焦玉華

摘要：天然氣是烴類和少量非烴類混合氣體的總稱。由于不同產(chǎn)地的天然氣，其組成成分和燃燒特性各有差異，即便是相同體積的天然氣，其燃燒所產(chǎn)生的能量也各不相同，當(dāng)前，天然氣能量計量與計價已成為國際上最流行的天然氣貿(mào)易計量與結(jié)算方式。天然成分熱值分析法作為天然氣能量計量的主要分析方法，可有效避免因氣源不同引起的熱值偏差，準(zhǔn)確計量天然氣熱值，減少貿(mào)易結(jié)算糾紛，促進(jìn)天然氣行業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：天然氣;成分;熱值;分析法;行業(yè);發(fā)展

天然氣成分熱值分析法是基于天然氣中每個組分對熱值所做出貢獻(xiàn)的原理進(jìn)行測試，目的是通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒▉頊y定不同氣體組分的摩爾分?jǐn)?shù)。熱值可以通過加權(quán)不同摩爾分?jǐn)?shù)的氣體成分和其相應(yīng)組分氣體的摩爾熱值從而計算獲得。通過這一原則可以計算出天然氣的摩爾熱值。目前，國內(nèi)外天然氣成分熱值分析方法普遍使用的技術(shù)有氣相色譜GC法、非分光紅外NDIR法和激光拉曼光譜天然氣分析法，下面對其工作原理及特性作了分別介紹。

一、氣相色譜儀GC法熱值分析

GC由氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、電氣系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、記錄器或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。其工作原理為：待測混合氣體首先被惰性氣體（即載氣，一般是N2、H2、He等）帶入色譜柱，柱內(nèi)含有液體或固體固定相，由于樣品中各組分的沸點、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動相和固定相之間形成分配或吸附平衡。但由于載氣是流動的，這種平衡實際上很難建立起來，也正是由于載氣的流動，使樣品組分在運動中進(jìn)行反復(fù)多次的分配或吸附/解附，結(jié)果在載氣中分配濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。當(dāng)組分流出色譜柱后，立即進(jìn)入檢測器，檢測器能夠?qū)悠方M分的存在與否轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，而電信號的大小與被測組分的量或濃度成比例，當(dāng)將這些信號放大并記錄下來時，就可以形成色譜圖，它包含了色譜的全部原始信息。在沒有組分流出時，色譜圖的記錄是檢測器的本底信號，即色譜圖的基線。

二、CNG天然氣加壓分析

壓縮天然氣（Compressed Natural Gas，簡稱CNG）是天然氣加壓（超過3，600磅/平方英寸）到20-25MPa，再經(jīng)過高壓深度脫水并以氣態(tài)儲存在容器中。它與管道天然氣的組分相同。CNG可作為車輛燃料利用。

天然氣的儲存方式：

1、地下儲氣庫是將長輸管道輸送來的商品天然氣重新注入地下空間而形成的一種人工氣田或氣藏，一般建設(shè)在靠近下游天然氣用戶城市的附近。與地面球罐等方式相比較，地下儲氣庫具有以下優(yōu)點：儲存量大，機(jī)動性強(qiáng)，調(diào)峰范圍廣;經(jīng)濟(jì)合理，雖然造價高，但是經(jīng)久耐用，使用年限長達(dá)30～50年或更長;安全系數(shù)大，安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地面設(shè)施。

2、天然氣儲存方式主要有壓縮天然氣（CNG：15Pa～20MPa）.液化天然氣（LNG：沸點-162℃）和吸附天然氣（ANG）;CNG是目前車用天然氣燃料的主要儲存方式，缺點是儲氣瓶重量重.占用體積大;與液體燃料相比，天然氣體積能量密度低，20MPa壓力下的CNG燃料僅相當(dāng)于汽油能量密度的30%。

3、國際上天然氣另一儲存方式是液化天然氣，LNG是對地質(zhì)開采的天然氣通過“三脫”凈化處理.實施低溫液體處理而成，液化后的體積僅是原氣態(tài)體積的1/625，LNG的能量密度是CNG的三倍多.能量密度大大提高，但LNG的生產(chǎn)成本相對較高，儲存容器的絕熱性要求高，這些是制約其發(fā)展的因素。

4、吸附式儲存天然氣（ANG）技術(shù)是目前尚處研究階段的一種天然氣儲存方式，它用多孔吸附劑填充在儲存容器中，在中高壓（3.5MPa左右）條件下，利用吸附刑對天然氣高的吸附容量來增加天然氣的儲存密度。ANG作為未來替代CNG的一項新技術(shù)將有廣闊的發(fā)展前景，但由于技術(shù)上的不少難點還有持解決，故在目前還尚難進(jìn)入實用化階段。

三、摻液化氮摻假行為有什么危害

大幅度降低熱值由上述模擬計算可知僅采用甲烷計算熱值降幅都在2MJ/m3以上，而如果是正常的LNG降幅將會更大。也就是說以前1立方 LNG 跑的里程，現(xiàn)在跑不了了。

1、如果為車用會導(dǎo)致車動力嚴(yán)重不足，嚴(yán)重者會造成發(fā)動機(jī)壽命縮短;熱值不足導(dǎo)致車用時能量供應(yīng)不足司機(jī)必然會加大油門，如此一來就造成不耐燒、動力不足，且由于LNG與空氣混合比例的異常長時間使用必會造成發(fā)動機(jī)的壽命縮短。

2、工業(yè)使用會導(dǎo)致殘次品的增多;行業(yè)內(nèi)的人都知道，事實上液氮并非高純氮，許多工業(yè)用戶選擇LNG的原因就是它遠(yuǎn)比管道氣純凈，而液氮的加入就改變了這種狀況，勢必會導(dǎo)致殘次品的增多。

3、運輸與存儲造成較大隱患，由于LNG與液氮密度差異較大，從而導(dǎo)致罐內(nèi)液

體容易分層，而分層會導(dǎo)致 LNG 的翻滾，LNG的翻滾則極易導(dǎo)致罐體超壓，隱患可想而知！且這種操作易造成溫度的異常分布會導(dǎo)致罐體應(yīng)力的異常分布，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致罐體被破壞！

四、鑒別正常LNG與摻假的LNG

最精確方便的方法是進(jìn)行樣品檢測：有條件的客戶可根據(jù)自身情況配備相應(yīng)的天然氣成分檢測儀。當(dāng)一車LNG送到時，對照這車LNG原廠的“氣質(zhì)報告”進(jìn)行取樣分析檢測，原廠 LNG 通常氮的含量不會超過0.5%，如果檢測結(jié)果氮含量大于0.5%則很有可能有摻假行為。

1、看溫度。通常LNG經(jīng)過長途運輸溫度均會有所上升，如果經(jīng)過長途運輸后溫度仍然很低能夠達(dá)到-160℃左右的話，則可能是溫度更低的液氮混合后降低了原車LNG的溫度，應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行分析檢測。高壓低溫的液尤其要注意。

2、嚴(yán)格控制采購環(huán)節(jié)。（找靠譜的貿(mào)易商）

天然氣成分檢測儀，天然氣中氮氣的克星，熱值分析！讓你的用氣無后顧之憂！

隨著煤改氣政策全面實施，全國范圍開展‘禁煤令’。燃煤鍋爐逐步淘汰，燃?xì)忮仩t數(shù)量日益擴(kuò)大，燃?xì)鈨r格隨市場需求不斷上漲。在利益的驅(qū)使下部分燃?xì)馍虘魹楂@得可觀的經(jīng)濟(jì)利潤，在LNG中摻入液氮。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，液氮這種物質(zhì)原本只是用來調(diào)整LNG的固定熱值，但由于利潤驅(qū)使，逐漸變成了一些不法商戶牟利的方法。上海烜晟公司針對這一現(xiàn)象為挽回LNG用戶損失，研制出一款便攜式全自動燃?xì)鉄嶂捣治鰞x，可實現(xiàn)對各種燃?xì)庵械?、甲烷、乙烷、二氧化碳、丙烷、丁烷、戊烷等成份的一次進(jìn)樣全分析。利用熱值工作軟件自動計算出被檢測氣組分含量、高熱值、低熱值、密度、相對密度、華白數(shù)、燃燒勢等自動生成報表的一種專用儀器。

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