燃气常识讲座

1、燃气知识讲座哈尔滨中庆燃气公司培训中心1 第四讲 燃气用具内容提要 第一讲 燃气分类及性质 第三讲 天然气的生产与应用 第二讲 城镇燃气的质量要求2绪论能源与燃气一、能源的发展过程和趋势18世纪60年代起 煤炭替代薪柴能源结构的第一次大转变20世纪20年代起煤炭、石油、天然气能源结构的第二次大转变本世纪前半期新能源难以大规模利用,正是天然气为主的时期3绪论能源与燃气二、我国燃气的发展历程 历史悠久：468年四川天然气煮盐 1865年 上海人工煤气第一阶段：20世纪80年代前人工煤气第二阶段：20世纪80年代90年代前期 人工煤气、天然气、液化石油气等多种气源并存格局第三阶段：90年代后期天然气

2、时代来临4绪论能源与燃气三、我国天然气资源状况我国常规天然气总资源量为38.04万亿立方米，其中陆上资源量29.9万亿，海上资源量8.14万亿。探明可采储量约为1.13万亿立方米。天然气资源分布于13个盆地，其中以塔里木、四川盆地资源最丰富，占总资源量的41.3。盆地资源量/亿m3占总量盆地资源量/亿m3占总量松江98692.6吐哈36511.2渤海211815.5长江近海口65131.7四川7357519.4东海248036.5鄂尔多斯4179711琼东南162534.2准格尔122893.2莺歌海223905.9柴达木90002.4珠江口129873.4塔里木8389621.9总量3382

3、0588.95 已建成天然气工程：1、1997年 陕甘宁北京2、新疆上海（西气东输，西部大开发的标志性工程）2002年开工，2004年8月全线完工，全长4200km九省一市管径 d=1016mm，输气压力 P=10MPa输气能力 120亿m3 /年，第一期工程投资将达1200亿元绪论能源与燃气6绪论能源与燃气在建天然气工程： 1.俄气南供2.进口液化天然气（LNG）东南亚、澳大利亚广州3.近海天然气（1）南海气田海南、广州、香港（2）东海气田上海、浙江（3）渤海气田天津、山东4.煤层气开发：中东部7第一讲 燃气分类及性质 一、燃气的概述燃气是各种气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供城市居民和

4、工业企业使用。 1、燃气的组成 燃气是易燃、易爆的混合气体，有些燃气还具有毒性可燃成分：氢气、一氧化碳、甲烷及碳氢化合物（烃类）；不可燃成分：二氧化碳、氮气等惰性气体，还有少量氧气和微量杂质（硫化氢、焦油、萘）。2、城镇燃气城镇燃气是指作为燃料使用并符合一定要求的气体燃料，包括天然气（含煤层气）、液化石油气和人工煤气等。8第一讲 燃气分类及性质二、燃气的分类燃气按其成因或生产方式的不同大致可分为三大类：天然气、人工燃气、液化石油气。生物气（沼气）习惯上另作一类。1、天然气(用T表示) 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。按形成条件不同分为5

5、种：气田气、油田伴生气、凝析气田气、煤层气和矿井气。按烃组分含量不同可分为：干气和湿气、富气和贫气、酸性气体和洁气等。9第一讲 燃气分类及性质(1)气田气:从气田开采出来的纯天然气。组分：甲烷；少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。(2)油田伴生气:随石油一起开采出来、经分离而获得。组分：主要是甲烷，其它乙烷、丙烷、丁烷等。(3)凝析气田气:含有少量石油轻质馏分的天然气。组分：甲烷；少量戊烷等。(4)矿井气:是从煤矿矿井中抽出的可燃气体。组分：主要是甲烷。(5)煤层气:是成煤过程中所产生并聚集在合适地质构造中的可燃气。10第一讲 燃气分类及性质2、人工燃气 （用R表示）以固体或液

6、体可燃物为原料，经各种热加工制得的可燃气体称为人工燃气。 煤煤气 石油及副产品油制气干馏煤气煤隔绝空气加强热。气化煤气煤、焦炭在高温下与气化剂（空气、水蒸气、纯氧气等），通过化学反应得到。油制气以石油及副产品为原料，经过高温裂解制成的燃气。11第一讲 燃气分类及性质3、液化石油气（用Y表示） 以凝析气田气、石油伴生气或炼厂气为原料气，经加工而得的可燃物质为液化石油气。其主要组分为丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。4、生物气：各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，在微生物作用下，经生化作用产生的可燃气体称为生物气，亦称沼气。其主要组分为甲烷和二氧化碳，还有少量氮和一氧化碳。12第一讲 燃气分类及性质三、燃气

7、的基本性质1、物理化学性质燃气的物理、化学性质用质量分率、容积分率、摩尔分率、平均密度、比容、相对密度、临界参数、粘度、含湿量等参数表示。2、热力学性质和燃烧特性常用气化潜热、热值、华白指数、着火温度和爆炸极限来表示。13第一讲 燃气分类及性质燃气热值1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气热值，单位为KJ/Nm3（千焦/标准立方米）。 华白指数华白指数是一个互换判定参数，直观地反映了燃气燃烧特性与燃气物理特性的关系。为了保证燃烧器具的燃烧稳定，华白指数的波动范围，一般不超过5%。 华白指数W计算公式如下：式中 W燃气的华白指数(MJ/); Hh燃气的高热值（MJ/Nm3）； S燃气的相对密

8、度。14第一讲 燃气分类及性质着火温度燃气开始燃烧时的温度称为着火温度，不同可燃气体的着火温度不同。 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，因为当燃气和空气（或氧气）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。该气体与火焰接触时，即形成爆炸。天然气爆炸极限为：5%15%；人工燃气：5%49%；液化石油气：2%10%；生物气：5%16%。15第一讲 燃气分类及性质四、燃气互换性互换性是燃气的重要指标。具有多种气源的城市，常常会遇到两种情况：一种是，随着燃气供应规膜的发展和制气方式的改变，某些地区原来使用的燃气可能由其他一种性质不同的燃气所代替；另一种是，基

9、本气源发生紧急事故，或在高峰负荷时，需要在供气系统中掺入性质与原有燃气不同的其他燃气。16第二讲 城镇燃气的质量要求一、人工燃气的质量标准焦油与灰尘：其危害主要是堵塞管道和用气设备。 规范规定每标准米3中人工燃气所含焦油和灰尘小于10mg硫化物：燃气中的硫化物分为无机硫和有机硫。主要指硫化氢和二硫化碳。空气中硫化氢浓度大于910mg/m3时，人吸入1，就会严重中毒。有机硫除具有一定的毒性外，还会腐蚀燃气用具。规范规定每标准米3人工燃气中硫化氢含量应小于20mg。一氧化碳:一氧化碳是无色、无味、有剧毒的气体。若空气中含有0.1%（体积比）的一氧化碳，呼吸一小时，会引起头痛和呕吐，含量达到0.5%

10、 （体积比）时，经2030min,将危及生命。要求城市中一氧化碳含量应小于10%。氧化氮：氧化氮的燃烧产物对人体有害，空气中含有0.01%体积的氧化氮时，短时间呼吸后，支气管将受刺激，长时间呼吸会危及生命。17第二讲 城镇燃气的质量要求二、天然气的质量标准1.硫化氢的含量。规范要求一类气应小于6/3，二类气应小于20/3。2.二氧化碳。二氧化碳是一种腐蚀剂，会对管道和设备进行腐蚀，降低天然气的热值，增加了燃烧后的烟气排放量。规范要求天然气中二氧化碳含量小于3.0%（体积比）。3.热值。规范中规定，天然气的高热值应大于31.4MJ/Nm3。4.灰尘及其他杂质。天然气中的灰尘主要是氧化铁尘粒，是由

11、管道腐蚀而产生的。规范中规定，每标准立方米天然气中灰尘含量应小于20，而且不得含有其他固态、液态或胶状物质。18第二讲 城镇燃气的质量要求三、城市燃气的加臭1.加臭要求（按GB50028-932002规定）（1）无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%时，应能察觉。 （2）有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有毒浓度时，应能察觉。（3）对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达到0.02(体积百分数)时，应能察觉。2.加臭剂的类别和加臭量加臭剂一般为硫醇类和带环状的硫化物两种。我国目前主要采用四氢噻吩（THT）和乙硫醇（EM）。19第三讲 天然气的生产与应用一 、天然气的生成天然

12、气是指有机物质如海洋或湖泊中的动、植物残骸，在特定的环境中经物理和生物化学作用及地质变化作用，在不同地质条件下生成、转移，在一定的压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的可燃气体。 二、天然气的基本性质天然气是无色无味无毒无腐蚀性，易燃易爆的气体。天然气比空气轻，易挥发，不易聚集，安全性能好。天然气中各组分均可彻底燃烧，燃烧后不产生灰粉等固体杂质，是完全清洁的燃料。 20第三讲 天然气的生产与应用三、天然气发展现状目前世界能源的三大支柱：煤炭、石油、天然气。天然气现已成为世界各国改善环境和维持经济可持续发展的最佳能源选择。世界各国能源结构将逐步围绕天然气作巨大的调整。在中国能源结构中，到2020年

13、，预测天然气占一次能源消费总量的比例将从现在的4上升至10。21第三讲 天然气的生产与应用四、天然气开采集输天然气集输系统的主要设施有井场装置、集气站、矿场压气站、天然气处理厂和输气干线首站等；主要工艺流程包括油气分离、处理、计量、储存、输送，轻质油回收、污水处理等。井场装置井场装置井场装置集气站矿场压气站天然气处理厂干线首站进入输气干线22第三讲 天然气的生产与应用五、天然气的应用天然气的用途 发 电工业燃料化工原料民用燃料23第三讲 天然气的生产与应用1、天然气在电力工业中的应用天然气主要可用于发电，发电效率高，建设成本低，建设速度快；另外，燃气轮机启停速度快，调峰能力强，耗水量少，占地少

14、。2、天然气在化工行业中的应用天然气可用作化工原料。化工领域是天然气的第二用户，近四分之一的天然气被用作化工原料，其中90%以上用于生产化肥。24 第三讲 天然气的生产与应用3、天然气作为汽车能源天然气汽车在国内外都有迅猛发展之势。天然气作为燃料燃烧完全、结炭少、减少气阻和爆震。会使发动机使用寿命延长23倍，降低维修费用50%，天然气价格比汽油价格低20%40%。4、天然气作为居民及商服用气 天然气广泛用于民用及商业，如：燃气灶具、热水器、采暖及制冷等，也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。25 第三讲 天然气的生产与应用六、天然气与其它类燃气的比较1、天然

15、气与人工燃气的比较天然气的热值比人工燃气高，在同样热负荷下可充分发挥城市管网的输气能力，提高输气的经济性。人工燃气一般供气压力较低，供气压域小；天然气供气压力高，可长距离输送。人工燃气是煤或油转化的产物，依然存在灰渣、废水等处理问题。人工燃气含较多的一氧化碳，少量泄漏就会对人体造成危害，甚至致人死亡；天然气(指商品气)组分无毒，只有大量泄漏，使空气中氧浓度降低才会造成人体的窒息。26 第三讲 天然气的生产与应用2、天然气与液化石油气的比较天然气操作简单，占据空间小，使用方便，安全性能好。天然气比空气轻，容易逸散;液化气比空气重，不易扩散。因此液化气爆炸、失火的危险比天然气大些。管道液化气和瓶装

16、液化气，其在室内的管道压力和灶前压力均大于天然气在该状况时的压力。27第三讲 天然气的生产与应用3、天然气与空混气的比较空混气是空气和液化石油气以一定比例相混合而成的，适应管道输送，是20世纪90年代在国内广泛使用的一种替代性气源。空混气替代的是天然气。因此在按比例掺混时，一般均以接近天然气的燃烧特性为依据。 空混气比空气重，不易散发。热值通常高于天然气。28 第三讲 天然气的生产与应用 燃气中毒症状表现一是轻度中毒 ：患者可出现头痛、头晕、失眠、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏力、心动过速、短暂昏厥。血中碳氧血红蛋白含量达10%-20%。二是中度中毒：除上述症状加重外，口唇、指甲、皮肤粘膜出现樱桃红

17、色，多汗，血压先升高后降低，心律失常，烦躁。症状继续加重，可出现嗜睡、昏迷。血中碳氧血红蛋白约在30%-40%。经及时抢救，可较快清醒，一般无并发症和后遗症。三是重度中毒：迅速进入昏迷。初期四肢肌张力增加，或有阵发性强直性痉挛；晚期肌张力显著降低，患者面色苍白或青紫，血压下降，瞳孔散大，最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者可有严重合并症及后遗症。29一、燃气的燃烧条件1、燃烧天然气和氧气在达到一定浓度及一定温度下可以燃烧，燃烧产物主要是水和二氧化碳，当氧气不足时，燃烧会产生CO。2、燃气的燃烧条件:有氧气(空气)存在。燃气与空气混合达到一定比例。有点火源，而且点火源要具有一定的温度和能量。第四讲

18、 燃气用具30二、燃烧器的分类1、按一次空气系数分类扩散式燃烧器：燃气中不预混空气，一次空气系数a0。大气式燃烧器：燃气中预先混入一部分空气a0.20.8。无焰式燃烧器：燃气和空气完全预混，a1。2、按空气的供给方式分类引射式燃烧器：空气被燃气射流吸入或者燃气被空气射流吸入。鼓风式燃烧器：用鼓风设备将空气送入燃烧系统。自然引风式燃烧器：靠炉膛中的负压将空气吸入燃烧系统。3、按燃气压力分类低压燃烧器：燃气压力在5kpa以下。高（中）压燃烧器：燃气压力在5kpa至0.3Mpa.第四讲 燃气用具31第四讲 燃气用具三、燃气的燃烧方法： 1、扩散式燃烧：在燃烧之前，燃气不与空气混合，不形成混合气，只是

19、把燃气喷射到空气中，使其燃烧。燃烧所需的空气，全为二次空气，不混入一次空气。2、大气式燃烧：把燃烧范围内的空气作为一次空气混入燃气，在适当条件下燃烧，由于燃烧稳定性而形成火焰的内焰锥和外焰锥。大气式燃烧，是将燃气由喷嘴喷出，由于喷射作用，吸引了周围的空气，成为一次空气。3、完全预混式燃烧：完全预混式即完全燃烧所需的空气量全为一次空气，燃气与空气混合后，在一定条件下燃烧，不需要二次空气。 32四、民用燃具1、民用燃具构造大气式燃烧器是由引射器和燃烧器头部组成。引射器组成由喷嘴、吸气收缩管、混合管和扩散管组成。引射器：其主要作用是以燃气引射空气，使二者均匀混合，以保证燃烧器的稳定工作。燃烧器头部：

20、其作用是将燃气、空气混合物均匀的分布到各火孔上，在火孔上进行稳定和完全的燃烧。头部可分为单孔和多孔，民用灶具通常用多孔。第四讲 燃气用具大气式燃烧器示意图1调风板；2次空气口；3引射气喉部;4喷嘴；5火孔33第四讲 燃气用具2、燃气灶工作原理 燃气在一定的压力下,以一定的流速通过通气管进入阀体，然后经阀体喷嘴喷出,进入燃烧器,燃气靠本身的喷射负压能量吸入一次空气,在燃烧器内燃气和一次空气混合,然后,经火盖火孔或火缝均匀流出,最终再和二次空气混合，然后进行充分平稳的燃烧,形成蓝色的火焰。34第四讲 燃气用具五、燃气燃烧的稳定性1、完全燃烧 燃气完全燃烧时，环境提供助燃空气量足以令可燃气体燃烧，只

21、产生二氧化碳和水份，是最理想的燃烧工况。火焰呈透明的蓝色。2、不完全燃烧的危害性 燃气燃烧时，环境未能提供足够助燃空气令可燃气体燃烧，除产生二氧化碳和水份外，还产生一氧化碳。一氧化碳是无色无味，有毒性及不易察觉。 35第四讲 燃气用具 3、回火回火是燃烧火焰回到燃烧器内腔或喷嘴处的现象。回火会使燃烧中断，火焰熄灭，造成大量漏气。出现此现象时，应调小炉底的风门开度。4、脱火脱火是火焰完全脱离火孔的现象。脱火严重时造成火焰熄灭，使燃气泄漏，容易发生爆炸着火或中毒事故。出现此现象时，应调小炉底的风门开度。5、黄焰黄焰是燃气不完全燃烧的现象。产生黄焰不仅浪费燃气，而且烟气中会产生一氧化碳，使人中毒。出现此现象时，应调大炉底的风门开度。36第四讲 燃气用具六、燃气具的日常维护火焰的调节理想的火焰呈淡