新人培训燃气基础知识

燃气基本知识和安全管理知识主讲人：叶永茂

第一节

燃气基础知识一、燃气基础知识（一）燃气的基本性质燃气是气体，同时又具有燃烧的性质。燃气不但可以流动，而且可以压缩和膨胀。燃气的体积大小与它所承受的压力和自身的温度有关。压力越高，燃气的体积就越小；温度越高，燃气的体积就越大。这是人们在生活中切身感受到的。实验证明，一定量的气体，在恒定的温度下，气体的体积与压力成反比。

第一节

燃气基础知识气体的临界温度越高，越易液化。天然气主要成分甲烷的临界温度低，故较难液化；而液化石油气的碳氢化合物的临界温度较高，故较易液化。气体温度距临界温度越小，则液化所需压力越小。例如20℃时使丙烷液化的绝对压力为0.846MPa，而当温度为-20℃时，液化石油气在0.248MPa绝对压力下即可液化。（二）燃气的液化、临界压力、临界温度任何物质都有固态、液态和气态三态变化。燃气也不例外。但物质的三态变化是有条件的。物质由气态变成液态，必须具备两方面条件：一是压力、二是温度。温度不超某一数值，对气体进行加压，可以使气体液化，而在该温度以上，无论加多大压力都不能使气体液化，这个温度就叫该气体的临界温度。在临界温度下，使气体液化所必须的压力叫作临界压力。12345燃气的种类

液化天然气（LNG--liquefiednaturalgas的缩写形式)焦炉煤气液化石油气-空气混合气（LPG-airmixture）（三）燃气的种类及其主要特性液化石油气（LPG--liquefiedpetroleumgas的缩写形式天然气（NG------naturalgas的缩写形式）

1.液化石油气

液化石油气是开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。目前我国供应的液化石油气主要来自炼油厂的催化裂化装置。液化石油气产量通常约占催化裂化装置处理量的7-8%。液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、丁烷（C4H10）和丁烯（C4H8），习惯上又称碳三、碳四，即只用烃的碳原子（C）数表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小250倍，即液、气态体积之比为1：250。丙烷（C3H8）丙烯（C3H6）液化石油气的液态比水轻，密度只有0.56-0.65t/m3,（水是1），气态密度为1.9-2.5kg/Nm3，比空气重（空气1.29kg/Nm3），因此，气态易沉积于低洼处。液化石油气的低热值为108.4MJ/Nm3，液化石油气无色、无味、无毒。丁烯（C4H8），

2.天然气天然气一般可分为四种：从天然气气井开采出来的气田气称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，称石油伴生气；含石油轻质馏分的天然气称凝析气田气；从煤矿井下煤层抽出的天然气称煤矿矿井气。现代科学技术可以将天然气物压缩和液化（CNG、LNG），便于储存和运输。从而扩大了天然气的应用领域。将天然气压缩到20Mpa，可使储存容器的储气能力为常压的200倍；将天然气冷冻到上图为冷冻情况下的板栗园天然气储备罐。使储存容器的储气能力为常温常压的－161.6℃制成LNG,压力为常压，体积约为气体的1／600，可600倍。天然气既是制取合成氨、炭黑、乙炔等化工产品的原料气，又是优质燃料气，是理想的城市气源。由于开采、储运和使用天然气既经济又方便，所以近些年来，许多国家大力发展天然气工业。纯天然气（简称天然气）的主要成份为甲烷（80-98%），(新疆广汇的为86.23%)，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等堕性气体。液态密度0.47t/Nm3左右，气态密度为0.75-0.8kg/Nm3，比空气轻，低热值为36.74MJ/Nm3（8777cal/Nm3,200C、1atm），液气态体积比为1：620-650。天然气是无色、无味、无毒的气体，对生理无害，但有窒息作用。当其在空气中浓度达到10%时，可使人窒息死亡。甲烷

3.液化天然气天然气的主要成分是甲烷，在常温下，无法仅靠加压将其液化。需要采用天然气液化工艺，将天然气最终在温度为112K（-161℃）、压力为0.1MPa左右的条件下液化成为LNG。液态天然气的体积为气态时的1/600，十分有利于输送和储存。有些天然气资源缺乏的国家也进口液化天然气以发展城市燃气事业。有利于运输和储存。由于液化后的天然气能量密度高，解决远洋和边远地区所开发天然气的远距离运输问题，液化天然气的生产工艺流程主要是：天然气经过预处理(净化)、制冷液化、LNG储存三个主要环节。

4.焦炉煤气焦炉煤气属于人工煤气的一种。人工煤气还有水煤气和发生炉煤气、利用重油（炼油厂提取汽油、煤油和柴油之后所剩的油品）制取的油制气、高炉煤气（冶金工厂炼铁时的副产品）等。焦炉煤气是利用焦炉对煤进行干馏所获得的煤气称为干馏煤气。是我国目前城市燃气的重要气源之一，本公司柳北片供应的就是柳钢炼焦的副产品。焦炉煤气的主要成份为氢（56%）、甲烷（22-27%）、CO（6%），密度为0.4-0.5kg/Nm3，比空气轻，低热值为17-18.3MJ/Nm3。焦炉煤气中的一些组分对人体是有害的，如一氧化碳，硫化物和氮氧化合物，侵入人体都会造成人体中毒。人体中毒的程度因人吸入量和作用时间长短不同而不同。是一种无色无味的有毒气体，它与人体血红蛋白的结合能力是氧的200倍。焦炉煤气中存在有一氧化碳（CO），一氧化碳有剧毒。吸入一氧化碳后，与人体内的血红蛋白结合成碳氧血红蛋白，使血液中的氧合血红蛋白减少，造成人体组织缺氧，神志不清，严重时内脏出血、水肿及坏死，甚至危及生命。空气中一氧化碳含量超过0.3%体积时，人不到10分钟就感到头痛，随着呕吐，继续吸入半小时会导致死亡，因此在人工煤气的生产输配和使用过程中，防毒是一项非常重要的工作。一氧化碳焦炉煤气中又因为硫化氢（H2S）存在而有气味，易觉察。硫化氢对人的呼吸道和眼鼻粘膜有异常刺激作用，并严重危害神经系统。空气中硫化氢浓度大于0.01%体积时，如果长时间接触，就会出现中毒现象。空气中二氧化硫（SO2）的浓度如果达到0.05%体积时，对生命会造成危害。焦炉煤气中含有降低，燃气中的萘会冷凝以结晶状态析出，积于管道内而使管道堵塞，影响使用。萘，当燃气在管道输送过程中温度逐渐

它是由空气与液化石油气（液化气）按一定的比例（一般为56：44）混合而成的，混合后的气体其密度为1.798kg/Nm3，热值接近于天然气（49.14MJ/Nm3），所以也称代天然气。本公司的两座混气站分别位于蟠龙山和河西板栗园气站。以上燃气气种中，只有焦炉煤气因一氧化碳的存在而有毒，还由于二氧化硫、硫化氢、萘等的存在而容易觉察和识别，但液化石油气（液化气）和天然气则因无毒、无气味（没有硫化氢存在）而需要加臭剂才能识别。5.液化石油气-空气混合气燃气的种类管道天然气（含代天然气）管道焦炉气液化石油气

（三）我们公司目前主要经营的燃气种类燃烧必须具备的三要素助燃物可燃物着火源，是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光、发烟的现象。物质燃烧需要同时具备可燃物、助燃物和着火源这三要素。燃烧（四）燃烧三要素1.可燃物是指能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质，如燃气、木材、纸张、布料等。可燃物中有一些物品，遇到明火特别容易燃烧，称为易燃物品，常见的有燃气、汽油、酒精等。2.助燃物是能帮助和支持可燃物质燃烧的物质，即能与可燃物发生氧化反应的物质，如空气、氧气。3.着火源是指供给可燃物与助燃剂发生燃烧反应能量的来源。除明火外，电火花、摩擦、撞击产生的火花及发热，造成自燃起火的氧化热等物理化学因素都能成为着火源。要发生燃烧，三要素缺一不可。因此，如采取措施使三要素不同时存在，比如控制可燃物、隔绝空气、消除着火源，即可阻止燃烧发生，从而实现防火救灾的目的。★什么叫管道煤气？管道煤气，就是采用管道将煤气送给客户的一种形式。管道煤气优点是：安全稳定、环保情结、使用方便，是现代化生活的标志之一。（五）燃气输配原理1、天然气（1）液化天然气输配工艺流程BOG储罐LNG槽车LNG贮罐LNG空温式气化器NG加热器热水锅炉BOG复热器调压、计量、加臭中压输气管网

调压器低压输气管网

用户天然气管网基本情况

柳州市柳南片民用燃气输配系统采用中、低压二级系统，采用箱式调压器进行调压的供应方式。中压设计压力为0.4MPa，低压设计压力为5KPa，调压器出口压力天然气为2500±300Pa、用户燃具额定压力为2KPa。中压管道从板栗园储配站分出两条管线，一条管线经石烂路、革新路、红岩路、鹅山路、南站路、飞鹅路、驾鹤路、水南路、天山路连接蟠龙山储配站（备用），经东环路向高新开发区和阳和开发区沿途输送天然气，其中还在驾鹤路分出支管经红峰路、屏山大道、柳石路、航银路向柳机、旧飞机场等地方沿途输送天然气，此管线为柳江南片的鱼峰区、城中区的高新片、柳南区的旧飞机场方向及静兰桥东的阳和开发区一带输送天然气。另一条管线经柳工大道、河西路、潭中西路、西环路和鹅山路与前一条管线汇合（中压管道现状布置见管网图），为上汽通用五菱及柳南区河西片输送天然气。天然气中压干管现有150公里，管径从DN100～DN400，主要管材有球墨铸铁管、PE管和钢管。庭院管网由中压干管经箱式调压器调压后结合庭院布置。（2）长输天然气输配工艺流程长输

门站接收门站过滤、调压、计量

次高压管线输配

气站调压、计量、加臭

中压输气管网

调压器低压输气管网

用户CNG母站CNG加气站汽车公交车计量过滤压缩加气机

汽车公交车2、焦炉气焦炉气输配工艺流程柳钢气源厂用户低压输气管网焦炉气柜气体压缩机中压输气管网

调

压器焦炉气管网基本情况

柳州市柳北片民用燃气的输配系统采用中、低压二级系统。区域调压站为主，箱式调压器为辅的供应方式。中压设计压力为0.4MPa（旧管网设计压力为0.1MPa），低压设计压力为5KPa，调压器出口压力为2000±500Pa。用户燃具额定压力为1KPa。焦炉煤气从柳钢焦化厂出来经柳北储配站加压后沿马厂路、前锋路、北雀路北段到胜利路口后分两条管线向城中区方向供气。一条管线沿胜利路向东穿越铁路，穿过一棉宿舍，沿白沙路经三中路至广场路转向西后沿广雅、雅儒路至清水塘储配站（备用）；另一条管线从胜利路口向南沿北雀路经雅儒路回到清水塘储配站到形成环状（中压管道现状布置见管网图）。低压干管管网一般为环枝结合布置，结合庭院布置。我公司现有焦炉燃气中压干管50公里，管径从DN100～DN600；低压干管93公里，管径从DN100～DN400，主要管材有灰口铸铁管、球墨铸铁管、镀锌钢管、无缝钢管、3PE螺旋钢管。1、完全燃烧燃气燃烧时，环境提供助燃空气量足以令可燃气体燃烧，只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。外焰内焰

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

燃气不但可以燃烧，而且可以爆炸。但是燃气爆炸是有条件的。燃气与空气必须掺混到一定浓度，在密闭的空间，遇到明火才会发生爆炸。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。在这种混合气体中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，

天然气的爆炸极限为5%--15%；焦炉煤气的爆炸极限为4.5%--30%；液化石油气的爆炸极限为2%--9%称为爆炸上限。而当可燃气体含量一一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称为可燃气体的爆炸下限，（六）燃气的爆炸、爆炸极限

燃料能连续燃烧的最低温度，称为着火温度。在常压（大气压）下，（七）着火温度液化石油气的着火温度为365—460℃，其着火温度比其它燃料要低的多，天然气的着火温度为270—540℃，城市煤气着火温度为270—605℃。所以又叫易燃气体。几种燃气的性能参数燃气名称主要成分及含量热值

（MJ/Nm3）气态密度（kg/Nm3)液态密度

（t/Nm3)爆炸极限

（%）着火温度（℃）焦炉煤气氢（5