00燃气基础知识概要

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1、燃气基础知识,1. 燃气的分类、性质,燃气的定义,1. 燃气的分类、性质,燃气是由多种气体组成的混合气体，由于生产所用的原料不同及生产工艺不同，各种燃气的组成也不相同。 燃气主要由低级烃（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯），氢气和一氧化碳等可燃组分，以及氨、硫化物、水蒸气、焦油、萘和灰尘等杂质所组成。,1. 燃气的分类、性质,燃气的分类,天然气,液化石油气,人工煤气,沼气,燃气,1. 燃气的分类、性质,1. 燃气的分类、性质,天然气 纯天然气(简称天燃气)的组分以甲烷（CH4）为主，还含有少量的二氧 化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等惰性气体。 我国四川天然气中甲烷含量一般不少于90

2、%，发热值为34800 36000kJ/Nm3 (8364 8600KCal/Nm3) ，天然气既是制取合成氨、炭 黑、乙炔等化工产品的原料气，又是优质的燃料气，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，所以近年来，许多 国家 大力发展天然气工业。 人工燃气 人工燃气又可分为：固体燃料干馏煤气、固体燃料气化煤气、油制气 高炉煤气。,1. 燃气的分类、性质及储存,液化石油气 密度： LPG(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)的气态密度是空气的1.52倍，主要组分是丙烷,易在大气中自然扩散，并向低洼区流动，聚积在不通风的低洼地点。LPG液态的密度约为水的

3、密度的一半。 饱和蒸气压 ： LPG在平衡状态时的饱和蒸气压随温度的升高而增大。由于LPG有这种性质，故能用低温、大容量、常压储存，丙烷和丁烷可分别储存。运输时可以用低温海上运输，也可以常温处理后带压运输。,膨胀性 LPG液态时膨胀性较强，体积膨胀系数比汽油、煤油和水的大，约为水的16倍 。所以，国家规定LPG储罐、火车槽车、汽车槽车、气瓶的充装量必须小于85%，严禁超装。 着火温度 LPG着火温度比其他燃料低，一般在430460，爆炸极限较窄，为2%10%，而且爆炸下限比其他燃气低，所以危险性大，一点点火花都会引起燃烧爆炸。,1. 燃气的分类、性质,1. 燃气的分类、性质,液化石油气的典型性

4、质,1. 燃气的分类、性质,沼气 各种有机物质，如蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等，在隔绝空气的条件下发酵，并在微生物的作用下产生可燃性气体，叫做沼气。发热值约为20900 kJ/Nm3 （4993 kCal/Nm3 ），目前沼气主要在一些乡镇中得到广泛的应用。 燃气的露点 饱和蒸气经冷却或者加压，立即处于过饱和状态，当遇到接触面或者凝结核时，便液化成露，这时的温度称为露点。 当用管道输送气态碳氢化合物时，必须保持其温度在露点温度以上，以防凝结，阻碍输气。,1. 燃气的分类、性质及储存,单位换算 1.热量单位 1KCal=4.18kJ(1kJ=0.24KCal) 1Btu=0.252KCal 1N

5、m3天然气低热值=8500Kcal/m3=0.03373百万Btu 1百万Btu(英热单位 )=25.2万KCal,1. 燃气的分类、性质,单位换算 2.压力单位 1MPa=10kg=1000kPa=1000000Pa 1kg=100kPa=100000Pa 1kg=10m水柱=10000mm水柱=100000Pa 1mm水柱=10Pa,1. 燃气的分类、性质,气体热值表,1. 燃气的分类、性质,燃气的爆炸、爆炸极限 燃气不但可以燃烧，而且可以爆炸，但是燃气的爆炸是有条件的，燃气和空必须参混到一定的程度，在密闭的空间内，遇到明火才全发生爆炸。天燃气的爆炸极限为5%15%。 可燃气体或者空气的混

6、合物，遇明火而引起爆炸时的可燃气体的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个含量称为可燃气的爆炸下限，而当可燃气体的含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量，称之为爆炸上限。,1. 燃气的分类、性质,气体的爆炸极限,天然气：5-15%,人工煤气：5-50%,氢气：4.0-75.9%,液化石油气： 1.7-9.7%,2.压缩天然气CNG简介,2.压缩天然气CNG简介,城镇压缩天然气（CNG）系统： 城镇压缩天然气系统主要由取气加压站、CNG钢瓶拖车，城镇卸气站， 城镇输配管网组成。,2.压缩天然气CNG简介,天然气加压站（母站） 天然气加压站

7、的主要任务是使天然气加压到2025MPa（一般加压到 20MPa），并到达国家规定的CNG质量标准，向CNG子站即卸气站供 应和销售。（天然气加压站的作业流程图如下：）,2.压缩天然气CNG简介,城镇CNG供应站（子站） 以CNG作为气源的燃气供应系统，必须建立相当于 城镇燃气储配（或门站的设施），对母站来的气瓶转运 车的C NG进行卸车、储存和输配。这个设施就是以加压 站为母站的子站，其作业流程图如下：,2.压缩天然气CNG简介,2.压缩天然气CNG简介,CNG汽车加气站 CNG汽车加气站公供应CNG汽车加气（售气）。CNG汽车加气站也可在城镇原有的加油站的基础上扩建CNG加气系统，称为油气

8、合建站，或者新建即能加油又能加气的油气合建站。CNG加气站的作业流程图如下：,2.压缩天然气CNG简介,2.压缩天然气CNG简介,压缩天然气（CNG）加压站（母站） CNG加气站的工艺流程 天然气的预处理 多级压缩机对吸入气体有比较严格的要求，主要原因是吸入气体 的水分、尘粒和腐蚀性杂质会对压缩机运行发生直接影响，如活塞气缸磨损、管线腐蚀和冰塞、操作脉冲较大易发生故障等，特别把水分带入CNG汽车气瓶和发动机而不能正常工作。因此，CNG加压站在天然气进入多级压缩机前，必需对吸入的天然气进行预处理它的内容包括：过滤、计量、调压和尝试脱水。,24,3.液化天然气LNG简介,25,3.液化天然气LNG

9、简介,液化天然气(LNG)常识 天然气在常压下，当冷却至约-162时，则由气态转变成液态，称为液化天然气（英文：Liquefied Natural Gas 简称 LNG）。 液化天然气的体积约为同量气态天然气体积的1/600，大大方便储存和运输。 天然气是一种公认的清洁、高效、优质能源，在化工、电力、城市燃气等工业和民用领域正得到广泛的应用。随着西气东输、广东和福建海上LNG项目的实施，我国的天然气工业将进入一个快速发展阶段。,26,3.液化天然气LNG简介,LNG的生产 天然气经过净化处理后，通过不同的冷却方式在常压下将温度降至-162.15，即可将其液化。 目前常用的天然气液化制冷方式有：

10、经典阶式制冷、混合 冷冻制冷、膨胀机制冷等。 LNG的运输 轮船运输：用于国际间大宗贸易，一次运量可达6万吨以。 汽车运输：运输半径数千公里，一次运量10-50m3。,27,3.液化天然气LNG简介,LNG的储存 多采用双层金属真空粉末绝热或双层金属真空 缠绕绝热容器，其内容器为含镍9%的不锈钢。 日蒸发率可控制在0.10.3% 。,4.液化石油气基础知识,LPG 概况,LPG概况,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。 主要成分： 丙烷（C3H8） 丙烯（C3H6） 丁烷（C4H10） 丁烯（C4H8）,LPG概况,一、名称 低碳数的碳氢化合物。在常温下呈气态

11、，只有在增高压力或者降低温度的条件下，才变成液体。故称为液化石油气。英文缩写LPG（Liquefied Petroleum Gas）。 二、LPG的来源 1、炼厂。1吨原油产气约40-100KG左右。从C1-C5组分中分离提炼出来。 2、油田伴生气。利用设在油井上面的油气分离装置，将石油和伴生气分离。再提炼出来。 3、由天然气中获取。将天然气中的丙烷、丁烷等组分分离出来。 LPG的质量与其提取方法有关，一般从油田伴生气中获取的液化石油气的质量优于炼厂气。,五万吨码头,LPG 概况,LPG储配站,LPG 概况,LPG储罐,大型储罐（冷冻库）,球 罐,LPG 概况,LPG 概况,三、LPG的用途

12、1有色金属冶炼 2、窑炉焙烧。主要用于工业窑炉和加热炉，如烧制瓷砖、汽车工业中的烘焙轧制薄板、金属热加工等。 3、汽车燃料。LPG汽车，减少空气污染。 4、居民生活燃料。管道输送、瓶装供给。,LPG 概况,四、LPG的特性 1、化学成分。LPG是由多种烃类气体组成的混合物。其主要成分是含有三个和四个碳原子的碳氢化合物。丙烷、正丁烷、异丁烷、丙烯、1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯、异丁烯八种化合物。习惯上称为C3和C4。另外还有少量的甲烷、乙烷、乙烯、戊烯（C1、C2、C5），以及微量的硫化物、水等。C1、C2需要较高的压力才能液化，C5在常温下呈液态，正常情况下，这些都不是液化石油气的组分

13、。 GB11174-89液化石油气标准对液化石油气的质量作了要求。,LPG 概况,四、LPG的特性 2、物理特性 A、密度。由于LPG在生产、储存和使用中经常呈现气态和液态两种状态，因此，LPG的密度就有气态密度和液态密度之分。 气态液化石油气比空气重约1.5-2.5倍。因此，一旦液化石油气从容器或管道中泄露出来，它不会像相对密度较小的的气体那样容易挥发与扩散，而是像水一样往低处流动和停滞。很容易达到爆炸浓度。 液化石油气的液态相对密度约为0.5-0.59之间,接近为水的一半。当LPG中含有水分时，水就会沉积在容器的底部，这样会造成容器底部腐蚀，缩短容器的使用寿命。,LPG 概况,四、LPG的

14、特性 B、体积膨胀系数 所谓膨胀系数，指温度每升高1度，液体增加的体积与原来的体积的比值。LPG的体积膨胀系数比水大十几倍，而且温度越高，系数越大。 C、体积压缩系数 对于满液的容器，当温度升高时，液体的体积会膨胀，但由于受到容器的限制，液体会受到压缩。体积压缩系数是指压力每升高1MPa时液体体积的缩减量。LPG的体积压缩系数只有体积膨胀系数的约一半。 这就说明，在满液的状态下，随着温度的升高，容器内的压力会急剧升高。,LPG 概况,四、LPG的特性 液化石油气组分及水的体积膨胀系数/-1,由上表可知，液化气石油气液体的体积膨胀系数比水大十几倍，且随温度的升高而增大，因此，液化石油气在充装作业

15、中必须限制充装量。,LPG概况,四、LPG的特性 D、饱和蒸气压 LPG的蒸气压随温度升高而增大，另外，LPG的蒸气压和组分有关，低C组分越大，蒸气压越大，反之，则越小。对于LPG来说，常温下，容器内部的压力比外界大气压力大得多，所以液化石油气一定要在密封的，具有足够强度的容器中储存。 E、汽化潜热 液态变为气态时，需要吸收热量，叫做汽化潜热。由于LPG的汽化潜热比较大，因此在生产过程中要严禁液态的石油气直接接触人体，以免皮肤冻伤。,LPG 概况,五、LPG的燃烧特性 1、燃烧的条件: 存在可燃物质：能与空气中氧气剧烈反应的物质。如丙烷、木柴、汽油等。 存在助燃物质：凡能帮助可燃物质燃烧的物质

16、。氧 导致可能燃烧的点火源，凡能够引起可燃物质燃烧的能量，是物质发生燃烧的能量条件。,LPG 概况,五、LPG的燃烧特性 2、燃烧反应和燃烧产物。以丙烷为例。C3H8+5O23CO2+4H2O，理论消耗消耗空气54.76=23.8M3,实际需要26.35M3。 3、燃烧产物极其危害。C、H、S、P燃烧过程中生产CO2、CO、SO2、P2O5、H2S、H3P等。CO毒性（10%、1-2分钟）、CO2毒性。 4、热值：热值是指单位物质或单位体积的可燃物质，在完全燃烧生成最简单稳定的化合物时所释放的热量。单位为KJ/M3，或KJ/KG。高热值：包含燃烧产生的水蒸气冷凝成水时所发出的热量。若不计算这部分热量，则为低热值。LPG热值很高。气态LPG的热值为22000kcal/Nm3,液态LPG的热值为11000kcal/kg。,LPG 概况,五、LPG的燃烧特性 5、LPG的爆炸。物理性爆炸、化学性爆炸、核爆炸。 爆炸极限: 可燃气体与空气的混合物遇到火源能够发生爆炸燃烧的浓度范围称为爆炸浓度极限。爆炸燃烧的最