国外天然气热值标准及解决互换性措施.docx

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国外天然气热值标准及解决互换性措施

（1）法国

政府1997年9月16日发布政府令,准许在法国两种不同类型的输配管网中,输送H型天然气和B型天然气,H、B型管网内的天然气热值范围分别是:

10.7-12.8kwh/Nm3，即为38.52-40.08MJ/Nm3（9200-11006kcal/Nm3，参比条件:

0。

C，101.325kpa，下同）和9.5-10.5kwh/Nm3，即为34.2-37.8MJ/Nm3（8169-9028kcal/NM3）.两套热值不同的天然气输配管网分别供应不同类型的天然气用户,以此解决气源不匹配而带来的互换性问题.

（2）美国

美国联邦能源监管委员会规定美国天然气的热值标准为:

1000Btu/ft3,即为37.26MJ/Nm3（8900kcal/Nm3）,随着LNG进口量增加,气源越来越复杂,因此,目前也面临起源互换性难题.

（3）日本

虽然没有全国性的管网,但日本通产省规定各地天然气公司都要遵守46.05MJ/NM3（11000kcal/Nm3）的标准热值.

（4）韩国

燃气公司是单一垄断经营的公司,其设备的天然气热值标准为43.96MJNm3（10500kcal/Nm3）.

（5）比利时

投资开发适配能力强的天然气燃烧器,以燃烧器具适应天然气起源组分的变化.

（6）荷兰和德国

天然气存储设施容量大,通过将不同热值的天然气混配,调制成符合用户需求的混合气体来解决天然气可置换性问题.德国两套管网标准热值为:

10.12-10.08kwh/Nm3，即为36.18-36.03MJ/Nm3（8646-8612kcal/Nm3）和11.21-11.18kwh/Nm3,即为40.08-39.97MJ/Nm3（9579-9552kcal/Nm3）.

（7）英国

因为拥有大量陈旧的国内设备,在天然气规格标准化的问题上采取了等待和观望的态度,目前推荐天然气热值为39.8MJ/Nm3,并以kwh/Nm3为计价标准。

综观世界先进国家利用天然气的经验和我国天然气利用现状，可以得出一个结论：

统一天然气热值标准是强大天然气利用规范管理的一个重要环节。

我们必须借鉴其他国家的经验，避免重复历史错误。

统一天然气热值标准的必要性

用一种燃气代替另一种燃气时，必须充分考虑燃气的“互换性”和燃具的“适应性”。

当供给用户的燃气性质发生改变时，置换气必须对基准气具有“互换性”，否则就不能保证用户使用安全，这就对燃气生产单位（供应单位）提出了严格的要求，限制了燃气性质的任意改变。

因此，统一天然气热值标准就显得非常重要。

（1）统一天然气热值标准是构建共同管网的需要。

随着天然气供应管网的延伸、扩大和发展，将由小区联网发展到区域性联网，最终到全国联网、甚至是跨国联网，这是天然气产业发展的必然趁势。

这是要求进入管网的各气源必须共同遵守一个热值标准，必须适应网内用气设施要求，形成多气源、多产地、多销售商和多用户的质量保证体系。

（2）统一天然气热值标准是等热值交易商业行为的需要

目前，我国燃气价格标明的都是每一立方米金额，并未考虑热值影响因素，其实这是很不合理的，国际上通行的是热量结算方式。

利比亚天然气热值为12375kcal/Nm3，与挪威天然气热值9000kcal/Nm3比相差3375kcal/Nm3；新疆LNG气热值kcal/Nm3，与峡甘宁天然气8232kcal/Nm3比相差1560kcal/Nm3。

热值差异太大的天然气不可能是同一个售价，因此，从这方面讲，统一热值标准对商业结算有利。

（3）统一天然气热值标准是某些特殊工业用户的需要

一些特殊工业制品像电视机显像管及玻璃薄壳管的加工，对温度控制要求精度很高，因此，要求燃气组分和热值相对平稳，只允许天然气热值在士100kcal/Nm3范围内波动。

（4）统一天然气热值标准是燃具生产企业和用户降低成本、提高服务质量的需要。

同一天然气热值标准，有利于全国燃气具生产企业的协调统一。

单一热值标准的燃气具生产，有利于燃具厂家降低生产成本，有利于降低整个社会的产品维修服务成本，提高经济及社会效益。

我国统一天然气热值标准的可能措施

统一天然气热值标准的实质在于解决不同气源间的互换性问题，其实施的手段是调配燃气的燃烧特性。

因为天然气热值与华白指数关系的单一性，因而实际表现为调整天然气热值。

（1）升高热值性

在天然气中添加高热值气体，如液化石油气、轻烃气体等，使其达到所需要的热值。

日本就是采用此方法，在天然气中添加液化石油气，使其热值达到11000kcal/Nm3，达到热值一致的目的。

（2）降低热值法

（1）掺混无热（低热）气体：

在天然气中加入低热值的氮气、空气或其他低热值燃气，使天然气热值降低以达到我们所设定的目标值。

（2）轻烃分离：

将天然气中热值相对较高的乙烷和丙烷等重质组分分离出来，提高甲烷含量，使热值降至目标值。

（3）天然气混和法

按照设定的热值目标值，将不同热值，不同来源的天然气或其他燃气按相应的比例混合，使其满足要求。

像荷兰和德国，就是利用其庞大的天然气储存运输设施，采用此种方法实现热值稳定，解决天然气的互换性问题。

参考文献：

http:

//www.oilgas.cc/blog/bo-b

Q=Vq

Q表示热量，q表示热值，m表示固体燃料的质量，V表示气体燃料的体积

各类能源折算标准煤的参考系数

能源名称平均低位发热量折标准煤系数

原煤20934千焦／公斤0．7143公斤标煤／公斤

洗精煤26377千焦／公斤0．9000公斤标煤／公斤

其他洗煤8374千焦／公斤0．2850公斤标煤／公斤

焦炭28470千焦／公斤0．9714公斤标煤／公斤

原油41868千焦／公斤1．4286公斤标煤／公斤

燃料油41868千焦／公斤1．4286公斤标煤／公斤

汽油43124千焦／公斤1．4714公斤标煤／公斤

煤油43124千焦／公斤1．4714公斤标煤／公斤

柴油42705千焦／公斤1．4571公斤标煤／公斤

液化石油气47472千焦／公斤1．7143公斤标煤／公斤

炼厂干气46055千焦/公斤1．5714公斤标煤／公斤

天然气35588千焦/立方米12．143吨/万立方米

焦炉煤气16746千焦/立方米5．714吨/万立方米

其他煤气3．5701吨/万立方米

热力0.03412吨／百万千焦

电力3．27吨/万千瓦时

LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及N2等其他成份组成。

因产地不同，其热值略有差异。

一般取气态热值9100Kcal/m3，液态热值12000Kcal/kg。

可换算一下：

1卡（cal）=4.1868焦耳（J）

1㎏液化天然气=4.1868×12000=50.24（MJ）

1000㎏液化天然气=50.24（GJ）

统一天然气热值的探讨

行业资讯2009-12-0109:

14:

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天然气是优质的清洁能源，自西气东输工程建设以来，沿线各城镇积极建设天然气利用工程，将天然气用于居民生活用气、商业用气、工业用气、采暖用气及汽车加气等，有些还用于天然气发电和化工原料气[1]。

由于天然气热值（本文中热值未明确说明的均指低热值）范围太大，直接影响到燃气的互换性。

热值高的LNG不能用于某些管输天然气地区调峰，不能实现区域性或全国性联网供气，气源调配缺乏灵活性和供应的安全可靠性，很难解决气源互换性的问题。

1国外热值标准及解决互换性的措施

法国政府1997年9月16日颁布政府令，准许在法国两种不同类型的输配管网中，输送H型天然气和B型天然气，其高热值范围分别是38.52～46.08MJ/m3和34.20～37.80MJ/m3。

两套热值不同的天然气输配管网分别供应不同类型的天然气用户，以此解决气源不匹配而带来互换性差的问题。

美国联邦能源监管委员会规定美国天然气的热值标准为37.26MJ/m3，随着LNG进口量增加，气源越来越复杂，因此目前也面临气源互换性差的难题。

日本虽然没有全国性的管网，但日本通产省规定各地天然气公司都要遵守46.05MJ/m3的热值标准。

韩国燃气公司是单一垄断经营的公司，其设置的天然气热值标准为43.96MJ/m3。

比利时投资开发适应能力强的天然气燃烧器，以燃具适应天然气气源组成的变化。

荷兰和德国的天然气储存设施容量大，通过将不同热值的天然气混配，调制成符合用户需求的混合气来解决天然气互换性差的问题。

德国两套管网标准热值为：

36.06～36.20MJ/m3和40.00～40.11MJ/m3。

英国由于拥有大量陈旧的设备，在天然气热值标准化的问题上采取了等待和观望的态度，目前推荐天然气热值为39.8MJ/m3。

纵观发达国家利用天然气的经验和我国天然气利用现状，可以得出一个结论：

统一天然气热值标准是加强天然气利用规范管理的一个重要环节[2]。

2统一天然气热值标准的必要性

用一种燃气代替另一种燃气时，必须充分考虑燃气的互换性和燃具的适应性。

当供给用户的气源改变时，置换气必须对基准气具有互换性，否则就不能保证用户使用安全，这就对燃气生产单位（供应单位）提出了严格的要求，限制了燃气性质的任意改变。

因此，统一天然气热值标准就显得非常重要。

①是构建共同管网的需要

随着天然气供气管网的延伸和发展，将由小区管网发展到区域性联网，甚至是全国联网，最终到跨国联网，这是天然气产业发展的必然趋势。

这就要求进入管网的各气源必须共同遵守一个热值标准，必须适应网内所有用气设施要求，形成多气源、多产地、多销售商和多用户的质量保证体系。

②是等热值交易商业行为的需要

目前，我国燃气价格的单位为元/m3，并未考虑热值影响因素，其实这是很不合理的，国际上通行的是热量结算方式。

利比亚天然气热值为51.81MJ/m3，与挪威天然气热值37.68MJ/m3比相差14.13MJ/m3；新疆LNG热值41.00MJ/m3，与陕甘宁天然气热值34.47MJ/m3比相差6.53MJ/m3。

热值差异大的天然气不可能是同一个售价，因此统一热值标准对商业结算有利。

③是某些特殊工业用户的需要

一些特殊工业制品如电视机显像管及玻璃薄壳管的加工，对温度控制精度要求很高，因此，要求燃气组成和热值相对平稳，只允许天然气热值在±0.42MJ/m3范围内波动。

④是燃具生产企业和用户降低成本的需要

单一热值标准的燃具生产，有助于燃具厂家降低生产成本，还有助于降低整个社会的产品维修服务成本，提高经济及社会效益。

3我国统一天然气热值标准的措施

统一天然气热值标准的实质在于解决不同气源间的互换性问题，其实施的手段是调整燃气的燃烧特性（华白数是燃烧特性的主要参数），因为华白数与燃气热值直接相关，所以实际表现为调整天然气热值。

①升高热值法

在天然气中添加热值高的气体，如液化石油气、重烃气体等，使其达到所需要的热值。

日本就是采用此法，在天然气中添加液化石油气，使其热值达到46.05MJ/m3，达到统一热值的目的。

②降低热值法

方法一，掺混无热值（或热值低）的气体：

在天然气中加入氮气、空气或其他热值低的燃气，使天然气热值降低以达到设定的目标值。

方法二，分离：

将天然气中热值相对较高的乙烷和丙烷等组分分离出来，提高甲烷含量，使热值降至目标值。

典型例子如下。

a. 深圳大鹏LNG热值调整流程（见图1）

深圳大鹏的LNG主要从澳大利亚进口，有较高含量的C2、C3、C4、C5等碳氢化合物，可以提取作为化工原料，提取后天然气热值降低至36.84MJ/m3左右，然后再混入空气调整热值至35.59MJ/m3。

若不提取，也可以直接混入空气调整热值至35.59MJ/m3，将来可与珠海横琴岛的管道天然气联网运行（管道内的燃气热值为35.59MJ/m3）。

b.港华LNG小区气化热值调整模式（见图2）

浙江桐乡港华LNG小区气化站目前采用新疆广汇LNG作为主气源，设有CNG三级调压应急备用气源，并用混空气的方法，将41.00MJ/m3热值的LNG调整至35.59MJ/m3热值的燃气供应用户，便于将来与西气东输的天然气联网运行。

③天然气混合法

按照设定的热值目标值，将不同热值、不同来源的天然气或其他燃气按相应的比例混合，使其满足要求，如海南两种天然气混合操作（见图3）。

海南福山气田天然气与东方1-1号气田天然气混合流程：

福山气田热值为39.77MJ/m3的天然气占53%（以体积计），东方1-1号气田热值为28.65MJ/m3的天然气占47%（以体积计），两种天然气混合，得到调整后的热值为34.33MJ/m3的天然气，供应用户。

我国目前已投产或即将建成投产的管输天然气项目，基本上热值为35.59MJ/m3左右，按GB/T13611—2006《城镇燃气分类和基本特性》，其燃烧特性属12T类别；一些尚未投产的LNG项目，热值较高，约39.77MJ/m3左右；全国具有开发价值、资源丰富的煤层气，热值在35.59MJ/m3以下。

因此，极有可能出台的天然气热值标准是“立足现有（管输项目），兼顾未来（LNG和煤层气项目），取中（中等热值）舍尾”。

因此，对于高热值的LNG，适应热值标准的措施为降低热值法；对于热值偏低的煤层气，则为升高热值法或与高热值气体混配。

此外，研究开发对气源变化适应能力强的新型燃具，也是一项行之有效的措施。

4建议

反思国外一些国家天然气利用过程中遇到的互换性难题，建议我国政府有关部门、业主、供气单位，认真吸取国际上天然气利用的先进经验，加强对天然气商务人员、技术人员的培训，大力开发新的燃气技术和设备，尽快研究制定适合我国国情的天然气质量标准，提前做好统一热值的准备工作。

参考文献：

[1]薛四敏，朱万美，李连星，等.合理利用天然气的途径[J].煤气与热力，2006，26（9）：

27-28.

[2]华贲，赖元楷.优化利用天然气资源，大力建设分布式能源站[J].能源政策研究，2003，（5）：

21-23.

天然气转换的热值标准选择

作者：

赖元楷文章来源：

网络论文点击数：

7276更新时间：

2007-7-1520:

35:

中国与世界上许多国家一样，城市燃气发展都经历过煤制气→油制气→液化石油气→天然气转换过程→天然气。

1、天然气转换过程

所谓天然气转换过程，就是用天然气不断置换原先所使用的燃气（煤制气、油制气、液化石油气）以达到以天然气为主气源供气的整个置换过程，包括气体转换过程和热值转换过程。

用天然气取代其它气源是一种必然趋势。

20世纪50年代以后，一些发展国家就致力开发天然气资源，即使本身缺乏天然气资源的国家和地区都在大量进口天然气，不断进行人工煤气或液化石油气向天然气转换的工程，以实现天然气转换的目标。

（1）部分国家天然气转换时间表

国家

实现天然气转换时间（年）

气源

美国

1945—1958

管道天然气为主

前苏联

1948—1960

管道天然气为主

英国

1964—1977

前期用LNG，后期用管道天然气

法国

1962—1982

LNG与管道天然气

德国

1960—1970

以管道天然气为主，少量LNG

澳大利亚

1976—1986

管道天然气

日本

1969—1998

全部LNG供应

（2）日本四大煤气公司天然气转换情况

变化情况

东京

大阪

东部

西部

引入天然气

1969年

1972年

1977年

1988年

开始热量转换

1972年

1975年

1978年

1990年

实现转换

1988年

1990年

1993年

1998年

注：

热量转换是在LNG气化之后加进一定数量的LPG气体，使其热值维持在11000Kcal/Nm3范围内。

日本称13AGas。

2、天然气时代的特征

当城市燃气进入以天然气为主气源供应的时段，人们称之为天然气时代，这个使用着“无悔燃料”天然气的时代，将会延续相当长的一段历史时期。

（1）当天然气成为城市燃气的主气源时，其供应方式必将朝着跨地区、大面积、大管网的方向发展。

（2）燃气企业将朝着上、中、下游利益共享、设施配套、产供销一体化的产业集团方向发展。

（3）供气管网将朝着跨地区、跨省市、甚至是跨国界的方向发展。

（4）共同遵守天然气的质量标准，包括天然气的热值标准和燃器具的燃烧技术标准。

3、天然气转换的“互换性”要求

要安全有效地完成一个地区或一个国家的天然气转换和热值转换，是燃气事业者的历史责任和历史使命。

规定天然气的热值指标，实际上就是限定燃烧气体的华白指数范围，解决气源互换性的重要手段，满足华白指数在5%～10%范围内波动，有利于对燃器具燃烧技术的规范。

提出符合国家实际的天然气热值标准，让天然气转换的燃气互换性和燃具的适应性相互匹配，顺利完成天然气转换是一个非常重要的课题。

4、天然气转换的热值标准选择

对我国各地天然气组分与燃烧特性以及在我国使用的LNG组分与燃烧特性结合起来综合分析：

（1）国内各地天然气组分与燃烧特性参数一览表

项　目

甲烷

乙烷

丙烷

异丁烷

正丁烷

戊烷

氮气

高位热值

低位热值

华白指数

燃烧势

气体

CH4

C2H6

C3H8

iC4H10

nC4H10

C5H12

MJ/Nm3（kcal/Nm3）

相对密度

（体积：

％）

陕甘宁

94.7

0.55

0.08

0.01

4.64

38.2

34.47

50.26

37.89

0.5778

-9124

-8232

-12004

塔里木

96.266

1.77

0.3

0.062

0.075

0.125

1.442

40.27

36.36

52.99

39.85

0.5775

-9616

-8684

-12658

广西北海

80.38

12.48

1.8

0.08

0.11

0.06

5.08

43.16

39.21

46.85

32.03

0.849

-10309

-9365

-11189

成都市

96.15

0.25

0.01

3.59

38.47

34.7

50.96

38.42

0.5699

-9188

-8288

-12171

忠武线

1.5

0.5

40.18

36.27

53.16

40.09

0.5714

-9597

-8663

-12697

东海气

88.48

6.68

0.35

4.49

40.28

36.4

51.58

39.39

0.6098

-9621

-8694

-12320

青岛

96.56

1.34

0.35

0.19

1.5

39.89

36.68

52.77

39.74

0.7417

-9533

-8623

-12613

昌邑

98.06

0.22

0.12

0.13

1.45

39.47

35.61

52.58

39.56

0.7286

-9433

-8510

-12566

渤海气

85.57

8.08

0.08

二氧化碳4.13

4.14

37.02

33.29

-8847

-7949

南海东方1-1

76.021

1.5

0.29

0.07

0.03

20.59

31.7

28.6

34.2

0.8616

-7587

-6343

-8174

表内参数均为标准状态下（0℃、101.325kpa）值，大部分数据来源于资源方提供的化验数据。

一般情况下，出于商务方面的考虑，实际供应的天然气热值要要较表中值低一些。

（2）在我国使用的天然气（LNG）组分与燃烧特性参数一览表

项　目

甲烷

乙烷

丙烷

异丁烷

正丁烷

戊烷

氮气

高位热值

低位热值

华白指数

燃烧势

气体

CH4

C2H6

C3H8

iC4H10

nC4H10

C5H12

MJ/Nm3（kcal/Nm3）

相对密度

（体积：

％）

广东LNG

88.77

7.54

2.59

0.45

0.56

0.07

44.61

40.39

56.05

41.85

0.6335

-10656

-9647

-13387

福建LNG

71.89

5.64

2.57

1.44

3.59

14.87

43.16

39.21

46.85（11189）

32.03

0.7677

-10309

-9365

海南LNG

78.48

19.83

0.457

0.004

0.002

0.001

1.222

45.66

41.38

56.1

43.89

0.6623

-10906

-9884

-13400

新疆LNG

82.422

11.109

4.553

1.916

45.24

40.99

55.55

41.91

0.6631

-10805

-9792

-13269

中原LNG

95.88

3.36

0.34

0.05

0.02

0.3

41.05

37.07

53.99

40.85

0.578

-9805

-8854

-12896

表内参数均为标准状态下（0℃、101.325kpa）值，大部分数据来源于资源方提供的化验数据。

一般情况下，出于商务方面的考虑，实际供应的天然气热值要要较表中值低一些。

（3）台湾地区的天然气热值转换

据台湾中国石油有限公司高级顾问李正明在2005年11月16日在广州东方宾馆举行的《2005年中国LNG国际会议》上介绍：

2004年台湾使用天然气量98亿立方米，其中52%来自印度尼西亚，37%来自马来西亚，9%为本地生产天然气，2%为其他LNG。

在1990年3月31日使用进口天然气之前，主要使用本地天然气，不同的气井天然气热值相差较大，最低的只有5600Kcal/Nm3（因CO2含量高），最高的达9200Kcal/Nm3。

在这些天然气中加进丙烷和空气，将其热值调整到8200Kcal/Nm3进行操作。

到1990年3月31日永安镇进口LNG接收站建成投产之后，将本地产天然气与进口天然气混合，将热值调整为8700Kcal/Nm3进行联网操作。

称为NG1。

个别地区直接使用热值为9700Kcal/Nm3的LNG进行操作。

称为NG2。

（4）选择符合中国国情的天然气热值标准

通过对渤海、东海、南海各气田天然气热值的普查，借鉴台湾地区天然气热值转换实例以及西气东输、川气出川等地天然气热值分析

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