燃气基础知识

燃气基础知识职业发展中心二○○八年十月目的让学员了解燃气的基本常识。2目标目标1

列出天然气的种类目标2

解释热值等相关参数目标3

描述燃气输配流程目标4列出燃气安全要点3二、燃气性质三、燃气运营四、燃气安全1.发展史2.现状3.趋势主要内容一、行业概况41.发展历史原始人钻木取火能源利用固态取暖烧烤泽中有火燃气……西汉开采并熬盐公元九世纪后照明、加热竹管输送1800年后开发利用天然气5新中国成立时只有9个城市有煤制气。五十年代焦炉余气六十年代初，四川、东北、华北等地区先后供应部分天然气；大中城市以液化石油气和开发重油制气为气源。七十年代受资源和政策限制，略有发展－主要为煤气厂。八十年代，液化石油气的供应量逐步增加并做为优质民用燃料进入千家万户。九十年代至今，燃气事业进入飞速发展时期。1.发展历史6中国的人工煤气发展了140多年（世界210年）纵的方面：煤气－油制气－液化石油气－天然气横的方面：照明－炊事－能源工业1.发展历史7三种气源并存是目前我国城市燃气事业发展的特点全球公认的最清洁能源，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，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％一些能源界人士认为，中国天然气行业的黎明已经来临。一场以天然气为主力军的历史性能源革命正在展开2.现状8天然气是21世纪的主要能源3.发展趋势9能源替代角度19世纪以前是柴草的世纪；19世纪是煤炭的世纪；20世纪是石油的世纪；21世纪是天然气的世纪储量角度全球已探明储量的石油还可用40－60年，已探明的天然气可用60年，专家还发现在钻井到3000米以后，石油将越来越让位于天然气，目前人类在陆地已可钻井13000米，海平面下2500米也可钻探，所以天然气产量还会增加。3.发展趋势10燃气开发角度西气东输引进LNG海洋天然气上岸引进俄罗斯及中亚国家的天然气开发利用煤层气新疆广汇LNG项目燃气发展思路用20年左右的时间使用天然气先在国内联网，后国际联网，进而向全球寻求能源安全，充分利用国外能源3.发展趋势11二、燃气性质三、燃气运营四、燃气安全一、行业概况主要内容121.定义生物、化学作用地质变化多孔岩石－深层地下气床天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质变化作用，在不同地质条件下生成、转移，在一定压力下储集，埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。13(1)中国城市燃气分类天然气人工煤气液化石油气引用标准：《城市燃气分类》GB/T136112.分类14类别华白数W［MJ/m3（Kcal/m3）］燃烧势标准范围标准范围人工煤气7R32.7(7800)30.4(7254)-34.9(8346)12172-128天然气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液化石油气19Y81.2(19387)76.9(18379)-92.7(22125)4842-49中国分类标准2.分类15气田气：石油伴生气：凝析气田气：矿井气：(2)天然气种类2.分类

由气井开采出的可燃气体。主要成分是甲烷，约占98％左右。热值：38MJ/NM3。随石油开采一起喷出，经分离而获得。甲烷含量较高，热值：42MJ/NM3天然气开采过程中，从天然气中凝析出的一部分石油轻质馏分。戊烷含量较高，热值：46MJ/NM3。原煤开采中，从井下煤层中抽出的可燃气体。CH4含量约为30-55%。热值：18.84MJ/NM3。16天然气成分随气源位置不同而不同,甲烷总是主要成分。天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性，易燃、易爆气体。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。成分稳定，火焰清洁度高，燃烧后无杂质，无难闻气味。管道输送，源源不断，没有晃瓶、突然断气、频繁换罐的烦恼。

价格稳定。3.天然气性质与特点17组成成分廊坊市天然气含量（％）新疆塔里木天然气含量（％）

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氮气(Ν2)0.420.97二氧化碳(CO2)1.660.47低热值高热值41MJ/Nm345.28MJ/Nm336.4MJ/Nm340.4MJ/Nm3中国的天然气3.天然气性质与特点18(1)热值定义：单位质量或体积的燃料完全燃烧所释放出的热量。分类：高热值、低热值低热值=高热值-水蒸气的汽化潜热单位：千焦耳/千克（KJ/kg）,千焦/标准立方米（KJ/Nm3）、卡1cal=4.1868J天然气：

40KJ/Nm3液化石油气：104KJ/Nm34.参数19当温度不超过某一数值时，对气体进行加压，可以使之液化,当超过这一数值时加多大的压力都不能时使它液化，这一温度为该气体的临界温度;在临界温度下，使其液化的最低压力为临界压力。气体的临界温度越高，越易液化。空气-142.5℃

水蒸汽373℃常温常压下为液体丙烷20℃加压8.5大气压液化

甲烷-82.3℃4.64MPa(2)临界参数4.参数20(3)沸点定义:液体的饱和蒸汽压力与一定的外界压力相等时的温度称为该压力下的沸点。[注意]沸点温度与压力有关

如：1大气压，丁烷沸点-0.5℃,冬天不易汽化

1大气压，丙烷沸点-42.17℃,冬天易汽化

1大气压，戊烷、戊烯沸点27－36℃

北方地区液化石油气中,丙烷含量应高些4.参数21密度：物质的密度()是指物质单位体积的质量。气体密度单位：千克每立方米(kg/m3)。天然气密度大约是0.75-0.8Kg/Nm3比较不同物质的密度要将它们与一个标准联系起来：气体的比较标准就是空气。(4)密度4.参数22(5)相对密度燃气密度（在一定条件下）空气密度（在相同条件下）RD＝燃气的相对密度（RD）是指燃气密度(g)与同温同压下空气密度(a)的比值。4.参数23(6)华白数华白数是一项反映燃具热负荷恒定状况的指标，又称热负荷指数或华白指数。设定两种不同热值和密度的燃气，只要他们的华白数相同，就能在同一燃具上获得同一热负荷。4.参数24(7)燃烧势燃烧势是反映燃气燃烧火焰产生离焰、回火、黄焰和不完全燃烧倾向性的一项反映燃具燃气燃烧稳定状态的综合指标。在燃气工程中对不同类型燃气间互换时表示燃烧稳定状态的特性指数。4.参数25着火温度：燃气与空气混合物开始燃烧反应的自燃的最低温度。甲烷的着火温度是540℃。燃烧温度：燃气按燃烧反应方程式完全燃烧时产生的理论温度。甲烷的理论燃烧温度是1970℃。燃烧速度：垂直于燃烧焰面，火焰向燃烧气体方向传播的速度，就是火焰传播速度。甲烷最大燃烧速度为0.38米/秒。4.参数26可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。当空气中含有天然气浓度增加到不能引起爆炸浓度点称为爆炸上限（UEL），因为无法维持继续燃烧；当空气中含有天然气浓度减少到不能引起爆炸浓度点称为爆炸下限（LEL），因为燃烧产生的热量不足以弥补散失的热量。(8)爆炸浓度极限（爆炸极限）4.参数27天然气的爆炸极限爆炸浓度范围天然气5%-15%爆炸浓度下限爆炸浓度上限空气中燃气的百分含量4.参数28－液化天然气天然气沸点：-162℃LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，天然气液化是一个低温过程，在温度不超过临界温度（-82℃），对气体进行加压0.1MPa以上，可以使天然液化，其体积缩小600倍。LNG5.缩略词29－压缩天然气天然气经加气站加压后，压力达到20-25MPa，再经过高压深度脱水充装进入高压钢瓶组槽车储存，通过公路运输方式，把其送至使用城市。它与管道天然气的组分相同。CNG可作为车辆燃料利用CNG、LNG不可用于长输管线输送气源CNG5.缩略词30以凝析气田气、石油拌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。主要组分：丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。常压下的沸点-42.7℃。热值为108.44MJ/NM3左右。由气态变为液态时，体积缩小250－300倍。含少量戊烷、戊烯，这些组分的沸点高（27℃－36℃），常温常压下不易气化，叫残液爆炸极限：1.5％－9.5％LPG－液化石油气5.缩略词31燃烧种类燃烧的种类有很多，基本分成三大类：扩散式大气式完全预混式6.燃烧32火焰在很低流速下，一束带有黄锥的蓝色火焰被形成了。燃气在高流速下火焰的形状变得松散和无规则。在更高流速下火焰完全远离燃烧器，火焰被熄灭了。燃气空气空气顶部的黄焰6.燃烧33预混火焰二次空气一次空气空气口打开与一次空气的部分燃烧黄色,黑色火焰空气口关闭与二次空气的不完全燃烧本生灯预混火焰不预混的火焰6.燃烧34火焰最热点在内锥顶部的上面内锥就是火焰前端在燃气与一次空气中的氧气反应的地方，内锥包裹没有燃烧的空气/燃气混合物。在燃烧器和火焰根部间的死区，火焰通过热量流失到燃烧器而熄灭。部分燃烧的热产物（主要是氢和一氧化炭）被一次空气中的氮气冲淡。当与二次空气中氧气部分燃烧反应的产物形成水蒸气和二氧化炭时，第二火焰（外锥）就形成了。空气/燃气混合物预混火焰6.燃烧35大气式和完全预混式火焰对比：6.燃烧36最小的稳定火焰正常火焰短火焰回火在火焰端口，当燃气流速降低时，混合物流动速度接近它的燃烧速度（上面a和c）。当燃气流速再降低时就会产生回火。火焰不正常状态－回火6.燃烧37部分上升完全上升增加混合物流速引起脱火。火焰不正常状态－脱火6.燃烧38二、燃气性质三、燃气运营一、行业概况四、燃气安全主要内容39按输气压力等级分类（七级）1低压P＜0.01MPa2中压B0.01MPa≤P≤0.2MPa

中压A0.2MPa＜P≤0.4MPa

3次高压B0.4MPa＜P≤0.8MPa

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

高压A2.5MPa＜P≤4.0MPa

1.压力等级40气源门站调压站中压干线储存储配站中压管线低压管线用户长输管线2.输配系统组成41阀门中压出口天然气阀门放散阀调压器流量表过滤器阀门高压入口3.门站组成424.加臭燃气加臭的必要性加臭的标准无毒燃气－达到爆炸下限的20%时,应能察觉有毒燃气－达到对人体允许的有害浓度时,应能察觉43加臭剂我国目前主要采用四氢噻吩（THT）作为加臭剂新奥规定燃气加臭量为16－25mg/Nm34.加臭加臭剂选择的原则对人体无害有难闻的臭味