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第1章 天然气的基本性质 1

1.1 天然气分类 1

1.1.1 常规天然气 1

目录 1

1.1.2 非常规天然气 2

1.2 天然气的应用特点 3

1.3 天然气的组成表示方法和密度 4

1.3.1 燃气的组成表示方法 4

1.3.2 平均分子量 4

1.4 天然气的基本物理和热力学性质 5

1.4.1 临界参数，对比态原理与特性参数 5

1.3.3 天然气的平均密度和相对密度 5

1.4.2 气体状态方程 6

1.4.3 天然气的拟临界参数和拟对比参数 7

1.4.4 实际气体半理论半经验状态方程 8

1.4.5 天然气的压缩因子 14

1.4.6 黏度 17

1.4.7 天然气的含水量和露点 22

1.4.8 天然气的焓和熵 25

1.4.9 天然气地层体积系数和膨胀系数 26

1.4.10 热导率 26

1.4.11 液化天然气的表面张力 28

1.5 天然气的燃烧性质 29

1.5.1 天然气的热值 29

1.5.3 燃烧所需空气量 30

1.5.2 燃烧及燃烧反应计量方程式 30

1.5.4 着火温度 31

1.5.5 爆炸极限与燃气混合安全性 31

1.6 水合物 34

1.7 城镇天然气的质量要求 34

1.7.1 城镇燃气的基本要求 34

1.7.2 天然气中杂质及有害物的影响 34

1.7.3 城镇天然气的质量标准 34

参考文献 35

第2章 城市燃气负荷 36

2.1 燃气负荷、用户类型及其用气特点 36

2.1.1 燃气负荷 36

2.1.2 用户类型及用气特点 36

2.2.1 居民生活用气量指标 38

2.2 用气量指标 38

2.2.2 商业用户用气量指标 39

2.2.3 工业企业用气量指标 39

2.2.4 建筑物采暖及空调用气量指标 40

2.2.5 燃气汽车用气量指标 40

2.3 燃气需用工况 40

2.3.1 用气不均匀情况 40

2.3.2 用气不均匀系数 40

2.4 城镇燃气负荷计算及供需平衡 41

2.4.1 年用气量计算 41

2.4.2 小时计算流量的确定 43

2.4.3 调峰储气容积的计算 45

2.5.1 现代抽样调查技术的应用 47

2.5 城镇燃气负荷指标的统计分析与预测 47

2.5.2 居民用户年用气量指标的预测 49

2.5.3 预测结果分析 51

参考文献 51

第3章 天然气长输管道输送 52

3.1 天然气长输管道 52

3.1.1 天然气输送方式 52

3.1.2 天然气长输管道的定义、组成与功能 52

3.1.3 天然气长输管道的特点及现代技术发展 53

3.1.4 气田集输管网系统 55

3.1.5 天然气的净化处理 58

3.2 长输管道的工艺设计技术 60

3.2.1 长输管道工艺设计的内容及要求 60

3.2.2 长输管道稳定流计算 61

3.2.3 长输管道不稳定流模拟 69

3.2.4 长输管道总工艺流程的确定 72

3.3 长输管道敷设 75

3.3.1 长输管道线路选择 75

3.3.2 长输管道敷设 76

3.3.3 长输管道穿越特殊地段处理 76

3.3.4 长输管道穿越自然障碍技术 79

3.3.5 长输管道穿越人工障碍技术 81

3.3.6 管道跨越障碍技术 82

3.3.7 长输管道附属设施 84

3.4 长输管道强度与材质 84

3.4.1 管道安全及地区等级划分 84

3.4.2 长输管道强度计算及稳定性校验 85

3.4.3 长输管道材质选择 87

3.4.4 焊接性能 88

3.5 长输管道防腐 88

3.5.1 长输管道的防腐方法 88

3.5.2 长输管道防腐方法的选择 89

3.5.3 长输管道电法保护 89

3.6 长输管道站场 91

3.6.1 长输管道站场功能及流程 91

3.6.2 长输管道站场工艺设计及设备选择 96

3.6.3 长输管道压气站的运行优化 104

参考文献 105

4.1 天然气的气态储存 106

第4章 天然气储存 106

4.1.1 低压湿式罐 107

4.1.2 低压干式罐 107

4.1.3 高压储气罐储存 107

4.2 地下储气库储存 110

4.2.1 各种类型地下储气库特性 110

4.2.2 地下储气库设计储量的确定 112

4.2.3 储库储气量计算及校核 113

4.2.4 注采气速度的选择 114

4.3 地下储气库的数值模拟 115

4.4 天然气管道储存 118

4.5 天然气的液态储存（LNG） 120

4.5.4 地上液化天然气金属储罐储存 121

4.5.3 地下液化天然气储罐储存 121

4.5.1 地下液化天然气储库储存 121

4.5.2 液化天然气冻土地穴储存 121

4.5.5 地上液化天然气金属混凝土储罐储存 122

4.5.6 液化天然气的高压和常压储罐联合储存 122

4.6 天然气储存新技术 123

4.6.1 天然气在低温液化石油气（LPG）溶液中储存 124

4.6.2 水合物储存天然气技术 125

4.6.3 吸附天然气储存技术 125

4.6.4 近临界流体储存技术 126

参考文献 127

第5章 天然气城市输配系统 128

5.1 城市输配系统的构成 128

5.2 城市输配系统压力级制的确定 129

5.3 门站 130

5.3.1 门站工艺流程与总平面布置 130

5.3.2 门站设备 132

5.3.3 天然气的加臭 135

5.4 城市天然气管网 137

5.4.1 管材 137

5.4.2 管道布置与敷设 143

5.4.3 埋地钢管的电化学腐蚀与防腐 149

5.5 管道穿跨越工程 158

5.5.1 设计原则 158

5.5.2 穿越管道结构计算 158

5.5.3 水域、冲沟穿越工程的主要技术要求 160

5.5.4 铁路、公路等陆上交通设施穿越工程的主要技术要求 162

5.5.5 跨越管道结构计算 164

5.5.6 跨越管道工程的主要技术要求 164

5.6 调压器和调压设施 165

5.6.1 调压器 165

5.6.2 调压设施 173

5.6.3 调压装置的超压保护 176

参考文献 179

第6章 燃气管网水力计算 180

6.1 水力计算的目的 180

6.2 管道摩擦阻力损失计算公式 180

6.3 管道计算流量 183

6.3.1 用户小时最大用气量 183

6.3.2 分配管道的计算流量 184

6.4 管道计算压力降 185

6.5 附加压头 186

6.6 局部阻力损失 187

6.7 管道的管径计算 187

6.7.1 分配管道的管径计算 187

6.7.2 支管、庭院管道与户内管道的管径计算 188

6.8 环形管网水力计算 188

6.8.1 环平衡法 189

6.8.2 节点平衡法 191

6.8.3 环与节点平衡联合法 193

6.8.4 水力平差计算的计算机编程要点 195

6.9.2 串联管段 197

6.9.1 并联管段 197

6.9 管道的水力等效计算 197

6.9.3 计算管径管段的管段替代 198

6.10 管网水力计算例题 199

参考文献 200

第7章 压缩天然气供应 202

7.1 概述 202

7.1.1 城镇压缩天然气（CNG）供应系统的设施构成 203

7.1.2 压缩天然气供应系统的引入管线 204

7.2 压缩天然气加压站 205

7.2.1 CNG加压站站址选择 205

7.2.2 CNG加压站工艺设计 206

7.2.3 加压站设备的配置及其设置要求 211

7.2.4 加压站设施的安全防护 219

7.3 压缩天然气供应站 220

7.3.1 CNG供应站站址的选择及其平面布置 220

7.3.2 CNG供应站工艺流程及设备 222

7.3.3 气体绝热节流膨胀过程的热力学 224

7.4 压缩天然气（CNG）汽车加气站 227

7.4.1 CNG加气站站址及其设置原则 228

7.4.2 CNG加气站的工艺设计 228

7.4.3 CNG加气站初步设计实例 234

7.5 压缩天然气（CNG）汽车与环境保护 236

7.5.1 车辆代用燃料的选择 236

7.5.2 CNG汽车及其基本性能 238

7.5.3 CNG汽车车载气瓶及瓶口阀件 243

7.5.4 CNG汽车的安全可靠性 244

参考文献 246

第8章 液化天然气供应 247

8.1 液化天然气的特性 247

8.1.1 LNG的一般特性 247

8.1.2 LNG的物理现象 247

8.1.3 LNG的某些热物理特性 249

8.2 液化天然气液化 252

8.2.1 天然气预处理 252

8.2.2 天然气液化流程 259

8.2.3 带膨胀机的液化流程 263

8.2.4 液化流程中的设备模拟 265

8.2.5 液化流程的热力学分析 269

8.3.1 LNG储罐 272

8.3 液化天然气储运 272

8.3.2 LNG运输船 276

8.3.3 LNG槽车 277

8.3.4 LNG储存中的分层与涡旋 282

8.4 液化天然气接收终端 285

8.4.1 LNG接收终端工艺流程 285

8.4.2 LNG的冷量利用 286

8.5 液化天然气供气站 302

8.5.1 LNG气化站 302

8.5.2 LNG加注站 312

8.5.3 LNG为燃料的运输工具 314

参考文献 323