天然气集输基本概念
天然气输配系统基础知识培训教材
天然气输配系统基础知识培训教材第一节天然气输配系统的构成1、城市燃气的供应方式（1）管道天然气指通过长输管道把天然气引入到各个城市。
（2）液化天然气（缩写为LNG）指在一个大气压下，天然气被冷却至约-162℃时，可以由气态转变成液态，其体积约小为同量气态天然气体积的1/600，重量仅为同体积水的45%左右。
(3)压缩天然气（缩写为CNG）指把天然气加压到20—25Mpa的压力后以气态储存在容器中的方式。
它与管道天然气的组分相同。
图2-12、天然气管道输配系统的构成天然气从气井开采出来以后，经过矿场集输管道集中到净化厂，处理后，由长输管道输送至城市管网，供给工业和民用的用户。
由气井到用户，天然气都在密闭的状态下输送，形成一个输气系统。
长输管道是连接气田净化处理厂与城市之间的干线输气管道，它具有输气量大，压力高，运距长的特点。
城市燃气管道由门站，线路工程及其附属设施组成，根据用户情况和管线距离条件，输气管道设有调压站，计量站及阀室，通过分输站或计量站将天然气调压后输往城镇配气管网或直接输往用户。
接受站(门站)负责接受天然气输入城镇使用的燃气，进行计量、质量检测，按城镇供气的输配要求，控制与调节向城镇供应的天然气的流量与压力，必要时还需对天然气进行净化。
第二节城市燃气管网的分类及其选择1 根据用途分类1）长距离输气管线其干管及支管的末端连接城市或大型工业企业，作为该供应区的气源点。
2）城市燃气管道3）工业企业燃气管道2 根据敷设方式分类1）地下燃气管道一般在城市中常采用地下敷设。
2）架空燃气管道在管道通过障碍时，或在工厂区为了管理维修方便，采用架空敷设。
3 根据输气压力分类天然气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为天然气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故。
管道中的压力越高，管道接头脱开或管道本身出现裂缝的可能性和危险性也越大。
当管道内燃气的压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标准和运行管理的要求也不同。
城镇燃气输配知识
城镇燃气输配知识一、天然气开采的基本过程天然气的开采过程包括钻井、固井、完井。
(一)气田的开采周期气田的开采一般分为采气初期、采气中期、采气末期三个时期。
(二)天然气的集输系统组成天然气的集输系统，是把气田上各个气井开采出来的天然气聚集起来，并经过加工处理送入输气干线，它主要由井场装置、集气站、矿场压气站、天然气处理厂和干线首部站等部分组成。
二、天然气的净化流程天然气的净化就是除去天然气中的凝析油、水、硫及其他杂质，以满足管输和用户对天然气质量的要求。
同时，为了实现综合利用，减少对环境的污染，应对脱除的杂质进行回收和再加工，使之成为宝贵的化工原料。
(一)脱硫从天然气中脱除硫化氢和有机硫化物的工艺过程称为脱硫。
天然气中的硫化物会造成设备和管道腐蚀，而且用作燃料时会污染环境，危害用户健康等。
当前，国内外脱硫技术主要分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。
1.干法脱硫采用固体脱硫剂脱硫的方法为干法脱硫。
其主要方式有：海绵铁法、分子筛法。
燃气行业目前普遍采用干法脱硫。
2.湿法脱硫采用液体脱硫剂脱硫的方法为湿法脱硫。
其主要方式有：化学溶剂法、物理吸收法、联合吸收法及直接转化法。
(1)化学溶剂法。
采用碱性溶液与天然气中的酸性组分(主要是H₂S、CO₂)反应生成某种化合物，故也称化学吸收法。
(2)物理溶剂法。
利用溶剂将气体中的H₂S、CO₂等与烃类的溶解度差别很大的酸性组分脱除，故也称物理吸收法。
(3)联合吸收法。
采用的溶液是醇胺、物理溶剂和水的混合物，兼有化学溶剂法和物理溶剂法的特点，故又称化学物理溶剂。
(4)直接转化法。
使用含有氧载体的溶液将天然气中的H₂S氧化为单质硫，被还原的氧化剂经空气再生又恢复氧化能力的一类气体的脱硫方法。
(二)脱水天然气脱水是指脱除天然气中的水分。
天然气脱水的目的是防止天然气中的水蒸气与酸性组分结合腐蚀设备和管道，并预防处理和储运天然气过程中出现的水合物和液态水降低管道的输气能力。
天然气脱水方法有吸附法、吸收法、低温分离法、膜分离法等。
天然气集输基本概念
天然气集输基本概念一、天然气的组成天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。
大多数天然气的主要成分是气体烃类，此外还含有少量非烃类气体。
天然气中的烃类基本上是烷烃，通常以甲烷为主，还有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷及其以上烃类(C6+)。
在C6+中有时还含有极少量的环烷烃(如甲基环戊烷、环己烷)及芳香烃(如苯、甲苯)。
天然气中的非烃类气体，一般为少量的N2、O2、H2、CO2、H2S及水蒸气，以及微量的惰性气体如He、Ar、Xe等。
天然气中的水蒸气一般呈饱和状态。
天然气的组成并非固定不变，不仅不同地区气藏中采出的天然气组成差别很大，甚至同一气藏的不同生产井采出的天然气组成也会有所区别。
世界上也有少数的天然气中含有大量的非烃类气体，甚至其主要成分是非烃类气体。
例如，我国河北省赵兰庄、加拿大艾伯塔省(Bearberry)及美国南得克萨斯气田的天然气中，H2S 含量可高达90％以上。
我国广东省沙头圩气田天然气中CO2含量有的高达99．6％。
美国北达科他州内松气田天然气中氮含量可高达97．4％，亚利桑那州平塔丘气田天然气中He 含量高达9．8％。
二、天然气集输的定义《油气集输设计规范》(GB50350)定义，“油气集输”为“在油气田内，将油、气井采出的原油和天然气汇集、处理和输送的全过程”。
这是广义的释义。
本书所描述的天然气集输系统则是狭义的，只包括气田内部天然气的汇集，即只含气田内部的井场、集气站、增压站、阀室、清管站、集气总站和集输管网等由井口至处理厂(含净化厂，下同)之间的系统。
天然气集输在很多其他书籍中也常常被称为矿场集输天然气。
三、天然气集输系统的构成1．集输管网天然气集输管网是对气田或一定产气区域内，由气井井15到集气站的采气管道及由集气站、单井站到天然气处理厂之间的原料天然气输送管道所构成的网状管路系统的统称，是天然气地面生产过程中必不可少的生产设施。
其结构形式与气井的分布状况、采用的集输工艺技术、气田所在地的地形地貌和交通条件、产气区与处理厂之间的相对位置关系等因素有关，但所有的集输管网都是密闭而统一的连续流动管路系统，其使用功能上是一致的。
天然气集输第一章
P Pr Pc
T Tr Tc
对比温度
Tr—气体混合物的对比温度，K； Pr—气体混合物的对比压力，kPa（绝）；
T—气体混合物的操作温度，K；
P—气体混合物的操作压力，kPa(绝)； Tc—气体混合物的虚拟临界温度，K； Pc—气体混合物的虚拟临界压力，kPa(绝)。 第一章 天然气的物理化学性质 天然气集输工程
RTci
A2 B2i
A3 B3i
2 ci i A4 B4i
2 ci ai
2 ci bi A5 B5i
RTci
2 ci ci 3 RTci
A6 B6i A8 B8i A10 B10i
3 ci i A7 B7i
气田气主要含甲烷，含量约为80~98%
2）凝析气（condensate gas）
除含有大量的甲烷、乙烷外，还含有一定数量的丙、丁烷；戊烷及
戊烷以上烃类含量较高，含有汽油和煤油的组分。
3）油田气（oil field gas）
包括溶解气和气顶气，它的特征是乙烷和乙烷以上的烃类含量一般 较高，其组成与分去凝析油以后的凝析气田气相类似
液化天然气（LNG）是天然气经净 化处理后，通过低温冷却而成的液态 产物，其体积为原气态体积的1/600。 为在常压下保持液态，必须将其冷却 第一章 天然气的物理化学性质 至-162℃以下。液态时，可以用液化 天然气运输船运输。液化天然气运达 第一节 天然气的化学组成与分类 接收的港口后，卸入接收站的低温储 罐中储存，然后通过加热再气化后， 一.天然气输送方法 以气态形式用管道输送至用户。目前 大宗 天然气的输送方法目前只有两种，一是用管道输送，二是将天然气液 我国正在积极发展液化天然气系统。 化后用专用的油轮运输。 广东、上海、大庆、长庆等地均已建 或在建液化天然气生产装置。
天然气矿场集输系统
2、常温分离集气站流程
对于硫化氢含量低（约在 0.5% 以下） 和凝析油含量不多的天然气，可以采用常 温分离的集气站流程。在集气站内主要进 行节流调压、分离、计量等操作。常温分 离的集气站流程有常温单井集气站流程和 常温多井集气站流程。
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（1）常温分离单井集气站流程
常温单井集气站流程有两种流程型式。 图3-5所示流程为气、油和水三相分离，适 用于天然气中油和水含量都较多的气井。 图3-6 所示流程为气液二相分离，适用于天 然气中含水量或含油量较多的气井。
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4、环型管网流程
环 型 管 网 流 程 如 图 3 - 2 （ d） 所 示 。 适用于面积较大的圆形或椭圆形气田。具 备上述条件的气田，如果地形复杂，气田 处于大山深谷中，则不宜采用，而以采用 放射型管网为宜。四川威远气田即采用这 种流程。其特点是：气量调度方便，环形 集气干线局部发生事故也不影响正常供气。
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2、放射型管网流程
放射型管网有几条线型集气干线从一点
（集气站）呈放射状分开，如图 3-2 （ b）
所示。适用于气田面积较大，井数较多，
且地面被自然条件所分割的矿场。
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3、成组型管网流程
成组型管网流程如图3-2（c）所示，适 用于若干气井相对集中的一些井组的集气， 每组井中选一口设置集气站，其余各单井 到集气站的采气管线成放射状，亦称多井 集气流程。在四川气田应用最广泛，大庆 的汪家屯气田和大港的板桥气田也采用这 种流程，其优点是便于天然气的集中预处 理和集中管理，能减少操作人员。
清管器收发筒隔断阀
清管器收发筒平衡阀门和平衡管线
连接清管器装置的导向弯头
线路主阀
锚固墩和支座
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天然气矿场集输系统
应急处理与预案
天然气泄漏的应 急处理：立即切 断气源，启动应 急预案，组织抢 险救援
管道破裂的应急 处理：迅速关闭 管道阀门，启动 紧急抢修程序， 确保安全
集输设备故障的 应急处理：立即 停机检查，组织 专业维修人员抢 修，确保设备正 常运行
自然灾害的应急 处理：提前制定 预案，加强监测 预警，及时启动 应急响应，确保 人员安全和生产 正常运行
城市供气
天然气作为城市居民生活用气 的主要来源
天然气用于城市公共交通和商 业设施
天然气作为城市供暖和制冷的 主要能源
天然气在城市燃气管道中的输 送和分配
工业用气
天然气可用于各种工业炉窑 和加工设备，如钢铁、有色 金属、化工等。
天然气作为工业燃料，具有 高效、清洁和可持续的特点。
天然气还可作为工业原料， 用于生产合成氨、甲醇等化
学品。
工业用气需求量大，集输系 统能够确保安全、稳定、经
济地供应天然气。
分布式能源站
定义：分布式能 源站是一种小型、 模块化的能源系 统，通过冷热电 联产等方式实现 能源的高效利用。
应用场景：天然 气矿场集输系统 中的分布式能源 站，主要用于矿 场内能源的集中 供应和利用，满 足矿场内各种设 施的能源需求。
环保节能
天然气开采过程中产生的废弃物少，对环境影响小 天然气作为清洁能源，燃烧后产生的污染物少 集输系统采用高效低耗设备，减少能源浪费 集输系统优化设计，降低运输过程中的能源消耗
集输系统的应用场景
天然气矿场
天然气矿场的集输系统是用于收集、处理和运输天然气的关键设施 集输系统在天然气矿场中发挥着至关重要的作用，确保天然气的安全、高效开采和利用 集输系统的主要应用场景包括气田开发、气田生产、气田运营管理等 集输系统的应用场景还包括天然气的储存、运输和销售等环节
天然气集输工艺流程
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市场需求持续增长
随着人们对天然气的需求不断增加，天然气集 输工艺的市场需求将持续增长。
技术创新不断推动
随着科技的不断进步，天然气集输工艺将不断 进行技术创新，提高工艺的效率和安全性。
3
环保和可持续发展成为主题
未来，天然气集输工艺将更加注重环保和可持 续发展，减少对环境的影响，实现经济、社会 和环境的协调发展。
分离器
用于将气体与液体进行分 离的设备，如旋风分离器 和离心分离器。
除尘器
用于清除天然气中的固体 颗粒，常用的有袋式除尘 器和湿式除尘器。
处理设备及设施
压缩机组
用于提高天然气的压力，以实现其输送和处理。
冷却器
用于将高温气体降温，常用的有管式冷却器和板式冷却器。
干燥器
用于除去天然气中的水分，常用的有吸附式干燥器和吸收式干燥 器。
随着数字化技术的不断发展，天然气集输工艺将逐渐实现数字化 转型，提高工艺的效率和安全性。
环保要求
随着环保要求的不断提高，天然气集输工艺将更加注重环保，减 少对环境的影响。
多气源供气
随着天然气需求的不断增加，多气源供气将成为发展趋势，天然 气集输工艺将更加注重灵活性和可靠性。
天然气集输工艺的前景展望
加强气藏监测
通过加强气藏监测，及时掌握气藏动态，为收集作业提供准确 的数据支持。
优化天然气处理流程
去除杂质
通过采用高效的去除技术，去除天然气中的 水分、硫化物等有害杂质，提高天然气的品 质。
压缩处理
通过压缩处理，将天然气压力提高到管输要求，以 减少输送过程中的能量损失。
制冷分离
利用制冷分离技术，将天然气中的液态烃类 物质分离出来，提高天然气的纯度。
集输知识基础培训
集输知识基础培训为了加强对集输知识的掌握和培训，提高员工的综合素质和专业技能，公司决定对所有新入职的员工进行集输知识基础培训。
这次培训旨在帮助员工了解集输领域的相关知识，掌握必要的专业技能，适应工作环境，为今后的工作打下良好基础。
本文将就这次集输知识基础培训的内容进行详细讲解。
一、集输基础知识1.集输概念集输是指将石油、天然气等能源从生产地通过管道、船只、火车等交通工具运输至终端消费地的过程。
集输系统包括生产、输送、储存、加工等环节，是确保能源资源有效利用的重要环节。
2.集输发展历程集输作为重要的能源运输方式，经过了漫长的发展历程。
最早的集输方式是通过人力和畜力运输，后来发展到了轮船、火车等机械化运输方式，再到如今的管道输送和LNG、LPG船运输等现代化方式。
3.集输系统组成集输系统包括生产地、输送管道、中转站、储存设施、终端消费地等组成部分。
其中，输送管道是集输系统的关键组成部分，确定了整个输送系统的输送能力和安全性。
4.集输系统运行原理集输系统的运行原理是通过输送管道等输送方式将能源从生产地运输至终端消费地，期间需要经过加工、储存等环节，最终满足消费者对能源的需求。
二、集输安全管理1.集输安全意识集输系统是属于高危行业，所以员工必须具备高度的安全意识。
安全是集输工作的首要任务，任何时候都不能放松对安全的重视。
2.集输安全风险与预防措施集输系统存在着各种安全风险，例如管道泄漏、设备故障等，员工应该提前做好风险预防工作，并根据实际情况采取相应的安全措施，确保工作安全。
3.应急预案与演练针对集输系统可能出现的各种突发情况，公司应制定完善的应急预案，并定期进行演练，确保所有员工在发生突发情况时能够正确应对，保障人员和设备安全。
三、集输设备与工艺1.集输管道集输管道是集输系统的重要组成部分，其设计、施工和运行都需要符合一定的规范和标准。
员工应该熟悉管道的类型、材质、安装方式等相关知识。
2.集输泵站集输泵站是用来提供输送介质动力的设备，员工应该了解泵站的工作原理、结构特点、操作方法等，并掌握正确使用和维护的技能。
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天然气集输基本概念
一、天然气的组成
天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。
大多数天然气的主要成分是气体烃类，此外还含有少量非烃类气体。
天然气中的烃类基本上是烷烃，通常以甲烷为主，还有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷及其以上烃类(C6+)。
在C6+中有时还含有极少量的环烷烃(如甲基环戊烷、环己烷)及芳香烃(如苯、甲苯)。
天然气中的非烃类气体，一般为少量的N2、O2、H2、CO2、H2S及水蒸气，以及微量的惰性气体如He、Ar、Xe等。
天然气中的水蒸气一般呈饱和状态。
天然气的组成并非固定不变，不仅不同地区气藏中采出的天然气组成差别很大，甚至同一气藏的不同生产井采出的天然气组成也会有所区别。
世界上也有少数的天然气中含有大量的非烃类气体，甚至其主要成分是非烃类气体。
例如，我国河北省赵兰庄、加拿大艾伯塔省(Bearberry)及美国南得克萨斯气田的天然气中，H2S 含量可高达90％以上。
我国广东省沙头圩气田天然气中CO2含量有的高达99．6％。
美国北达科他州内松气田天然气中氮含量可高达97．4％，亚利桑那州平塔丘气田天然气中He 含量高达9．8％。
二、天然气集输的定义
《油气集输设计规范》(GB50350)定义，“油气集输”为“在油气田内，将油、气井采出的原油和天然气汇集、处理和输送的全过程”。
这是广义的释义。
本书所描述的天然气集输系统则是狭义的，只包括气田内部天然气的汇集，即只含气田内部的井场、集气站、增压站、阀室、清管站、集气总站和集输管网等由井口至处理厂(含净化厂，下同)之间的系统。
天然气集输在很多其他书籍中也常常被称为矿场集输天然气。
三、天然气集输系统的构成
1．集输管网
天然气集输管网是对气田或一定产气区域内，由气井井15到集气站的采气管道及由集气站、单井站到天然气处理厂之间的原料天然气输送管道所构成的网状管路系统的统称，是天然气地面生产过程中必不可少的生产设施。
其结构形式与气井的分布状况、采用的集输工艺技术、气田所在地的地形地貌和交通条件、产气区与处理厂之间的相对位置关系等因素有关，但所有的集输管网都是密闭而统一的连续流动管路系统，其使用功能上是一致的。
2．集输站场
集输站场是为了满足天然气集输而定点设置的专用生产场所。
按使用功能的不同，可分为井场、集气站(含单井站)、增压站、阀室、清管站和集气总站等。
站场的种类、数量、布置以及站内的生产工艺流程和设备配置等，与天然气的气质条件、气井的分布状况和采用的集输工艺有关。
3．自动控制系统
由于集输系统生产场所高度分散而又同步运行，工作参数紧密相关，任何一个部位的工作异常都会对其他部分产生影响。
天然气特有的物性、苛刻的集输工作条件又使整个生产过程面临很大的安全风险。
因此，对生产安全和各生产过程问的工作协调一致性有很高的要求。
只有具备统一的、贯穿集输全过程的生产自动控制和信息传输系统，能够对各生产过程和它们之间的工作关系做全面的实时监控，才能保证集输生产在安全和各部分间协调一致的情况下运行，并提高生产管理工作的水平和减少生产操作人员。
对集输过程的监视、控制是在连续采集、传递、储存和加工处理各种生产数据的基础上进行的。
适用于对分散进行而又彼此相关的工业生产过程做自动控制的监视控制和数据采集(SCA—DA)技术，已在天然气集输系统中得到了广泛应用。
4．其他辅助配套系统
其他辅助配套系统主要包括供电、通信、道路、建筑结构、防腐及阴极保护、污水处理及回注、环境保护等，都是为天然气集输系统服务的。
四、天然气集输系统的特点
(一)工作条件比较苛刻
1．介质中含有腐蚀性和有毒物质
原料天然气常含有某些不利于生产安全的有害物质，如H2S、CO2、有机硫和存在于液相水中的Cl-等。
这些物质对金属材料的腐蚀性以及H2S对人体的高度危害性，使天然气集输生产面临生产设施和人身安全的风险。
2．天然气通常处于被水蒸气饱和的湿状态
天然气在井底温度和压力都很高，含饱和水量大。
采出井口的过程中天然气温度大幅度下降，接近常温，降温的最终结果是天然气在采出过程中有凝析水析出，并由高速流动的气流带出地面。
液相水的存在为腐蚀作用的发生提供了条件。
天然气在温度降低的过程中，还会在常温下与游离水形成冰雪状的水合物，阻塞气体流动通道，影响集输生产的连续进行。
3．天然气具有易燃易爆性
天然气是可燃气体混合物，集输生产中的泄漏和事故时的自然泄放易于引发燃烧事故。
当外界的空气进入管道和设备内部或外泄的天然气在一定的空间内与空气混合达到相应比例时，还可能遇火发生爆炸事故。
4．工作压力高
天然气气井的井口压力很高，一般可达20～70MPa，个别气井的井口压力甚至高达IOOMPa。
为了充分利用天然气的压力能，一般都使天然气集输过程的工作压力维持在比较高的水平。
高的工作压力使设备和管道发生内压爆破事故的可能性和事故的危害性加大。
(二)分散性强、地域范围大
(1)集输管网履盖整个产气区域，各种集输站场在管网节点上分散设置。
气井分散存在，集输管网覆盖所有的产气井，为使天然气采、集过程能以不间断的方式连续进行，必须以相对集中的方式对天然气进行必要的预处理，在管网的某些节点处分散设置集输站场。
这给集输工程的建设和生产运行管理都带来一些困难，需要在大面积范围内进行野外施工。
而且管道将通过某些自然和人为障碍区，易于因自然环境条件变化或意外的人力作用受到损坏。
(2)不同生产过程之问紧密相关，要求生产过程中各部分间协调一致。
天然气集输都是通过相互连通的集输管网完成的，在接受最终的处理前，相邻生产过程之间互为条件，在工作参数、运行状态、生产安全等方面彼此关联和相互影响，前一过程能正常顺利进行和达到预期要求是实现后一生产过程的必要条件。
因此，对生产设施自身在使用功能上的完善和配套程度，不同生产设施之间在生产运行中的协调一致性，对整个生产过程的监视和自动控制水平，都有比较高的要求。
石油英才网。