天然气燃烧特性课件

天然气气质变化对燃烧的影响1同济大学姜正侯上海市燃气管理处席德粹一、燃气的分类二、燃气轮机对燃烧的要求三、天然气的物理、化学、燃烧特性四、天然气的组分和特性参数五、天然气的质量标准六、燃气轮机对天然气的质量要求七、结论2一、燃气的分类31、天然气以CH4为主要成分,尚有C2H6、C3H8、N2、CO2等成分，属热值较高的燃气。2、液化石油气 以C3H8、C3H6、C4H10、C4H8为主要成分，属热值最高的燃气。3、人工燃气以煤、油为原料生产的燃气,由H2、CO、CH4、CnHm

、CO2、N2、O2等组成.属热值中等或较低的燃气。以上三类燃气都适用于燃气轮机,但以天然气为最优。三类燃气的燃烧特性和设计参数各不相同。二、燃气轮机对燃烧的要求41、热负荷稳定2、燃烧火焰稳定不脱火、不回火、燃烧完全（不结炭、烟气中CO、CH4等残留物少）。3、热效率高过剩空气系数小，燃烧完全度高。4、排放物符合环保要求CO、SO2、NOX、固体颗粒等排放物不超标。5、不损坏机器.燃烧前与燃烧后的腐蚀、磨损、损伤、堵塞。固体杂质、液滴、水露、烃露、硫化物、痕量金属。三、天然气的物理、化学和燃烧特性51、组分2、密度、相对密度3、热值 （高热值、低热值）4、华白数W （热负荷指数）5、燃烧势CP代表燃烧速度的快慢、火焰传播速度的快慢6、水露点7、烃露点8、着火温度与着火浓度9、爆炸极限610、固体颗粒含量11、硫含量12、金属含量13、其他（压缩系数、粘度、比热等）以上这些特性都可以按天然气组分计算或实验测定下限上限纯CH45%15%纯C2H62.9%13%四、天然气的组分和特性参数7成分塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙

LNG印尼东周

LNGCH496.22694.7088.4888.77496.64C2H61.7700.556.687.5421.97C3H80.3000.080.352.5880.34iC4H100.0620.01nC4H100.0750.01iC5H120.020nC5H120.016C6H140.051成分塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙

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LNGC7+0.038CO20.4732.713.52N20.9671.920.970.0740.90He0.02H2S0.002H2O其他1.0220.15总计1001001001001008注：1、不同资料来源数据略有不同2、天然气均以CH4, C2H6为主要成分3、上述天然气均属《城市燃气分类》中的12T天然气的若干特性参数（0℃、101.328kPa）9特性单位纯甲烷塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙

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LNG密度kg/m30.71740.74990.76700.81900.79200.7377相对密度0.55480.57990.59320.63340.61250.5705高热值MJ/m3(kcal/m3)39.842(9516

)40.282(9621)38.224(9130)40.306(9627)43.296(10341)40.233(9609)低热值MJ/m3(kcal/m3)35.906(8576)36.336(8679)34.456(8230)36.398(8694)39.145(9350)36.286(8667)华白数（高）MJ/m3(kcal/m3）53.494(12777)52.895(12633)49.628(11854)50.648(12097)55.323(13214)53.268(12723)华白数（低）MJ/m3(kcal/m3)48.209(11515)47.716(11397)44.736(10685)45.738(10924)50.019(11947)48.042(11475)燃烧势40.339.837.438.741.840.2特性单位纯甲烷塔里木气陕甘宁气东海气西澳卡拉沙

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LNG最低着火温度℃540运动粘度m2/s14.5气体常数J/kg.k518临界压力MPa4.641临界温度K190.7临界压缩因子0.290空气中爆炸极限（上限）%15空气中爆炸极限（下限）%5定压比热kJ/m3.K1.545绝热指数1.309导热系数W/m.K0.0302410五、天然气的质量标准11GB50028—98《城镇燃气设计规范》规定：1、城镇燃气应按基准气分类,其热值和组分的波动应符合城镇燃气互换性的要求。2、城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按现行的国家标准《城镇燃气分类》GB/T 13611的规定采用，并应适当留有余地。3、天然气的热值、总硫和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准《天然气》GB17820的一类气或二类气的规定。4、在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的烃露点应比最低环境温度低5℃，天然气中不应含有固态、液态或胶状物质。以上质量标准对燃气轮机基本上也适用。燃气华白数（高）

MJ/m3(kcal/m3)燃烧势类别标准范围标准范围天然气10T43.8（10451）41.2~47.3（9832）

~（11291）3331-34天然气12T53.5（12768）48.1~57.8（11495）

~（13796）4036-88天然气13T56.5（13500）54.3~58.8（12960）

~（14040）4140-9412GB/T13611-92《城市燃气的分类》（摘录）GB50028-93推荐的10T和12T天然气华白数波动范围（MJ/m3）13类别标准（基准气）GB/T13611-92范围城镇燃气商品气范围10T43.841.2~47.3-5.94%~8.00%42.49~45.99-3%~5%12T53.548.1~57.8-10.1%~8.0%50.83~56.18-5%~5%GB17820《天然气》（摘录）天然气的技术指标14《城镇燃气设计规范》规定应使用一类或二类气,但CO2含量可放宽。项目一类二类三类实验方法高热值(MJ/m3)>31.4GB/T11062总硫（以硫计）(mg/m3)<=100<=200<=460GB/T11061硫化氢(mg/m3)<=6<=20<=460GB/T11060.1二氧化碳(体积<=3.0GB/T13610%)水露点(℃)在天然气交接点的压力和温度条件下,天然气的水露点应比最低环境温度低5℃GB/T17283国标对城镇天然气12T的具体质量要求15高热值华白数允许波动范围总硫（以硫计）硫化氢±5%<=200mg/m3<=20mg/

m3水露点、烃露点：在天然气交接点的压力和温度条件下，应比最低环境温度低5℃不应有固态、液态或胶状物质>33.7>31.4MJ/m3（0℃时）MJ/m3（20℃时）六、燃气轮机对天然气的质量要求性能指标高限低限说明低热值4MJ/m3校正华白数+5%-5%超过范围时可协商过热度50F(27.8℃)高于水露点或烃露点的度数天然气组分CH410085占反应物体积%C2H6150同上C3H8150同上C4+50同上H200同上CO150同上O2100同上CO2150占天然气总量体积%16N300同上性能指标高限低限说明惰性气体总量300占天然气总量体积%硫中国国标规定符合要求芳烃（苯，甲苯等）需要提出数据0当天然气预热温度较高时会生成胶状物固体颗粒总量

ppmw23-350尚需乘以天然气低热值/纯甲烷低热值>10μ颗粒

ppmw0.2-0.40同上痕量金属（钠、钾）ppmw0.80同上。一般天然气中只含有由盐水带入的钠，钾液滴00液滴会损坏机器部件点火性能应符合一般天然气的点火性能，否则需协商供气压力与燃气轮机型号有关，供货方应提出建议。压力波动可通过调压器稳压。

17结