燃?xì)獬ＷR講座

1、燃?xì)庵R講座哈爾濱中慶燃?xì)夤九嘤?xùn)中心1 第四講 燃?xì)庥镁邇?nèi)容提要 第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì) 第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用 第二講 城鎮(zhèn)燃?xì)獾馁|(zhì)量要求2緒論能源與燃?xì)庖?、能源的發(fā)展過程和趨勢18世紀(jì)60年代起 煤炭替代薪柴能源結(jié)構(gòu)的第一次大轉(zhuǎn)變20世紀(jì)20年代起煤炭、石油、天然氣能源結(jié)構(gòu)的第二次大轉(zhuǎn)變本世紀(jì)前半期新能源難以大規(guī)模利用,正是天然氣為主的時期3緒論能源與燃?xì)舛?、我國燃?xì)獾陌l(fā)展歷程 歷史悠久：468年四川天然氣煮鹽 1865年 上海人工煤氣第一階段：20世紀(jì)80年代前人工煤氣第二階段：20世紀(jì)80年代90年代前期 人工煤氣、天然氣、液化石油氣等多種氣源并存格局第三階段：90年代后期天然氣

2、時代來臨4緒論能源與燃?xì)馊⑽覈烊粴赓Y源狀況我國常規(guī)天然氣總資源量為38.04萬億立方米，其中陸上資源量29.9萬億，海上資源量8.14萬億。探明可采儲量約為1.13萬億立方米。天然氣資源分布于13個盆地，其中以塔里木、四川盆地資源最豐富，占總資源量的41.3。盆地資源量/億m3占總量盆地資源量/億m3占總量松江98692.6吐哈36511.2渤海211815.5長江近?？?5131.7四川7357519.4東海248036.5鄂爾多斯4179711瓊東南162534.2準(zhǔn)格爾122893.2鶯歌海223905.9柴達(dá)木90002.4珠江口129873.4塔里木8389621.9總量3382

3、0588.95 已建成天然氣工程：1、1997年 陜甘寧北京2、新疆上海（西氣東輸，西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程）2002年開工，2004年8月全線完工，全長4200km九省一市管徑 d=1016mm，輸氣壓力 P=10MPa輸氣能力 120億m3 /年，第一期工程投資將達(dá)1200億元緒論能源與燃?xì)?緒論能源與燃?xì)庠诮ㄌ烊粴夤こ蹋?1.俄氣南供2.進(jìn)口液化天然氣（LNG）東南亞、澳大利亞廣州3.近海天然氣（1）南海氣田海南、廣州、香港（2）東海氣田上海、浙江（3）渤海氣田天津、山東4.煤層氣開發(fā)：中東部7第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì) 一、燃?xì)獾母攀鋈細(xì)馐歉鞣N氣體燃料的總稱，它能燃燒而放出熱量，供城市居民和

4、工業(yè)企業(yè)使用。 1、燃?xì)獾慕M成 燃?xì)馐且兹?、易爆的混合氣體，有些燃?xì)膺€具有毒性可燃成分：氫氣、一氧化碳、甲烷及碳?xì)浠衔铮N類）；不可燃成分：二氧化碳、氮氣等惰性氣體，還有少量氧氣和微量雜質(zhì)（硫化氫、焦油、萘）。2、城鎮(zhèn)燃?xì)獬擎?zhèn)燃?xì)馐侵缸鳛槿剂鲜褂貌⒎弦欢ㄒ蟮臍怏w燃料，包括天然氣（含煤層氣）、液化石油氣和人工煤氣等。8第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)二、燃?xì)獾姆诸惾細(xì)獍雌涑梢蚧蛏a(chǎn)方式的不同大致可分為三大類：天然氣、人工燃?xì)狻⒁夯蜌?。生物氣（沼氣）?xí)慣上另作一類。1、天然氣(用T表示) 指通過生物化學(xué)作用及地質(zhì)變質(zhì)作用，在不同地質(zhì)條件下生成、運移，在一定壓力下儲集的可燃?xì)怏w。按形成條件不同分為5

5、種：氣田氣、油田伴生氣、凝析氣田氣、煤層氣和礦井氣。按烴組分含量不同可分為：干氣和濕氣、富氣和貧氣、酸性氣體和潔氣等。9第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)(1)氣田氣:從氣田開采出來的純天然氣。組分：甲烷；少量的二氧化碳、硫化氫、氮和微量的氦、氖、氬等氣體。(2)油田伴生氣:隨石油一起開采出來、經(jīng)分離而獲得。組分：主要是甲烷，其它乙烷、丙烷、丁烷等。(3)凝析氣田氣:含有少量石油輕質(zhì)餾分的天然氣。組分：甲烷；少量戊烷等。(4)礦井氣:是從煤礦礦井中抽出的可燃?xì)怏w。組分：主要是甲烷。(5)煤層氣:是成煤過程中所產(chǎn)生并聚集在合適地質(zhì)構(gòu)造中的可燃?xì)狻?0第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)2、人工燃?xì)?（用R表示）以固體或液

6、體可燃物為原料，經(jīng)各種熱加工制得的可燃?xì)怏w稱為人工燃?xì)狻?煤煤氣 石油及副產(chǎn)品油制氣干餾煤氣煤隔絕空氣加強熱。氣化煤氣煤、焦炭在高溫下與氣化劑（空氣、水蒸氣、純氧氣等），通過化學(xué)反應(yīng)得到。油制氣以石油及副產(chǎn)品為原料，經(jīng)過高溫裂解制成的燃?xì)狻?1第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)3、液化石油氣（用Y表示） 以凝析氣田氣、石油伴生氣或煉廠氣為原料氣，經(jīng)加工而得的可燃物質(zhì)為液化石油氣。其主要組分為丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。4、生物氣：各種有機物質(zhì)在隔絕空氣的條件下發(fā)酵，在微生物作用下，經(jīng)生化作用產(chǎn)生的可燃?xì)怏w稱為生物氣，亦稱沼氣。其主要組分為甲烷和二氧化碳，還有少量氮和一氧化碳。12第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)三、燃?xì)?/p>

7、的基本性質(zhì)1、物理化學(xué)性質(zhì)燃?xì)獾奈锢怼⒒瘜W(xué)性質(zhì)用質(zhì)量分率、容積分率、摩爾分率、平均密度、比容、相對密度、臨界參數(shù)、粘度、含濕量等參數(shù)表示。2、熱力學(xué)性質(zhì)和燃燒特性常用氣化潛熱、熱值、華白指數(shù)、著火溫度和爆炸極限來表示。13第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)燃?xì)鉄嶂?Nm3燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃糠Q為該燃?xì)鉄嶂?，單位為KJ/Nm3（千焦/標(biāo)準(zhǔn)立方米）。 華白指數(shù)華白指數(shù)是一個互換判定參數(shù)，直觀地反映了燃?xì)馊紵匦耘c燃?xì)馕锢硖匦缘年P(guān)系。為了保證燃燒器具的燃燒穩(wěn)定，華白指數(shù)的波動范圍，一般不超過5%。 華白指數(shù)W計算公式如下：式中 W燃?xì)獾娜A白指數(shù)(MJ/); Hh燃?xì)獾母邿嶂担∕J/Nm3）； S燃?xì)獾南鄬γ?/p>

8、度。14第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)著火溫度燃?xì)忾_始燃燒時的溫度稱為著火溫度，不同可燃?xì)怏w的著火溫度不同。 爆炸濃度極限燃?xì)獾谋舛葮O限是燃?xì)獾闹匾再|(zhì)之一，因為當(dāng)燃?xì)夂涂諝猓ɑ蜓鯕猓┗旌虾螅绻@兩種氣體達(dá)到一定比例時，就會形成具有爆炸危險的混合氣體。該氣體與火焰接觸時，即形成爆炸。天然氣爆炸極限為：5%15%；人工燃?xì)猓?%49%；液化石油氣：2%10%；生物氣：5%16%。15第一講 燃?xì)夥诸惣靶再|(zhì)四、燃?xì)饣Q性互換性是燃?xì)獾闹匾笜?biāo)。具有多種氣源的城市，常常會遇到兩種情況：一種是，隨著燃?xì)夤?yīng)規(guī)膜的發(fā)展和制氣方式的改變，某些地區(qū)原來使用的燃?xì)饪赡苡善渌环N性質(zhì)不同的燃?xì)馑妫涣硪环N是，基

9、本氣源發(fā)生緊急事故，或在高峰負(fù)荷時，需要在供氣系統(tǒng)中摻入性質(zhì)與原有燃?xì)獠煌钠渌細(xì)狻?6第二講 城鎮(zhèn)燃?xì)獾馁|(zhì)量要求一、人工燃?xì)獾馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)焦油與灰塵：其危害主要是堵塞管道和用氣設(shè)備。 規(guī)范規(guī)定每標(biāo)準(zhǔn)米3中人工燃?xì)馑褂秃突覊m小于10mg硫化物：燃?xì)庵械牧蚧锓譃闊o機硫和有機硫。主要指硫化氫和二硫化碳。空氣中硫化氫濃度大于910mg/m3時，人吸入1，就會嚴(yán)重中毒。有機硫除具有一定的毒性外，還會腐蝕燃?xì)庥镁?。?guī)范規(guī)定每標(biāo)準(zhǔn)米3人工燃?xì)庵辛蚧瘹浜繎?yīng)小于20mg。一氧化碳:一氧化碳是無色、無味、有劇毒的氣體。若空氣中含有0.1%（體積比）的一氧化碳，呼吸一小時，會引起頭痛和嘔吐，含量達(dá)到0.5%

10、 （體積比）時，經(jīng)2030min,將危及生命。要求城市中一氧化碳含量應(yīng)小于10%。氧化氮：氧化氮的燃燒產(chǎn)物對人體有害，空氣中含有0.01%體積的氧化氮時，短時間呼吸后，支氣管將受刺激，長時間呼吸會危及生命。17第二講 城鎮(zhèn)燃?xì)獾馁|(zhì)量要求二、天然氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.硫化氫的含量。規(guī)范要求一類氣應(yīng)小于6/3，二類氣應(yīng)小于20/3。2.二氧化碳。二氧化碳是一種腐蝕劑，會對管道和設(shè)備進(jìn)行腐蝕，降低天然氣的熱值，增加了燃燒后的煙氣排放量。規(guī)范要求天然氣中二氧化碳含量小于3.0%（體積比）。3.熱值。規(guī)范中規(guī)定，天然氣的高熱值應(yīng)大于31.4MJ/Nm3。4.灰塵及其他雜質(zhì)。天然氣中的灰塵主要是氧化鐵塵粒，是由

11、管道腐蝕而產(chǎn)生的。規(guī)范中規(guī)定，每標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣中灰塵含量應(yīng)小于20，而且不得含有其他固態(tài)、液態(tài)或膠狀物質(zhì)。18第二講 城鎮(zhèn)燃?xì)獾馁|(zhì)量要求三、城市燃?xì)獾募映?.加臭要求（按GB50028-932002規(guī)定）（1）無毒燃?xì)庑孤┑娇諝庵校_(dá)到爆炸下限的20%時，應(yīng)能察覺。 （2）有毒燃?xì)庑孤┑娇諝庵校_(dá)到對人體允許的有毒濃度時，應(yīng)能察覺。（3）對于以一氧化碳為有毒成分的燃?xì)?，空氣中一氧化碳含量達(dá)到0.02(體積百分?jǐn)?shù))時，應(yīng)能察覺。2.加臭劑的類別和加臭量加臭劑一般為硫醇類和帶環(huán)狀的硫化物兩種。我國目前主要采用四氫噻吩（THT）和乙硫醇（EM）。19第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用一 、天然氣的生成天然

12、氣是指有機物質(zhì)如海洋或湖泊中的動、植物殘骸，在特定的環(huán)境中經(jīng)物理和生物化學(xué)作用及地質(zhì)變化作用，在不同地質(zhì)條件下生成、轉(zhuǎn)移，在一定的壓力下儲集，埋藏在深度不同的地層中的可燃?xì)怏w。 二、天然氣的基本性質(zhì)天然氣是無色無味無毒無腐蝕性，易燃易爆的氣體。天然氣比空氣輕，易揮發(fā)，不易聚集，安全性能好。天然氣中各組分均可徹底燃燒，燃燒后不產(chǎn)生灰粉等固體雜質(zhì)，是完全清潔的燃料。 20第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用三、天然氣發(fā)展現(xiàn)狀目前世界能源的三大支柱：煤炭、石油、天然氣。天然氣現(xiàn)已成為世界各國改善環(huán)境和維持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最佳能源選擇。世界各國能源結(jié)構(gòu)將逐步圍繞天然氣作巨大的調(diào)整。在中國能源結(jié)構(gòu)中，到2020年

13、，預(yù)測天然氣占一次能源消費總量的比例將從現(xiàn)在的4上升至10。21第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用四、天然氣開采集輸天然氣集輸系統(tǒng)的主要設(shè)施有井場裝置、集氣站、礦場壓氣站、天然氣處理廠和輸氣干線首站等；主要工藝流程包括油氣分離、處理、計量、儲存、輸送，輕質(zhì)油回收、污水處理等。井場裝置井場裝置井場裝置集氣站礦場壓氣站天然氣處理廠干線首站進(jìn)入輸氣干線22第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用五、天然氣的應(yīng)用天然氣的用途 發(fā) 電工業(yè)燃料化工原料民用燃料23第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用1、天然氣在電力工業(yè)中的應(yīng)用天然氣主要可用于發(fā)電，發(fā)電效率高，建設(shè)成本低，建設(shè)速度快；另外，燃?xì)廨啓C啟停速度快，調(diào)峰能力強，耗水量少，占地少

14、。2、天然氣在化工行業(yè)中的應(yīng)用天然氣可用作化工原料?；ゎI(lǐng)域是天然氣的第二用戶，近四分之一的天然氣被用作化工原料，其中90%以上用于生產(chǎn)化肥。24 第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用3、天然氣作為汽車能源天然氣汽車在國內(nèi)外都有迅猛發(fā)展之勢。天然氣作為燃料燃燒完全、結(jié)炭少、減少氣阻和爆震。會使發(fā)動機使用壽命延長23倍，降低維修費用50%，天然氣價格比汽油價格低20%40%。4、天然氣作為居民及商服用氣 天然氣廣泛用于民用及商業(yè)，如：燃?xì)庠罹摺崴?、采暖及制冷等，也用于造紙、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行業(yè)，還可用于廢料焚燒及干燥脫水處理。25 第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用六、天然氣與其它類燃?xì)獾谋容^1、天然

15、氣與人工燃?xì)獾谋容^天然氣的熱值比人工燃?xì)飧?，在同樣熱?fù)荷下可充分發(fā)揮城市管網(wǎng)的輸氣能力，提高輸氣的經(jīng)濟(jì)性。人工燃?xì)庖话愎鈮毫^低，供氣壓域??；天然氣供氣壓力高，可長距離輸送。人工燃?xì)馐敲夯蛴娃D(zhuǎn)化的產(chǎn)物，依然存在灰渣、廢水等處理問題。人工燃?xì)夂^多的一氧化碳，少量泄漏就會對人體造成危害，甚至致人死亡；天然氣(指商品氣)組分無毒，只有大量泄漏，使空氣中氧濃度降低才會造成人體的窒息。26 第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用2、天然氣與液化石油氣的比較天然氣操作簡單，占據(jù)空間小，使用方便，安全性能好。天然氣比空氣輕，容易逸散;液化氣比空氣重，不易擴散。因此液化氣爆炸、失火的危險比天然氣大些。管道液化氣和瓶裝

16、液化氣，其在室內(nèi)的管道壓力和灶前壓力均大于天然氣在該狀況時的壓力。27第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用3、天然氣與空混氣的比較空混氣是空氣和液化石油氣以一定比例相混合而成的，適應(yīng)管道輸送，是20世紀(jì)90年代在國內(nèi)廣泛使用的一種替代性氣源?？栈鞖馓娲氖翘烊粴?。因此在按比例摻混時，一般均以接近天然氣的燃燒特性為依據(jù)。 空混氣比空氣重，不易散發(fā)。熱值通常高于天然氣。28 第三講 天然氣的生產(chǎn)與應(yīng)用 燃?xì)庵卸景Y狀表現(xiàn)一是輕度中毒 ：患者可出現(xiàn)頭痛、頭暈、失眠、耳鳴、惡心、嘔吐、全身乏力、心動過速、短暫昏厥。血中碳氧血紅蛋白含量達(dá)10%-20%。二是中度中毒：除上述癥狀加重外，口唇、指甲、皮膚粘膜出現(xiàn)櫻桃紅

17、色，多汗，血壓先升高后降低，心律失常，煩躁。癥狀繼續(xù)加重，可出現(xiàn)嗜睡、昏迷。血中碳氧血紅蛋白約在30%-40%。經(jīng)及時搶救，可較快清醒，一般無并發(fā)癥和后遺癥。三是重度中毒：迅速進(jìn)入昏迷。初期四肢肌張力增加，或有陣發(fā)性強直性痙攣；晚期肌張力顯著降低，患者面色蒼白或青紫，血壓下降，瞳孔散大，最后因呼吸麻痹而死亡。經(jīng)搶救存活者可有嚴(yán)重合并癥及后遺癥。29一、燃?xì)獾娜紵龡l件1、燃燒天然氣和氧氣在達(dá)到一定濃度及一定溫度下可以燃燒，燃燒產(chǎn)物主要是水和二氧化碳，當(dāng)氧氣不足時，燃燒會產(chǎn)生CO。2、燃?xì)獾娜紵龡l件:有氧氣(空氣)存在。燃?xì)馀c空氣混合達(dá)到一定比例。有點火源，而且點火源要具有一定的溫度和能量。第四講

18、 燃?xì)庥镁?0二、燃燒器的分類1、按一次空氣系數(shù)分類擴散式燃燒器：燃?xì)庵胁活A(yù)混空氣，一次空氣系數(shù)a0。大氣式燃燒器：燃?xì)庵蓄A(yù)先混入一部分空氣a0.20.8。無焰式燃燒器：燃?xì)夂涂諝馔耆A(yù)混，a1。2、按空氣的供給方式分類引射式燃燒器：空氣被燃?xì)馍淞魑牖蛘呷細(xì)獗豢諝馍淞魑?。鼓風(fēng)式燃燒器：用鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃燒系統(tǒng)。自然引風(fēng)式燃燒器：靠爐膛中的負(fù)壓將空氣吸入燃燒系統(tǒng)。3、按燃?xì)鈮毫Ψ诸惖蛪喝紵鳎喝細(xì)鈮毫υ?kpa以下。高（中）壓燃燒器：燃?xì)鈮毫υ?kpa至0.3Mpa.第四講 燃?xì)庥镁?1第四講 燃?xì)庥镁呷?、燃?xì)獾娜紵椒ǎ?1、擴散式燃燒：在燃燒之前，燃?xì)獠慌c空氣混合，不形成混合氣，只是

19、把燃?xì)鈬娚涞娇諝庵校蛊淙紵?。燃燒所需的空氣，全為二次空氣，不混入一次空氣?、大氣式燃燒：把燃燒范圍內(nèi)的空氣作為一次空氣混入燃?xì)猓谶m當(dāng)條件下燃燒，由于燃燒穩(wěn)定性而形成火焰的內(nèi)焰錐和外焰錐。大氣式燃燒，是將燃?xì)庥蓢娮靽姵?，由于噴射作用，吸引了周圍的空氣，成為一次空氣?、完全預(yù)混式燃燒：完全預(yù)混式即完全燃燒所需的空氣量全為一次空氣，燃?xì)馀c空氣混合后，在一定條件下燃燒，不需要二次空氣。 32四、民用燃具1、民用燃具構(gòu)造大氣式燃燒器是由引射器和燃燒器頭部組成。引射器組成由噴嘴、吸氣收縮管、混合管和擴散管組成。引射器：其主要作用是以燃?xì)庖淇諝?，使二者均勻混合，以保證燃燒器的穩(wěn)定工作。燃燒器頭部：

20、其作用是將燃?xì)?、空氣混合物均勻的分布到各火孔上，在火孔上進(jìn)行穩(wěn)定和完全的燃燒。頭部可分為單孔和多孔，民用灶具通常用多孔。第四講 燃?xì)庥镁叽髿馐饺紵魇疽鈭D1調(diào)風(fēng)板；2次空氣口；3引射氣喉部;4噴嘴；5火孔33第四講 燃?xì)庥镁?、燃?xì)庠罟ぷ髟?燃?xì)庠谝欢ǖ膲毫ο?以一定的流速通過通氣管進(jìn)入閥體，然后經(jīng)閥體噴嘴噴出,進(jìn)入燃燒器,燃?xì)饪勘旧淼膰娚湄?fù)壓能量吸入一次空氣,在燃燒器內(nèi)燃?xì)夂鸵淮慰諝饣旌?然后,經(jīng)火蓋火孔或火縫均勻流出,最終再和二次空氣混合，然后進(jìn)行充分平穩(wěn)的燃燒,形成藍(lán)色的火焰。34第四講 燃?xì)庥镁呶?、燃?xì)馊紵姆€(wěn)定性1、完全燃燒 燃?xì)馔耆紵龝r，環(huán)境提供助燃空氣量足以令可燃?xì)怏w燃燒，只

21、產(chǎn)生二氧化碳和水份，是最理想的燃燒工況?；鹧娉释该鞯乃{(lán)色。2、不完全燃燒的危害性 燃?xì)馊紵龝r，環(huán)境未能提供足夠助燃空氣令可燃?xì)怏w燃燒，除產(chǎn)生二氧化碳和水份外，還產(chǎn)生一氧化碳。一氧化碳是無色無味，有毒性及不易察覺。 35第四講 燃?xì)庥镁?3、回火回火是燃燒火焰回到燃燒器內(nèi)腔或噴嘴處的現(xiàn)象?；鼗饡谷紵袛?，火焰熄滅，造成大量漏氣。出現(xiàn)此現(xiàn)象時，應(yīng)調(diào)小爐底的風(fēng)門開度。4、脫火脫火是火焰完全脫離火孔的現(xiàn)象。脫火嚴(yán)重時造成火焰熄滅，使燃?xì)庑孤?，容易發(fā)生爆炸著火或中毒事故。出現(xiàn)此現(xiàn)象時，應(yīng)調(diào)小爐底的風(fēng)門開度。5、黃焰黃焰是燃?xì)獠煌耆紵默F(xiàn)象。產(chǎn)生黃焰不僅浪費燃?xì)猓覠煔庵袝a(chǎn)生一氧化碳，使人中毒。出現(xiàn)此現(xiàn)象時，應(yīng)調(diào)大爐底的風(fēng)門開度。36第四講 燃?xì)庥镁吡?、燃?xì)饩叩娜粘＞S護(hù)火焰的調(diào)節(jié)理想的火焰呈淡