天然气行业是怎么发展起来的？
早在公元前940年，中国古代劳动人民就用一些空竹筒插入海边获取天然气。当时，人们用天然气煮沸海水，然后收集盐。一些专家说，当时的中国人可以钻深达2000英尺(600米)的井。日本钻井记录出现在公元前600年左右。
一些古代人注意到地下散发的天然气，发现它们可以燃烧。人们专门在这些神秘的“永恒火焰”中修建了庙宇，供信仰和崇拜这些火焰的人一起朝拜。后来的报道注意到了“火柱”和一种能“像油一样燃烧”的泡沫魔水。无独有偶，乔治·华盛顿描述了一个“可以燃烧的喷泉”。但是这种现象并没有广泛发生，直到最近才真正使用天然气。
天然气工业的诞生
美国和欧洲天然气工业的出现，并不是源于天然气本身，而是源于“人造”天然气，是一种加热煤炭产生的气体。这种“煤气”(又称“城市煤气”)出现于19世纪早期，用于照明，改变了人们的生活方式。从现在起，工厂可以有更多的工作时间，家庭成员可以在天黑后在家阅读报纸和书籍，而不用使用昂贵和危险的蜡烛照明。
英国发明家威廉·默多克(William Murdon)是最早意识到天然气是比煤更方便的能源的人之一，因为天然气可以通过管道运输，而且更容易控制。1792年，他家里用煤气点灯。当时他的邻居以为发生了爆炸。默多克继续他开发、储存和净化气体的工作，他的公司(博尔顿& amp；瓦特公司(以蒸汽机闻名)开始在英国和法国的工厂实现气体照明。1802年，为了庆祝英法缔结和约，伯明翰全部用煤气灯照明，引发了一场天然气工业发展的风暴。
与此同时，在法国，Phillippe Lebon进行了一项实验，通过加热锯子、木头和木炭来产生气体。1799年，他获得了从木材中提取蒸馏气体的专利。他发明的天然气灯是这类灯中最早的一种，叫做“热灯”，他于1802年在法国巴黎公开演示了他的发明。然而，法国政府拒绝了勒邦提出的大规模使用煤气灯照明的建议。然而，在欧洲大陆的其他国家和英国，人们对气体照明有很大的兴趣。
德国企业家弗雷德里克·文森提出了一个关于生产更多天然气并通过中央系统输送的工程方案。他创办了一家投资企业，保证投资安全，用这种煤气灯庆祝英国女王的生日。1807年，温森在英国伦敦首次演示了路灯照明，这也是世界上最古老的煤气灯装置之一。在与威廉·默多克发生争执后，温森于1812成立了世界上第一家天然气分销公司。
早期的天然气分配系统使用木制管道，后来被金属管道取代(制造方式类似于海军机枪的枪管)。一些城镇安装了中心加油站，铺设了管道。到1819，伦敦已经铺设了近300英里(482.7公里)的天然气管道，为5万多个灶具提供天然气。
在大西洋地区，美国企业紧跟欧洲企业的发展。1802年，查尔斯·皮尔(Charles Peale)在费城独立建筑的历史博物馆中试验了天然气照明。他的儿子伦布兰德·皮尔(Rembrand Peale)于1816年受雇于巴尔的摩天然气装配照明系统公司，该公司是美国第一家天然气公用事业公司。与英国的情况类似，天然气分配系统也使用木制管道。许多天然气公司很快在美国东部的几个大城市建立起来。新奥尔良成立了美国南部第一家天然气公司，加拿大第一家天然气公司在蒙特利尔成立。
到19世纪末，美国有近千家公司出售煤气，出售的煤气主要用于照明，世界上许多大城市都已使用煤气。煤气灯不仅用在工厂和街道上，也用在家庭、教学楼和公共场所，人们可以尽情享受夜生活。
遭遇竞争a
虽然早在1815年就发明了一种用于天然气计量的仪表，但大部分天然气用户消耗的天然气一开始并没有计量。当时用户是按照使用的灯具种类和使用时间来收费的。用于测量燃气消耗量的燃气表是1862年在英国伦敦发明的，这种早期仪表的基本原理一直沿用至今。19年90年代，人们发明了投币式计量表，可以适应不同等级的煤气灯和大量燃气用户的计量。
1855年，我们这个时代最重大的发明之一诞生了。这是本生灯，可以产生燃烧的蓝色火焰。这种炉子可以在燃烧前预先混合空气和煤气，煤气在炉子里燃烧得更充分，释放出更多的热量。这一原则朝着更多地使用天然气迈出了一大步。19世纪，出现了更复杂的气体制造技术，可以使气体的照明性能更加优异。
然而，到了19世纪末，这个新兴的气体工业几乎被电灯照明扼杀，包括托马斯·爱迪生的电灯泡。卡尔·奥尔(冯·韦尔斯巴赫男爵)在1885年及时发明了白炽灯天然气灯罩，挽救了天然气工业的灭亡。这种圆锥形的气罩(图1.2)安装在煤气灯的火焰上，可以发出更亮的白光，而早期的电灯泡发出的光相对较暗。即使在1920，人们产生的气体的1/4仍然用于照明，这种灯罩仍然被人们使用，也可以用来装饰煤气灯。
图1.2白炽灯气体灯罩
当时的另一个重大进步是上推惯性流焦炉的诞生(图1.3)，它的诞生是因为炼铁、炼钢工业的日益增长，对高炉焦炭的需求不断增加。焦炭是一种固体，是造气时炼焦过程中的副产品。也可用于室内取暖。因为使用了可乐，很多公共设施还保留着“可乐”的名字。到1920，炼焦炉产生的煤气已达到全部人工煤气的18.7%。
天然气工业继续多样化，天然气的使用已经远远超出了照明。在美国，最早的天然气表出现在1840左右，到了1897，一种现代的天然气器具诞生了——古德温公司制造的太阳拨盘炊具(图1.4)出现了。四年内，第一家完全使用天然气设备的商店于1887在美国罗德岛开业。这些天然气设施公司的出现，使得天然气灶具取得了长足的进步和巨大的成功。到1900，用天然气做饭成了这个行业最主要的用途。
图1.3推上式惯性炼焦炉
图1.4古德温炊具
这些进步也极大地促进了天然气热水的利用。19上世纪60年代初，燃气灶用于加热储水罐。循环水加热器，一种廉价有效的设施，最早出现在1883。随后几年，出现了带热力控制和自动热水装置的热水器。
从人工煤气到天然气的过渡
在19世纪早期，用于钻探水和盐水的井偶尔会产生天然气。在大多数情况下，这种气体被认为是有害的，因为它会干扰这些井的正常出水量。通常，人们只是在小范围内尝试使用天然气。1821年，在纽约的弗雷多尼亚，一位名叫威廉·哈特(William Hart)的军械工人钻出了美国历史上第一口天然气井。完工后，他用一个大桶盖住井口，从这口浅井(27英尺，8.2米)产出的天然气用几根木管引到井口附近的家中。几年后，天然气被用于城市的街道照明，以此向拉斐特将军的到访致敬。
从1830到1840，在宾夕法尼亚、纽约和西弗吉尼亚钻了几口天然气井，包括乔治华盛顿附近“燃烧的春天”附近的一口1000英尺(300米)的深井。这口井的天然气有足够的压力将150英尺(50米)高的水柱射向空中。这一时期天然气的使用仅限于气井周边的用户，主要原因是早期的输气管道无法长距离输送。
1865第一家天然气公司在弗雷多尼亚成立的时候，人们已经在宾夕法尼亚州的泰特斯维尔发现了石油，这是世界上第一次成功的石油钻探。在随后的石油钻探中，钻探者试图避开天然气。如果没有管道等设备，这种钻井技术在钻井时很难控制和使用，产出的石油通过马车运离油井。在钻井和生产石油的过程中发现的天然气是不可控的，但技术人员可以对这些井进行数周或数月的吹扫，以便最终生产石油，与这些石油一起生产的天然气通常被点燃并燃烧。
在宾夕法尼亚州，天然气首先用于钢铁工业，这也刺激了天然气的应用，尤其是在匹兹堡。在这里，几个公司被组织起来将天然气短距离运输到州内的各个钢厂。在1885中，安德鲁·卡内基注意到，用于钢铁制造的天然气每天可以替代10000吨煤。然而，这种“繁荣”是短暂的，因为已探明的天然气很快就耗尽了。到1900，匹兹堡的钢铁工业又转回使用煤炭。
在接下来的25年里，天然气的供应仍然没能恢复到之前的大发展势头。一些早期开发的天然气田很快被废弃，一些建造不善的管道出现裂缝。到了1920，这种下降趋势得到了遏制，但在一些油田，仍然燃烧了大量的天然气，一直持续到50年代初。
天然气管道的延伸
随着管道技术的进步和天然气发现的大量增加，天然气工业逐渐开始重新发展。1870在纽约西布卢姆菲尔德钻井时发现了高产天然气流。虽然一开始是燃烧天然气，但最后还是通过第一条“长输”管道输送到了罗切斯特(图1.5)。这条管道由松木制成，只有25英里(40公里)长，直径不到1英尺(30厘米)。
天然气高压输送始于1891，由印第安纳石油天然气公司完成。它由两条平行的天然气管道组成，长120英里(198公里)，从印第安纳气田铺设到芝加哥。这两条管道的天然气输送压力达到525psi(3620kPa)。到1907，该气田开采的大量天然气和全部燃烧后的天然气已通过管道输送。
图1.5早期管道向罗切斯特输送天然气的木管。
当得克萨斯州、俄克拉荷马州和路易斯安那州发现大量天然气后，人们采用管道运输将天然气输送到附近的市场。由于经济和技术原因，天然气长距离运输仍未提上日程。而且，向美国东部和西部输送天然气仍然受到铁路和其他人的抵制，他们将因燃料竞争而失去市场。
然而，当20世纪20年代无缝钢管问世后，天然气的运输开始蓬勃发展。无缝钢管制成的管道可以在更高的压力下输送天然气，因此可以大大增加天然气的输送量。1911年，氧乙炔焊接技术的引入，实现了钢管的长距离焊接，也发展了大体积天然气的计量技术。A.O .史密斯在1927发明了高强度电焊管道技术。
天然气的长距离运输降低了天然气的价格，使其与其他燃料相比更具竞争力，这也大大增加了天然气的使用量，可用于空间供暖。
当然，这次天然气的运输证实了铺设更多管道的必要性，包括铺设平行的双管道，以便为已经使用天然气的城市提供更多的天然气。为了避免早期生产的天然气田枯竭，进一步满足用户对天然气的需求，一些联合公司应运而生，实现了从天然气开采、运输、配送到用户的一站式服务。1925之前，最长的输气管道是300mile (500km)，到了1931，人们已经建立了很多长距离的运输系统。
由于1929的经济衰退和二战对钢材使用的限制，天然气管道的建设在20世纪三四十年代暂时停止。在此期间，美国的天然气工业几乎完全局限于人工煤气的销售，除了那些容易发现大型天然气田的地区。
在那次经济衰退期间，几乎没有生产与天然气行业相关的设备。所以第二次世界大战对燃料的巨大需求，使得大部分生产天然气的公司极度匮乏。那些曾经被骂过时的工厂也重新上马了。但二战结束后不久，经济迅速恢复，长距离输气管道的铺设也蓬勃发展。到1950，天然气管道长度将超过石油管道。
参考
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