燃氣基礎知識

燃氣基礎知識職業(yè)發(fā)展中心二○○八年十月目的讓學員了解燃氣的基本常識。2目標目標1

列出天然氣的種類目標2

解釋熱值等相關參數(shù)目標3

描述燃氣輸配流程目標4列出燃氣安全要點3二、燃氣性質三、燃氣運營四、燃氣安全1.發(fā)展史2.現(xiàn)狀3.趨勢主要內容一、行業(yè)概況41.發(fā)展歷史原始人鉆木取火能源利用固態(tài)取暖燒烤澤中有火燃氣……西漢開采并熬鹽公元九世紀后照明、加熱竹管輸送1800年后開發(fā)利用天然氣5新中國成立時只有9個城市有煤制氣。五十年代焦爐余氣六十年代初，四川、東北、華北等地區(qū)先后供應部分天然氣；大中城市以液化石油氣和開發(fā)重油制氣為氣源。七十年代受資源和政策限制，略有發(fā)展－主要為煤氣廠。八十年代，液化石油氣的供應量逐步增加并做為優(yōu)質民用燃料進入千家萬戶。九十年代至今，燃氣事業(yè)進入飛速發(fā)展時期。1.發(fā)展歷史6中國的人工煤氣發(fā)展了140多年（世界210年）縱的方面：煤氣－油制氣－液化石油氣－天然氣橫的方面：照明－炊事－能源工業(yè)1.發(fā)展歷史7三種氣源并存是目前我國城市燃氣事業(yè)發(fā)展的特點全球公認的最清潔能源，現(xiàn)已成為世界各國改善環(huán)境和維持經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的最佳能源選擇世界各國能源結構將逐步圍繞天然氣作巨大的調整。在中國能源結構中，到2020年，預測天然氣占一次能源消費總量的比例將從現(xiàn)在的4％上升至10％一些能源界人士認為，中國天然氣行業(yè)的黎明已經(jīng)來臨。一場以天然氣為主力軍的歷史性能源革命正在展開2.現(xiàn)狀8天然氣是21世紀的主要能源3.發(fā)展趨勢9能源替代角度19世紀以前是柴草的世紀；19世紀是煤炭的世紀；20世紀是石油的世紀；21世紀是天然氣的世紀儲量角度全球已探明儲量的石油還可用40－60年，已探明的天然氣可用60年，專家還發(fā)現(xiàn)在鉆井到3000米以后，石油將越來越讓位于天然氣，目前人類在陸地已可鉆井13000米，海平面下2500米也可鉆探，所以天然氣產(chǎn)量還會增加。3.發(fā)展趨勢10燃氣開發(fā)角度西氣東輸引進LNG海洋天然氣上岸引進俄羅斯及中亞國家的天然氣開發(fā)利用煤層氣新疆廣匯LNG項目燃氣發(fā)展思路用20年左右的時間使用天然氣先在國內聯(lián)網(wǎng)，后國際聯(lián)網(wǎng)，進而向全球尋求能源安全，充分利用國外能源3.發(fā)展趨勢11二、燃氣性質三、燃氣運營四、燃氣安全一、行業(yè)概況主要內容121.定義生物、化學作用地質變化多孔巖石－深層地下氣床天然氣是指動、植物通過生物、化學作用及地質變化作用，在不同地質條件下生成、轉移，在一定壓力下儲集，埋藏在深度不同的地層中的優(yōu)質可燃氣體。13(1)中國城市燃氣分類天然氣人工煤氣液化石油氣引用標準：《城市燃氣分類》GB/T136112.分類14類別華白數(shù)W［MJ/m3（Kcal/m3）］燃燒勢標準范圍標準范圍人工煤氣7R32.7(7800)30.4(7254)-34.9(8346)12172-128天然氣4T18.0(4300)16.7(3999)-19.3(4601)2522-576T26.4(6300)24.5(5859)-28.2(6741)2925-6510T43.8(10451)41.2(9832)-47.3(11291)3331-3412T53.5(12768)48.1(11495)-57.8(13796)4036-8813T56.5(13500)54.3(12960)-58.8(14040)4140-94液化石油氣19Y81.2(19387)76.9(18379)-92.7(22125)4842-49中國分類標準2.分類15氣田氣：石油伴生氣：凝析氣田氣：礦井氣：(2)天然氣種類2.分類

由氣井開采出的可燃氣體。主要成分是甲烷，約占98％左右。熱值：38MJ/NM3。隨石油開采一起噴出，經(jīng)分離而獲得。甲烷含量較高，熱值：42MJ/NM3天然氣開采過程中，從天然氣中凝析出的一部分石油輕質餾分。戊烷含量較高，熱值：46MJ/NM3。原煤開采中，從井下煤層中抽出的可燃氣體。CH4含量約為30-55%。熱值：18.84MJ/NM3。16天然氣成分隨氣源位置不同而不同,甲烷總是主要成分。天然氣是無色、無味、無毒、無腐蝕性，易燃、易爆氣體。天然氣比空氣輕，易揮發(fā)，不易聚集，安全性能好。天然氣中各組分均可徹底燃燒，燃燒后不產(chǎn)生灰粉等固體雜質，是完全清潔的燃料。成分穩(wěn)定，火焰清潔度高，燃燒后無雜質，無難聞氣味。管道輸送，源源不斷，沒有晃瓶、突然斷氣、頻繁換罐的煩惱。

價格穩(wěn)定。3.天然氣性質與特點17組成成分廊坊市天然氣含量（％）新疆塔里木天然氣含量（％）

甲烷(C1)83.5696.22乙烷(C2)9.771.77丙烷(C3)3.350.30丁烷(C4)1.070.14戊烷(C5)0.170.13氮氣(Ν2)0.420.97二氧化碳(CO2)1.660.47低熱值高熱值41MJ/Nm345.28MJ/Nm336.4MJ/Nm340.4MJ/Nm3中國的天然氣3.天然氣性質與特點18(1)熱值定義：單位質量或體積的燃料完全燃燒所釋放出的熱量。分類：高熱值、低熱值低熱值=高熱值-水蒸氣的汽化潛熱單位：千焦耳/千克（KJ/kg）,千焦/標準立方米（KJ/Nm3）、卡1cal=4.1868J天然氣：

40KJ/Nm3液化石油氣：104KJ/Nm34.參數(shù)19當溫度不超過某一數(shù)值時，對氣體進行加壓，可以使之液化,當超過這一數(shù)值時加多大的壓力都不能時使它液化，這一溫度為該氣體的臨界溫度;在臨界溫度下，使其液化的最低壓力為臨界壓力。氣體的臨界溫度越高，越易液化。空氣-142.5℃

水蒸汽373℃常溫常壓下為液體丙烷20℃加壓8.5大氣壓液化

甲烷-82.3℃4.64MPa(2)臨界參數(shù)4.參數(shù)20(3)沸點定義:液體的飽和蒸汽壓力與一定的外界壓力相等時的溫度稱為該壓力下的沸點。[注意]沸點溫度與壓力有關

如：1大氣壓，丁烷沸點-0.5℃,冬天不易汽化

1大氣壓，丙烷沸點-42.17℃,冬天易汽化

1大氣壓，戊烷、戊烯沸點27－36℃

北方地區(qū)液化石油氣中,丙烷含量應高些4.參數(shù)21密度：物質的密度()是指物質單位體積的質量。氣體密度單位：千克每立方米(kg/m3)。天然氣密度大約是0.75-0.8Kg/Nm3比較不同物質的密度要將它們與一個標準聯(lián)系起來：氣體的比較標準就是空氣。(4)密度4.參數(shù)22(5)相對密度燃氣密度（在一定條件下）空氣密度（在相同條件下）RD＝燃氣的相對密度（RD）是指燃氣密度(g)與同溫同壓下空氣密度(a)的比值。4.參數(shù)23(6)華白數(shù)華白數(shù)是一項反映燃具熱負荷恒定狀況的指標，又稱熱負荷指數(shù)或華白指數(shù)。設定兩種不同熱值和密度的燃氣，只要他們的華白數(shù)相同，就能在同一燃具上獲得同一熱負荷。4.參數(shù)24(7)燃燒勢燃燒勢是反映燃氣燃燒火焰產(chǎn)生離焰、回火、黃焰和不完全燃燒傾向性的一項反映燃具燃氣燃燒穩(wěn)定狀態(tài)的綜合指標。在燃氣工程中對不同類型燃氣間互換時表示燃燒穩(wěn)定狀態(tài)的特性指數(shù)。4.參數(shù)25著火溫度：燃氣與空氣混合物開始燃燒反應的自燃的最低溫度。甲烷的著火溫度是540℃。燃燒溫度：燃氣按燃燒反應方程式完全燃燒時產(chǎn)生的理論溫度。甲烷的理論燃燒溫度是1970℃。燃燒速度：垂直于燃燒焰面，火焰向燃燒氣體方向傳播的速度，就是火焰?zhèn)鞑ニ俣?。甲烷最大燃燒速度?.38米/秒。4.參數(shù)26可燃氣體和空氣的混合物遇明火而引起爆炸時的可燃氣體濃度范圍稱為爆炸極限。當空氣中含有天然氣濃度增加到不能引起爆炸濃度點稱為爆炸上限（UEL），因為無法維持繼續(xù)燃燒；當空氣中含有天然氣濃度減少到不能引起爆炸濃度點稱為爆炸下限（LEL），因為燃燒產(chǎn)生的熱量不足以彌補散失的熱量。(8)爆炸濃度極限（爆炸極限）4.參數(shù)27天然氣的爆炸極限爆炸濃度范圍天然氣5%-15%爆炸濃度下限爆炸濃度上限空氣中燃氣的百分含量4.參數(shù)28－液化天然氣天然氣沸點：-162℃LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性，天然氣液化是一個低溫過程，在溫度不超過臨界溫度（-82℃），對氣體進行加壓0.1MPa以上，可以使天然液化，其體積縮小600倍。LNG5.縮略詞29－壓縮天然氣天然氣經(jīng)加氣站加壓后，壓力達到20-25MPa，再經(jīng)過高壓深度脫水充裝進入高壓鋼瓶組槽車儲存，通過公路運輸方式，把其送至使用城市。它與管道天然氣的組分相同。CNG可作為車輛燃料利用CNG、LNG不可用于長輸管線輸送氣源CNG5.縮略詞30以凝析氣田氣、石油拌生氣或煉廠氣為原料氣，經(jīng)加工而得的可燃物質為液化石油氣。主要組分：丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。常壓下的沸點-42.7℃。熱值為108.44MJ/NM3左右。由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時，體積縮小250－300倍。含少量戊烷、戊烯，這些組分的沸點高（27℃－36℃），常溫常壓下不易氣化，叫殘液爆炸極限：1.5％－9.5％LPG－液化石油氣5.縮略詞31燃燒種類燃燒的種類有很多，基本分成三大類：擴散式大氣式完全預混式6.燃燒32火焰在很低流速下，一束帶有黃錐的藍色火焰被形成了。燃氣在高流速下火焰的形狀變得松散和無規(guī)則。在更高流速下火焰完全遠離燃燒器，火焰被熄滅了。燃氣空氣空氣頂部的黃焰6.燃燒33預混火焰二次空氣一次空氣空氣口打開與一次空氣的部分燃燒黃色,黑色火焰空氣口關閉與二次空氣的不完全燃燒本生燈預混火焰不預混的火焰6.燃燒34火焰最熱點在內錐頂部的上面內錐就是火焰前端在燃氣與一次空氣中的氧氣反應的地方，內錐包裹沒有燃燒的空氣/燃氣混合物。在燃燒器和火焰根部間的死區(qū)，火焰通過熱量流失到燃燒器而熄滅。部分燃燒的熱產(chǎn)物（主要是氫和一氧化炭）被一次空氣中的氮氣沖淡。當與二次空氣中氧氣部分燃燒反應的產(chǎn)物形成水蒸氣和二氧化炭時，第二火焰（外錐）就形成了?？諝?燃氣混合物預混火焰6.燃燒35大氣式和完全預混式火焰對比：6.燃燒36最小的穩(wěn)定火焰正?；鹧娑袒鹧婊鼗鹪诨鹧娑丝冢斎細饬魉俳档蜁r，混合物流動速度接近它的燃燒速度（上面a和c）。當燃氣流速再降低時就會產(chǎn)生回火?；鹧娌徽顟B(tài)－回火6.燃燒37部分上升完全上升增加混合物流速引起脫火?；鹧娌徽顟B(tài)－脫火6.燃燒38二、燃氣性質三、燃氣運營一、行業(yè)概況四、燃氣安全主要內容39按輸氣壓力等級分類（七級）1低壓P＜0.01MPa2中壓B0.01MPa≤P≤0.2MPa

中壓A0.2MPa＜P≤0.4MPa

3次高壓B0.4MPa＜P≤0.8MPa

次高壓A0.8MPa＜P≤1.6MPa4高壓B1.6MPa＜P≤2.5MPa

高壓A2.5MPa＜P≤4.0MPa

1.壓力等級40氣源門站調壓站中壓干線儲存儲配站中壓管線低壓管線用戶長輸管線2.輸配系統(tǒng)組成41閥門中壓出口天然氣閥門放散閥調壓器流量表過濾器閥門高壓入口3.門站組成424.加臭燃氣加臭的必要性加臭的標準無毒燃氣－達到爆炸下限的20%時,應能察覺有毒燃氣－達到對人體允許的有害濃度時,應能察覺43加臭劑我國目前主要采用四氫噻吩（THT）作為加臭劑新奧規(guī)定燃氣加臭量為16－25mg/Nm34.加臭加臭劑選擇的原則對人體無害有難聞的臭味