燃?xì)饣A(chǔ)知識

燃?xì)饣A(chǔ)知識重慶燃?xì)庠罨?燃?xì)饧捌浞诸惾藗兪褂玫娜剂习次飸B(tài)可分為固態(tài)燃料、液態(tài)燃料、氣體燃料三大類。氣體燃料歸屬于燃?xì)庵尽?、什么是燃?xì)?1)廣義定義凡是能燃燒的氣體物質(zhì)都叫做燃?xì)狻?2)狹義即專用定義專門用來作燃料并滿足一定技術(shù)條件的可燃?xì)怏w物質(zhì)叫燃?xì)?，或者說：專門用于通過燃燒將其化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能為人們所利用的氣體物質(zhì)叫燃?xì)?，如天然氣，人工煤制氣等。燃?xì)鈱I(yè)上所講的“燃?xì)狻本褪侵傅倪@種可燃?xì)怏w。2.燃?xì)獾姆N類(1)人工燃?xì)鈶?yīng)用一定的原料，通過人為加工制造出來的燃?xì)饨腥斯と細(xì)狻干餾煤氣煤在焦?fàn)t或直立碳化爐中進(jìn)行干餾所獲得的可燃?xì)怏w叫干餾煤氣。所謂“干餾”，就是煤在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱，使其分解的工藝過程。干餾煤氣有效成分主要是氫氣，占60%左右和甲烷占20%左右，此外還含有一氧化碳。干餾煤氣熱值一般在17MJ/m3左右。干餾煤氣工藝成熟，制氣歷史較長，是目前使用人工煤氣的主要?dú)夥N。Q氣化煤氣發(fā)生爐煤氣兩段爐式完全氣化氣Q油制氣熱裂解氣催化裂解氣(2)天然氣Q什么是天然氣從廣義上講，天然氣指凡天然形成的氣體物質(zhì)，都叫天然氣，如現(xiàn)在每家每戶燒的天然氣，還有人們呼吸的空氣(氧氣)，都是“天然氣”。從狹義的角度，“天然氣”已成為一個專用名詞，即指天然形成的可作燃料使用的可燃?xì)怏w叫天然氣。燃?xì)鈱I(yè)上所指的“天然氣”就是這種天然氣。Q天然氣的生成，有“有機(jī)生成說”和“無機(jī)生成說”兩種截然不同的學(xué)說。1)按有機(jī)生成說，天然氣是數(shù)千萬年前地球上的動物、植物、微生物機(jī)體隨泥沙和其它沉積物沉積于海洋湖泊水底，天長日久，沉積物越積越厚，從數(shù)百米到數(shù)千米甚至上萬米。沉積物中生物體的有機(jī)質(zhì)，在這數(shù)千至上萬米地層深處，處于高溫、高壓和缺氧的還原環(huán)境之中，在壓力、熱力、射線、細(xì)菌微生物和催化劑作用和地質(zhì)作用下經(jīng)過數(shù)千萬年極其漫長的地質(zhì)年代，發(fā)生復(fù)雜的生物、理物、化學(xué)生油氣反應(yīng)。在此過程中經(jīng)歷生物化學(xué)生氣、熱催化生油、熱裂化生凝析氣和深部高溫生氣演化階段，有機(jī)質(zhì)從未成熟到成熟，到高成熟，到過成熟，有機(jī)質(zhì)逐漸演化成天然氣。有機(jī)生存說經(jīng)過近百年的石油天然氣勘探開發(fā)實(shí)踐得到相當(dāng)程度的驗證，是比較成熟的，既有科學(xué)理論，又有實(shí)踐依據(jù)，因而它占據(jù)了主導(dǎo)地位2）無機(jī)生存說還僅是一種假說，理論不成熟，又沒得到實(shí)踐證實(shí)。Q天然氣的種類各地氣田，雖然產(chǎn)出的都是天然氣，但由于它們所處地理、地質(zhì)條件一不樣，氣田之間有差別，產(chǎn)出的天然氣也應(yīng)各具特征。通常，產(chǎn)天然氣氣田分成四種類型，因而產(chǎn)出的天然氣也可以分成四種類型。1） 氣田氣有一種氣田只產(chǎn)天然氣，地質(zhì)學(xué)上叫純氣田。由純氣田產(chǎn)出的天然氣叫氣田氣，也叫純天然氣。氣田氣中甲烷（CH）含量在80%—90%以上。四川盆地氣田氣甲烷含量在95%左右，氣田4氣中乙烷、丁烷含量很少，戊烷以上的重?zé)N更微了。氣田氣低熱值為36MJ/m3左右。2） 凝析氣田氣所謂“凝析氣田”，與純氣田不同，它是一種特殊的氣田，儲集的碳?xì)浠衔镌谝欢囟群鸵欢▔毫Φ牡貙訔l件下，雖現(xiàn)氣態(tài)，即在地下儲集的是氣態(tài)物質(zhì)；當(dāng)開采到地面，溫度和壓力下降到某一界限值以后，比如地面的常溫常壓下，就凝析成液態(tài)了。氣田中這種在地下是氣態(tài)，而到地上卻凝析成了液態(tài)的烴類物質(zhì)叫凝析油。含有凝析油的氣田叫凝析氣田，凝析氣田所產(chǎn)的天然氣叫做凝析氣田氣。3） 油田伴生氣從油田開采石油時隨同采出的天然氣叫油田伴生氣。油田伴生氣伴隨石油儲集在下地，所以，有伴生氣的油田，在地下是氣、液共存，開采時，油氣同時被采出，采出后再將油、氣分開。油田伴生氣，主要成分是甲烷，其中甲烷含量在80%—90%以上。但乙烷及以上含量較高，因而熱值比氣田氣高，約48MJ/m3左右。4） 煤田伴生氣（礦井瓦斯氣）在形成煤的過程中伴隨著形成可燃?xì)怏w并聚集在合適的地質(zhì)構(gòu)造之中，主要成分甲烷，同時含有少量的二氧化碳，由于在抽取過程中混進(jìn)了大量的空氣，因而其熱值較低，必須使用專門的灶具，不能和其它種類的天然氣灶具混用。上述幾種天然氣的主要可燃成分均為甲烷。Q重慶地區(qū)某氣田天然氣實(shí)際組分（未脫硫）組分物質(zhì)名稱組分物質(zhì)分子量體積組成（％）Y.S.甲烷16.04393.515乙烷30.072.30.69丙烷44.0971.20.53丁烷58.120.30.02H2S34.091.50.51N228.021.20.34

天然氣分子量S17.09(3)、液化石油氣(CH)

mnQ(CH)

mn以石油為原料而制得的氣體，其主要是碳?xì)浠衔颭什么是液化石油氣氣態(tài)碳?xì)浠衔镏谐爻合鲁蕷鈶B(tài)，在加壓狀態(tài)下呈液態(tài)的幾種成分的組成的混合物。氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)后體積可縮小為1/250。便于運(yùn)輸、儲存。⑥主要成分液化石油氣主要成份是丙烷(CH)、丙烯(CH)、丁烷(CH)、丁烯(CH),在常溫常壓383641048下是氣體，當(dāng)壓力升高或溫度降低時，轉(zhuǎn)化為液體，其熱值為108.44MJ/iw左右。由于熱值高,且運(yùn)輸、儲存、供氣很方便,可作城鎮(zhèn)的主要?dú)庠?。Q使用注意事項使用中成分是變化的，因而要注意調(diào)節(jié)風(fēng)門。氣罐中壓力較高，需降壓使用。殘液(戊烷、C5H12)不能亂倒。.天然氣的主要性質(zhì)1.分子式及分子量:1.CHM=16.0434重度及密度:重度——單位體積的燃?xì)獾闹亓?。密度——單位體積的燃?xì)獾馁|(zhì)量。GY匸(千克力/米3)=0.716Kg/m3天VM天M天=V千克/米3)=0.716Kg/i3相對比重:YSYS天=y4=0.5540.716kg/m3=0.5541.293kg/m32臨界參數(shù):1)臨界狀態(tài)當(dāng)物質(zhì)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種狀態(tài)時，所處的一種特定的狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。如水(純水)的臨界狀態(tài)是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下溫度o.oir。在此狀態(tài)下，冰、水、汽可以三態(tài)共存。當(dāng)物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時，相互轉(zhuǎn)化的那兩種狀態(tài)的某些特性差別消失了。(2)天然氣臨界狀態(tài)的概念天然氣在通常狀態(tài)(常溫常壓)下是以氣態(tài)方式存在的。要把氣態(tài)天然氣轉(zhuǎn)換成液體必須降溫加壓，但很難達(dá)到轉(zhuǎn)換所必須的溫度與壓力，所以天然氣難于液化。天然氣臨界狀態(tài)的定義：天然氣在一定條件(降溫加壓)下從氣態(tài)轉(zhuǎn)換成液態(tài)時所呈現(xiàn)的一種特定狀態(tài)就叫天然氣的臨界狀態(tài)。(3)天然氣的臨界參數(shù)天然氣處于臨界狀態(tài)下的溫度與壓力參數(shù)是天然氣最基本的臨界參數(shù)。臨界溫度天然氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)換成液態(tài)時的最高溫度叫臨界溫度。如果高于這個溫度，無論加多大壓力，均不能使它液化。天然氣的臨界溫度為:一82.1°C臨界壓力在臨界溫度下，使天然氣液化的最低壓力叫臨界壓壓力。天然氣的臨界壓力為:4.64Mpa(即46.4個大氣壓)。臨界溫度與臨界壓力是氣——液兩相共存時的最高溫度和相應(yīng)配套壓力。天然氣液化時，如果溫度比臨界溫度低很多，則所需壓力比臨界壓力低很多。例如當(dāng)溫度降到-161C時，在常壓下就能液化。燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)燃點(diǎn)——燃?xì)饽軌蚶紵淖畹蜏囟?645C)自燃點(diǎn)——達(dá)到此溫度，燃?xì)獠恍杌鹪醇纯扇紵?.熱值(1)定義單位天然氣(通常是1m3)完全燃燒所放出的熱量叫天然氣的熱值。熱值單位是MJ/m3 (1cal=4.18J)高、低熱值概念天然氣燃燒時生成水，且生成后馬上汽化成蒸汽進(jìn)入煙氣中。生成的水在汽化時要吸收燃燒熱，因而燃燒天然氣所放出的熱量要損失掉一部分，這就是水的汽化熱。高熱值天然氣燃燒放熱，如果計入了水的汽化熱的熱值叫高熱值。低熱值不計入水的汽化熱的熱值叫低熱值。天然氣熱值計算天然氣熱值是各組分熱值加權(quán)求和。重慶地區(qū)天然氣的低熱值為35.5MJ/m3重慶地區(qū)天然氣的高熱值為39.05MJ/m3(3.55MJ/m3)爆炸極限爆炸極限——天然氣與空氣混合遇火發(fā)生爆炸時的天然氣的濃度范圍。天然氣占混合氣體積百分比濃度的最大值叫爆炸上限，最小值叫爆炸下限。天然氣在空氣中的濃度小于下限和大于上限時，均不能發(fā)生爆炸。在為濃度過小和過大，均不能著火，即火焰不能傳播。點(diǎn)火源外的部分不能著火。天然氣爆炸濃度范圍是5%~15%，5%是爆炸下限，15%是爆炸上限。超出此范圍是不會發(fā)生爆炸的。燃燒與爆炸的關(guān)系燃燒定義：可燃物與氧發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)放出熱和光的現(xiàn)象叫做燃燒。天然氣燃燒是天然氣中各可燃組分物質(zhì)與氧發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)出熱和光。從上述定義可知：燃燒是一種復(fù)雜的化學(xué)物理過程。發(fā)生氧化反應(yīng)，燃燒前的物質(zhì)沒有了，但燃燒前沒有的物質(zhì)產(chǎn)生了，這是化學(xué)過程；燃燒的點(diǎn)火傳熱和燃燒中的傳熱發(fā)光，這是物理過程。燃燒三要素可燃物、助燃物、點(diǎn)火源，三者缺一不可。這三者叫燃燒三要素。天然氣燃燒a） 天然氣主要組分甲烷燃燒方程式CH+20=2H0+C0+Q4222b） 燃燒空氣量的計算由上面反應(yīng)方程式可以看出，1體積甲烷+2體積氧氣生成兩體積水和1體積二氧化碳。所以，1立方米甲烷要完全燃燒，必須配2立方米氧氣。氧氣在空氣中的體積濃度20.99%。所以1立方米甲烷完全燃燒需空氣量應(yīng)是：2寧20.99%=9.54m3。煙氣量——1立方米甲烷完全燃燒產(chǎn)生的廢氣量Q燃燒與爆炸其本質(zhì)是相同的，只是發(fā)生的環(huán)境條件不同，因而所造成的后果也大不相同。燃燒溫度與燃燒速度燃燒溫度——煙氣被燃?xì)馊紵懦龅臒崃考訜徇_(dá)到的溫度。燃燒速度——燃?xì)馊紵龝r火焰?zhèn)鞑サ乃俣?。華白數(shù)與燃燒勢華白數(shù) W=-Hh熱負(fù)荷指數(shù)，若Hh與S不同，但比值相等，則在同一壓力，同一灶具上可互換，而熱h負(fù)荷不變。（±10%）燃燒勢——Cp,燃燒特性指數(shù)。也用于互換性。天然氣的兩大特性（1） 熱力特性:1、2、3、4，（2） 燃燒特性:5、6、7、8、9。.城鎮(zhèn)燃?xì)獾馁|(zhì)量要求對于三種城鎮(zhèn)燃?xì)猓禾烊粴?、液化石油氣、人工煤氣，因為它們是城?zhèn)的主要?dú)庠?，國家對其氣質(zhì)，分別制定標(biāo)準(zhǔn)。1、天然氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項 目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)試驗方法IIIIII高位發(fā)熱值（MJ/m3）A組>31.4試驗方法B組14.65—31.4總硫（以硫計）（mg/m3）含量V150270460>480硫化氫(mg/m3)V620實(shí)測實(shí)測CO2(體積%)V3SY7506水分無游離水機(jī)械分離目測2、液化石油氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3、人工煤氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)燃?xì)饧映簦?）、加臭的意義燃?xì)庠O(shè)備設(shè)施在天長日久的運(yùn)行中，不可避免會發(fā)生泄漏。燃?xì)庑孤?，?yīng)及時發(fā)覺，及時處理，不然的話，會造成嚴(yán)重的后果。燃?xì)獾男孤┯腥蠛μ帲阂鹳Y源浪費(fèi)；會引起人員中毒；泄漏在空氣中形成爆炸性混合氣體，若遇火星就會點(diǎn)燃或點(diǎn)爆，造成火災(zāi)或爆炸事故。要及時查覺漏氣，就要求燃?xì)饩哂锌梢杂X察的氣味，這也是燃?xì)庵匾馁|(zhì)量要求。在實(shí)際使用的燃?xì)庵校械挠袣馕?，有的沒有氣味，有的有味而不足，漏出來經(jīng)擴(kuò)散后，人很難嗅出什么味來，這就會在安全上埋下很大的隱患。所以在燃?xì)廨斉渲?，對于那些無氣味或氣味不足的燃?xì)庖映?。?）、加臭要求1）劑量要求a） 對有毒燃?xì)?，加臭后，泄漏到空后中，在達(dá)到對人體允許的有害濃度之前就能覺察。b） 無毒燃?xì)?，加臭后，泄漏到空氣中，在達(dá)到爆炸下限的20%濃度時，就能明顯地覺察。上述有毒與無毒，主要指是否含有一氧化碳和氰化合物等有毒組分。四.燃?xì)廨斉浠A(chǔ)知識（3）、城鎮(zhèn)系統(tǒng)天然氣壓力級制按《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)