天然气窑炉基础培

1、天然气窑炉基础培训菏泽宏远天然气有限公司一、天然气基础知识 天然气天然气是指通过生物化学作用及地质变质作用，在不同地是指通过生物化学作用及地质变质作用，在不同地质条件下生成、运移，在一定压力下储集的可燃气体。主质条件下生成、运移，在一定压力下储集的可燃气体。主要成分甲烷，分子式要成分甲烷，分子式CH4 1、常规天然气、常规天然气 气田气气田气：指产自天然气气藏的纯天然气。气田气组分以甲烷为主，还含有少量非烃组分，其低热值约为36MJ/m3。 石油伴生气石油伴生气：指与石油共生的、伴随石油一起开采出来的天然气。主要成分为甲烷、乙烷、丙烷和丁烷，还有少量戊烷和重烃。低热值约为45MJ/m3。 凝析

2、气田气凝析气田气：指从深层气田开采出来的含石油轻质馏分的天然气。凝析气田气除含有大量甲烷外，还含有25%戊烷及以上的碳氢化合物。低热值约为48MJ/m3。天然气基础知识 2、非常规天然气、非常规天然气 天然气水合物天然气水合物：俗称“可燃冰”，是天然气与水在一定条件下形成的类冰固态化合物。 煤层气煤层气：又称煤层甲烷气，是煤层形成过程中经过生物化学和变质作用以吸附或游离状态存在于煤层及固岩中的自储式天然气。成分以甲烷为主，含有少量的二氧化碳、氮、氢以及烃类化合物 页岩气页岩气：是以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩或高碳泥页岩中的天然气。 煤制天然气煤制天然气：SNG 天然气的基本性质天然气的基本

3、性质（正文（正文 宋体宋体 28号）号）1、热值、热值燃气热值是指单位数量(1kmol、lm3或1kg)燃气完全燃烧时所放出的全部热量。单位分别为kJ/kmol、kJ/Nm3、kJ/kg。燃气工程中常用kJ/m3，液化石油气有时用kJ/kg。燃气热值可分为高热值和低热值。n高热值高热值是指单位数量的燃气完全燃烧后，其燃烧产物和周围环境恢复至燃烧前温度，而其中的水蒸气被凝结成同温度水后放出的全部热量，n低热值低热值是指单位数量燃气完全燃烧后，其燃烧产物和周围环境恢复至燃烧前温度，而不计其中水蒸气凝结热时所放出的热量。单位换算：单位换算： 1 cal = 4.187 J 天然气低热值天然气低热值

4、中心值：中心值： 8700Kcal/Nm3 2、着火温度、着火温度燃气开始燃烧时的温度称为着火温度着火温度，又称燃点，燃点，不同可燃气体的着火温度不同。 纯天然气着火温度540度3、爆炸浓度极限、爆炸浓度极限燃气的爆炸浓度极限是燃气的重要性质之一，因为但燃气和空气混合后，如果这两种气体达到一定比例时，就会形成具有爆炸危险的混合气体。天然气爆炸极限：空气中的含量 5%-15%二、二、 燃气燃烧与应用燃气燃烧与应用025.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器5.3 燃气应用器具燃气应用器具5.1 5.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件一、燃气的燃烧特性一、燃气的燃烧特性（一）

5、燃气的燃烧CH4+2O2 = CO2+2H2O+35.91MJC3H8+5O2 = 3CO2+4H2O+93.24MJC4H10+6.5O2 = 4CO2+5H2O+123.65MJH2+0.5O2 = H2O+10.8MJCO+0.5O2 = CO2+12.64MJH2S+1.5O2 = SO2+H2O+23.38MJ5.1 5.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件5.1 5.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件5.1 5.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件5.1 5.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件5.1 5.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件（五）爆炸极限（四）燃烧速度燃气空气的混合气中，火焰面向未

6、燃气体方向传播或燃烧的速度燃烧速度（或火焰传播速度）。5.1 5.1 燃气的燃烧条件燃气的燃烧条件二、燃烧稳定性二、燃烧稳定性 燃烧稳定性是以有无脱火、回火、黄焰的现象来衡量的。n 离焰离焰：燃气离开火孔的速度大于燃烧速度，火焰就会在火孔上一定距离处，并有一些颤动。n 脱火脱火：如果燃气离开火孔的速度继续增大，火焰继续上浮，最后熄灭。n 回火回火：燃气离开火孔的速度小于燃烧速度，火焰会缩回火孔内部。n 黄焰黄焰：当燃烧时空气供给不足，此时火焰表面将形成黄色边缘，是由于不完全燃烧产生碳造成的。5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器5.2.1 5.2.1 燃烧器的分类与技术要求燃烧器的分类与技术要求

7、一、燃烧器的分类5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器二、对燃烧器的技术要求p 燃烧比较完全；p 燃烧稳定，当燃气压力和热值在正常范围内波动时，不发生回火和脱火现象；p 燃烧效率较高；p 在额定压力下，燃烧器能达到所要求的热负荷；p 结构紧凑、金属消耗少、调节方便、工作无噪音。5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器二、鼓风式扩散燃烧器5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器5.2.3 5.2.3 大气式燃烧器大气式燃烧器按照部分预混燃烧原理（0，1）设计的燃气燃烧器称为大气式燃烧器。一、大气式燃烧器的构造及工作原理图5-11 大气式燃烧器示意图1-1-调风板；调风板

8、；2-2-一次空气口；一次空气口；3-3-引射器喉部；引射器喉部；4-4-喷嘴；喷嘴；5-5-火孔火孔5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器n 大气式燃烧器的，（一次空气系数）通常在0.450.75之间。n 空气过剩系数的变化在1.31.8的范围。（一）引射器（一）引射器5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器（二）燃烧器头部（二）燃烧器头部燃烧器头部作用：将燃气空气混合气体均匀地分布到各火孔上，并进行稳定和完全的燃烧。5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器二、大气式燃烧器的特点及应用范围 与扩散式比较，火焰短，火力强，燃烧温度高； 与无焰式比较，热负荷调节范围宽，适应性强； 可燃烧不同性质的燃气，燃

9、烧效率较高，燃烧比较完全，烟气中CO含量较少； 可适应低压燃气； 引射器具有自调节性，当燃烧器热负荷在一定范围内变动时一次空气系数能自行维持一常数。5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器5.2.4 5.2.4 无焰式燃烧器无焰式燃烧器按照完全预混燃烧原理（ =， 1）设计的燃气燃烧器称为无焰燃烧器。5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器二、无焰式燃烧器的特点及应用范围p 无焰式燃烧器具有燃烧完全、过剩空气系数低（1.051.10）、火焰温度高、燃烧热强度高等特点。p 火焰稳定性差，以致头部结构复杂，噪音大。用于工业加热装置（采暖）。5.2 5.2 燃气燃烧器燃气燃烧器5.2.5 5.2.5 特殊燃

10、气燃烧器特殊燃气燃烧器一、低NOx燃烧器二、高速燃烧器三、平面火焰燃烧器四、浸没式燃烧器5.3 5.3 燃气应用器具燃气应用器具5.3.1 5.3.1 家用燃气用具家用燃气用具一、家用灶组成：燃烧系统、供气系统、辅助系统、 点火系统5.3 5.3 燃气应用器具燃气应用器具燃烧系统：大气式燃烧器燃烧系统：大气式燃烧器供气系统：燃气阀和输气管供气系统：燃气阀和输气管辅助系统：框架、灶面、锅支架辅助系统：框架、灶面、锅支架点火系统：点火器（压电陶瓷、电脉冲）、点火燃烧器点火系统：点火器（压电陶瓷、电脉冲）、点火燃烧器 5.3 5.3 燃气应用器具燃气应用器具5.3 5.3 燃气应用器具燃气应用器具5

11、.3 5.3 燃气应用器具燃气应用器具5.3 5.3 燃气应用器具燃气应用器具二、家用燃气热水器按使用气源：分成四类；按结构形式：快速热水器、容积式热水器（又分开放式、封闭式2种）；按排气方式：直排式、烟道式、平衡式；按控制方式：前制式热水器、后制式热水器；五部分组成五部分组成：水供应系统、燃气供应系统、热交换系统、烟气排除系统、安全控制系统。额定热水产率额定热水产率：在额定燃气压力及0.1MPa水压下，冷水流过热水器温升t=25时，每分钟流出的热水量。6、8、10、12、16、20L/ min。5.3 5.3 燃气应用器具燃气应用器具1、快速热水器的结构和工作原理1-热水阀；2-热交换器；3-蛇形管；4-热交换器壳体；5-主燃烧器；6-阀杆；7-进水阀；8-鼓膜；9-水阀体；10-水-气联动阀；11-电磁铁；12-过热保险丝；13-磁极；14-衔铁；15-弹簧A；16-阀盖A；17-阀盖B；18-弹簧S；19-旋钮；20-弹簧C；21-燃气管；22-热电偶；23-点火