年成立了天然气技术委员会(然气技术委员会(ISO/TC 193),从事天然),从事天然气及天然气替代品(气体燃料)从生产到输气及天然气替代品(气体燃料)从生产到输配至最终用户的各个侧面的术语、质量规范、配至最终用户的各个侧面的术语、质量规范、测量方法、取样、试验和分析的标准化;测量方法、取样、试验和分析的标准化;ISO/TC 193自成立以来共制定、修订自成立以来共制定、修订40多项多项ISO标准、技术规范和技术报告。标准、技术规范和技术报告。第三张,PPT共五十一页,创作于2022年6月3一、天然气专业标准体系及机构一、天然气专业
3、标准体系及机构为加快天然气工业标准化技术与国际接轨的步伐,为加快天然气工业标准化技术与国际接轨的步伐,1998年年在石油工业标准化技术委员会(在石油工业标准化技术委员会(CPSC)内成立了天然)内成立了天然气标准化委员会(气标准化委员会(NGSC)。)。1999年年3月为促进天然气月为促进天然气工业的发展,满足天然气工业快速发展对标准化日益增长工业的发展,满足天然气工业快速发展对标准化日益增长的要求,国家批准成立了全国天然气标准化委员会的要求,国家批准成立了全国天然气标准化委员会(SAC/TC 2444)。)。该委员会是一个全国性的标准化组织,其主要职责是根该委员会是一个全国性的标准化组织,其
4、主要职责是根据国家标准化法律、法规和有关政策,在天然气专业领据国家标准化法律、法规和有关政策,在天然气专业领域内,从事天然气及天然气代用品从生产(井口)到用域内,从事天然气及天然气代用品从生产(井口)到用户全过程的术语、质量、测量方法、取样、试验和分析户全过程的术语、质量、测量方法、取样、试验和分析方法的标准化。方法的标准化。第四张,PPT共五十一页,创作于2022年6月4一、天然气专业标准体系及机构一、天然气专业标准体系及机构通用基础标准井口天然气类标准管输天然气类标准压缩天然气类标准液化天然气类标准天然气代用品类标准煤层气类标准第五张,PPT共五十一页,创作于2022年6月5二、制定气质指
5、标的目标与要求二、制定气质指标的目标与要求充分发挥环境效益充分发挥环境效益天然气中硫化氢、总硫、二氧化碳及其它组分天然气中硫化氢、总硫、二氧化碳及其它组分如汞、放射性气体都会对环境造成不利影响。如汞、放射性气体都会对环境造成不利影响。保证生产和输配系统的长期稳定运行保证生产和输配系统的长期稳定运行天然气中硫化氢及其它硫化物、二氧化碳等杂天然气中硫化氢及其它硫化物、二氧化碳等杂质组分均为金属材料的腐蚀性介质。质组分均为金属材料的腐蚀性介质。在经营上达到最佳的成本与效益在经营上达到最佳的成本与效益满足用户的需要和期望,企业获得最大效益。满足用户的需要和期望,企业获得最大效益。第六张,PPT共五十一
6、页,创作于2022年6月6三、三、ISO13686-1998天然气质量指标天然气质量指标国际标准化组织天然气技术委员会(国际标准化组织天然气技术委员会(ISO/TC 193)于)于1998年发布了国际标准年发布了国际标准ISO 13686天然气质天然气质量指标量指标,对管输天然气所涉及的控制参数(组分,对管输天然气所涉及的控制参数(组分与性质)做出了原则规定,列出了描述管输天然与性质)做出了原则规定,列出了描述管输天然气质量应予考虑的典型指标和相应的试验方法,气质量应予考虑的典型指标和相应的试验方法,但未规定这些参数的具体数值或范围。但未规定这些参数的具体数值或范围。ISO13686:1998
7、是世界各国制定天然气质量指标的指是世界各国制定天然气质量指标的指导性准则。导性准则。第七张,PPT共五十一页,创作于2022年6月7三、三、ISO13686-1998天然气质量指标天然气质量指标ISO国国际际标标准准主主要要指指标标天天然然气气组组成成 大量大量组分组分 甲烷、乙烷、丙烷、总丁烷、总戊烷、甲烷、乙烷、丙烷、总丁烷、总戊烷、C6+、氮气、二氧化碳、氮气、二氧化碳少量少量组分组分 氢气、不饱和烃、氧、一氧化碳、氦氢气、不饱和烃、氧、一氧化碳、氦 微量微量组分组分硫化氢、硫醇、羰基硫、总硫、水分硫化氢、硫醇、羰基硫、总硫、水分 物理性质物理性质发热量、沃泊指标、相对密度、压发热量、沃
8、泊指标、相对密度、压缩因子、露点缩因子、露点其它性质其它性质在交接点不存在液相烃类;固体颗在交接点不存在液相烃类;固体颗粒含量、其它气体不影响输送和利粒含量、其它气体不影响输送和利用用 第八张,PPT共五十一页,创作于2022年6月8三、三、ISO13686-1998天然气质量指标天然气质量指标ISO 13686所规定的控制指标分三类:一类是与经济利益密所规定的控制指标分三类:一类是与经济利益密切相关指标如组成和发热量;一类是与安全、环境、卫生切相关指标如组成和发热量;一类是与安全、环境、卫生密切相关指标如硫化氢、总硫等;一类是涉及管道安全运密切相关指标如硫化氢、总硫等;一类是涉及管道安全运行
9、指标如水、液态烃和固体颗粒等。此国际标准反映了从行指标如水、液态烃和固体颗粒等。此国际标准反映了从经济利益、安全卫生和环境保护三个方面的因素来综合考经济利益、安全卫生和环境保护三个方面的因素来综合考虑天然气质量指标的基本原则。虑天然气质量指标的基本原则。由于各国所产天然气的组成相差甚大,即使同一国家不同由于各国所产天然气的组成相差甚大,即使同一国家不同地区所产天然气组成的差异也较大,而且天然气的用途不地区所产天然气组成的差异也较大,而且天然气的用途不同对气质的要求也不同,因此,各国应根据本国的实际情同对气质的要求也不同,因此,各国应根据本国的实际情况都制定自已的天然气标准。况都制定自已的天然气
10、标准。第九张,PPT共五十一页,创作于2022年6月9四、四、GB 17820-1999天然气天然气我国于我国于1999年在修订年在修订SY 7514-88的基础上发的基础上发布了布了GB 17820-1999天然气天然气。该标准在行业标准该标准在行业标准SY 7514-1988天然气天然气基础上,总结了近基础上,总结了近10年的实践经验,参考年的实践经验,参考ISO 13686-1998天然气天然气 质量指标质量指标和国外和国外有关天然气的管输规范,按总硫和硫化氢含有关天然气的管输规范,按总硫和硫化氢含量对天然气进行分类,提出了天然气的技术量对天然气进行分类,提出了天然气的技术要求,以保证输
11、气管道的安全运行和天然气要求,以保证输气管道的安全运行和天然气的安全使用,有利于提高环境质量,适应我的安全使用,有利于提高环境质量,适应我国天然气工业的发展需要。国天然气工业的发展需要。第十张,PPT共五十一页,创作于2022年6月10项项 目目一类一类二类二类三类三类高热值高热值(MJ/m3)31.4总硫总硫(以硫)以硫)(mg/m3)100200460硫化氢硫化氢(mg/m3)620460二氧化碳二氧化碳(V/V%)3.0-水露点水露点()在交接点处,比最低环境温度低在交接点处,比最低环境温度低5。在天然气交换点的压力和温度条件下,天然气中应不存液在天然气交换点的压力和温度条件下,天然气中
12、应不存液态烃;天然气中固体颗粒含量应不影响天然气的输送和利用态烃;天然气中固体颗粒含量应不影响天然气的输送和利用。四、四、GB 17820-1999天然气天然气第十一张,PPT共五十一页,创作于2022年6月11四、四、GB 17820-1999天然气天然气中石油中石油Q/Y30-2002规定的长输管道气质技术指标规定的长输管道气质技术指标第十二张,PPT共五十一页,创作于2022年6月12四、四、GB 17820-1999天然气天然气天然气高位发热量的计算应按天然气高位发热量的计算应按GB/T 11062执行,其执行,其所依据的天然气组成的测定应按所依据的天然气组成的测定应按GB/T 136
13、10执行;执行;天然气中总硫含量的测定应按天然气中总硫含量的测定应按GB/T 11061执行;执行;天然气中硫化氢含量的测定应按天然气中硫化氢含量的测定应按GB/T 11060.1执行;执行;天然气中二氧化碳含量的测定应按天然气中二氧化碳含量的测定应按GB/T 13610执行;执行;天然气水露点的测定应按天然气水露点的测定应按GB/T 17283执行;执行;天然气的取样按天然气的取样按GB/T 13609执行,取样点应在合同规执行,取样点应在合同规定的天然气交接点。定的天然气交接点。第十三张,PPT共五十一页,创作于2022年6月13五、国外天然气气质指标分析五、国外天然气气质指标分析国外主要
14、发达国家(如美国、俄罗斯、德国、国外主要发达国家(如美国、俄罗斯、德国、英国、法国等)的天然气质量指标与国际标英国、法国等)的天然气质量指标与国际标准准ISO13686 的总体技术是一致,制定天然的总体技术是一致,制定天然气质量指标遵循的原则及其相应的试验方法气质量指标遵循的原则及其相应的试验方法基本相同,主要不同点是部分指标的具体数基本相同,主要不同点是部分指标的具体数值有差别。值有差别。ISO 13686 在其附录中比较详细地介绍美国、在其附录中比较详细地介绍美国、德国、英国、法国等国家制定天然气质量指德国、英国、法国等国家制定天然气质量指标时所遵循的原则、具体数值及其相应的试标时所遵循的
15、原则、具体数值及其相应的试验方法。验方法。第十四张,PPT共五十一页,创作于2022年6月14五、国外天然气气质指标分析五、国外天然气气质指标分析若干发达国家的管输天然气气质指标若干发达国家的管输天然气气质指标 第十五张,PPT共五十一页,创作于2022年6月15五、国外天然气气质指标分析五、国外天然气气质指标分析欧洲气体能量交换合理化协会(欧洲气体能量交换合理化协会(EASEE-gas)气质指标)气质指标 第十六张,PPT共五十一页,创作于2022年6月16五、国外天然气气质指标分析五、国外天然气气质指标分析俄罗斯国家天然气的气质标准(俄罗斯国家天然气的气质标准(OCT 5542-87)第十
16、七张,PPT共五十一页,创作于2022年6月17五、国外天然气气质指标分析五、国外天然气气质指标分析全苏(部颁)气质标准全苏(部颁)气质标准OCT 51.40-1993规定的技术要求规定的技术要求第十八张,PPT共五十一页,创作于2022年6月18六、国内气质标准分析与建议六、国内气质标准分析与建议比较比较GB 17820-1999与俄罗斯和欧洲气体能与俄罗斯和欧洲气体能量交换合理化协会(量交换合理化协会(EASEE-gas)提出的气)提出的气质指标,质指标,GB 17820-1999缺乏对硫醇、烃露缺乏对硫醇、烃露点、粉尘、机械杂质、氧、沃泊指数和臭味点、粉尘、机械杂质、氧、沃泊指数和臭味强
17、度的定量控制要求,虽然提出要对天然气强度的定量控制要求,虽然提出要对天然气中液烃和粉尘含量进行控制,但只是定性的中液烃和粉尘含量进行控制,但只是定性的要求,没有可操作性。要求,没有可操作性。对加臭的界面也规定得较为含糊,易引发纠对加臭的界面也规定得较为含糊,易引发纠纷。对水露点,由于没有对环境温度做出明纷。对水露点,由于没有对环境温度做出明确的定义和规定,在标准应用中很难对水露确的定义和规定,在标准应用中很难对水露点是否合格做出令人信服的判定。点是否合格做出令人信服的判定。第十九张,PPT共五十一页,创作于2022年6月19六、国内气质标准分析与建议六、国内气质标准分析与建议在在GB 1782
18、0-1999天然气天然气规定的五项技术指规定的五项技术指标中,只有高位发热量是与经济利益直接相关的,标中,只有高位发热量是与经济利益直接相关的,标准规定天然气的发热量应大于标准规定天然气的发热量应大于31.4 MJ/m3。我。我国目前尚未采用能量计量,此项指标的重要性难以国目前尚未采用能量计量,此项指标的重要性难以体现,规定也比较宽松,在天然气商贸中未能充分体现,规定也比较宽松,在天然气商贸中未能充分反映出按质论价的基本原则;反映出按质论价的基本原则;随着天然气燃烧利用的数量和比例急剧增加,随着天然气燃烧利用的数量和比例急剧增加,对天然气互换性的研究及其标准化也应尽快提对天然气互换性的研究及其
19、标准化也应尽快提上议事日程,作为燃气互换性的关键指标沃上议事日程,作为燃气互换性的关键指标沃泊指数的值,是基于安全因素考虑的。不遵守泊指数的值,是基于安全因素考虑的。不遵守该指标的燃气设备可能存在安全隐患。该指标的燃气设备可能存在安全隐患。发发热热量量第二十张,PPT共五十一页,创作于2022年6月20六、国内气质标准分析与建议六、国内气质标准分析与建议改变燃气分类和沃泊指数的范围,可能会对效改变燃气分类和沃泊指数的范围,可能会对效率、设备及传输和分配网络的容量产生影响,率、设备及传输和分配网络的容量产生影响,从而带来家用和工业用电气设备分类管理、维从而带来家用和工业用电气设备分类管理、维修习
20、惯和频率、气体镇流或者混合的改变。修习惯和频率、气体镇流或者混合的改变。GB/T 13611-1992城市燃气分类城市燃气分类中已经明确中已经明确对燃气(包括作为燃料的天然气)按沃泊指数对燃气(包括作为燃料的天然气)按沃泊指数进行了分类,提出了互换性的要求。由于进行了分类,提出了互换性的要求。由于GB 17820是商品天然气的产品标准,不仅作为燃料是商品天然气的产品标准,不仅作为燃料使用,也作为化工原料,故建议仅在资料附录使用,也作为化工原料,故建议仅在资料附录中列出该规范中的燃气分类表和互换性要求,中列出该规范中的燃气分类表和互换性要求,方便方便GB 17820使用,不在正文中给出要求,以保
21、使用,不在正文中给出要求,以保证标准的广泛适用性。证标准的广泛适用性。发发热热量量第二十一张,PPT共五十一页,创作于2022年6月21六、国内气质标准分析与建议六、国内气质标准分析与建议总硫概念包括了一系列有机硫化合物,总硫概念包括了一系列有机硫化合物,天然气中可能存在的有硫氧碳天然气中可能存在的有硫氧碳(COS)、)、低级硫醇、甲硫醚和二硫化碳等。当天低级硫醇、甲硫醚和二硫化碳等。当天然气作为工业或民用燃料使用时,此指然气作为工业或民用燃料使用时,此指标是由所含有机硫化合物燃烧后生成的标是由所含有机硫化合物燃烧后生成的二氧化硫量对环境与人体的危害程度确二氧化硫量对环境与人体的危害程度确定的
22、。定的。近期研究表明,硫醇对金属腐蚀有一定近期研究表明,硫醇对金属腐蚀有一定影响,这也是俄罗斯和欧洲等对天然气影响,这也是俄罗斯和欧洲等对天然气中硫醇含量做出规定的原因之一。中硫醇含量做出规定的原因之一。总总硫硫含含量量指指标标 第二十二张,PPT共五十一页,创作于2022年6月22六、国内气质标准分析与建议六、国内气质标准分析与建议俄罗斯国家标准规定天然气中硫醇含量超过俄罗斯国家标准规定天然气中硫醇含量超过36mg/m3时应由单独的管道供气。加拿大阿尔伯时应由单独的管道供气。加拿大阿尔伯达省的商品天然气允许总硫含量不超过达省的商品天然气允许总硫含量不超过115mg/m3,输往美国天然气总硫含
23、量则必须降至,输往美国天然气总硫含量则必须降至23mg/m3。欧洲气体能量交换合理化协会(欧洲气体能量交换合理化协会(EASEE-gas)规定)规定总硫含量应低于总硫含量应低于30mg/m3。GB 17820-1999没有对硫醇含量进行规定,对其的没有对硫醇含量进行规定,对其的控制主要通过规定总硫含量来实现。从近几年的检测控制主要通过规定总硫含量来实现。从近几年的检测数据来看,商品天然气中的总硫含量已经大大低于标数据来看,商品天然气中的总硫含量已经大大低于标准中一类气、二类气和三类气规定的指标,建议结合准中一类气、二类气和三类气规定的指标,建议结合国外的指标要求和检验数据的统计情况,适当降低该
24、国外的指标要求和检验数据的统计情况,适当降低该项指标。项指标。总总硫硫含含量量指指标标第二十三张,PPT共五十一页,创作于2022年6月23六、国内气质标准分析与建议六、国内气质标准分析与建议规定天然气中硫化氢含量在于控制对人规定天然气中硫化氢含量在于控制对人体的危害以及对输配系统的腐蚀。大量体的危害以及对输配系统的腐蚀。大量研究表明,湿天然气中硫化氢含量不大研究表明,湿天然气中硫化氢含量不大于于6mg/m3时,对金属材料无腐蚀作用;时,对金属材料无腐蚀作用;含量不大于含量不大于20mg/m3时,则对钢材无明时,则对钢材无明显腐蚀或其腐蚀程度在工程所能接受的显腐蚀或其腐蚀程度在工程所能接受的范
25、围内。范围内。但从目前发达国家通过长输管道输送的但从目前发达国家通过长输管道输送的天然气中硫化氢含量指标看,几乎都采天然气中硫化氢含量指标看,几乎都采用不大于用不大于6 mg/m37 mg/m3的指标。的指标。硫硫化化氢氢含含量量指指标标第二十四张,PPT共五十一页,创作于2022年6月24六、国内气质标准分析与建议六、国内气质标准分析与建议对内腐蚀相当严重的我国输配系统而言对内腐蚀相当严重的我国输配系统而言GB 17820规规定的三类商品气硫化氢含量指标中,只有一类气的指定的三类商品气硫化氢含量指标中,只有一类气的指标适合输配系统;二类气的指标作为民用和工业用气标适合输配系统;二类气的指标作
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