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1、燃 气 输 配,Transportation and Distribution of Gas,第一章 城镇燃气的分类及其性质,第一节 燃气的分类 城镇燃气以可燃组分为主的混合气体 可燃组分：碳氢化合物、氢、一氧化碳 按照来源：天然气，人工燃气，液化石油气和生物气 一、天然气 （一）常规天然气 气 田 气 取自气田 石油伴生气 取自油田 凝析气田气 取自气田，含石油轻质馏分 主要成分：以甲烷（CH4）为主的低级烷烃类 主要用途：化工原料 燃料气体,我国天然气分布,我国天然气管道现状,（二）非常规天然气 天然气水合物 天然气于水的固态化合物 又称“可燃冰” 煤层气 煤层间的可燃气体，以甲烷为主 又
2、称“瓦斯” 页岩气 吸附于页岩层中的天然气 二、液化石油气 开采天然气与石油以及炼油厂的副产品 常温或常压下易液化的可燃气体 主要成分：丙烷、丙烯、丁烷和丁烯 三、人工煤气 以煤或石油为原料转化值得的可燃气体 主要有干馏煤气、气化煤气和油制气 四、生物气（沼气） 有机物在隔绝空气的条件下发酵， 在微生物（甲烷菌）作用下得到的可燃气体 主要成分：甲烷与二氧化碳,第二节 燃气的基本性质 一、混合气体及混和液体的平均分子量、平均密度和相对密度 平均分子量 （平均摩尔质量） 气体,液体,式中 M 平均分子量（kg/kmol）； Mn 各组分的分子量（kg/kmol）； y 混合气体各组分的摩尔分数；
3、x 混合液体各组分的摩尔分数。,平均密度 混合气体平均分子量与平均摩尔体积之比,相对密度 标准状态下，混合气体平均密度与空气密度之比, 混合气体的平均密度（kg/ Nm3 ） m 混合气体的质量（kg） v 混合气体的体积（m3） VM 混合气体的平均摩尔体积（m3/kmol） S 混合气体的相对密度 0 标态下混合气体的平均密度（kg/ Nm3 ） 1.293 标态下空气的密度（kg/ Nm3 ） V0，M 标态下混合气体的平均摩尔体积,其中,湿燃气密度,0g 标态下干燃气密度（kg/Nm3） d 水蒸气含量（kg/Nm3干燃气） 0.833 水蒸气密度（kg/Nm3） k 换算系数,V0，
4、M n标态下各组分的平均摩尔体积（m3/kmol） 0，n 标态下各组分的密度（kg/ Nm3 ）,湿、干燃气体积分数转换,二、临界参数及实际气体状态方程 临界参数 临界温度 在压力作用下，使气体液化的最高温度 临界压力 在临界温度下，使气体液化的最小压力,0,Pc,P,vc,v,A,G,C,B,M,D,F,E,N,T1,T2,Tc,T1 T2 Tc,气体的临界温度越高，越容易液化 气体的温度越低于临界温度，液化所需的压力就越小,混合气体的平均临界压力,混合气体的平均临界温度,pm,c 混合气体的平均临界压力（MPa） Tm,c 混合气体的平均临界温度（K） pn混合气体中各组分的临界压力 T
5、n 混合气体中各组分的临界温度 y 混合气体中各组分的体积分数,实际气体状态方程,Z 压缩因子，与温度和压力有关,对比温度 Tr 工作温度 T 与临界温度Tc 之比,对比压力 pr 工作压力 p 与临界压力 pc 之比,三、黏度 0oC时，混合气体动力黏度,g 各组分的质量分数 各组分在 0oC 时的动力黏度（Pas）,任意温度时，混合气体的动力黏度,混合液体的动力黏度,x 各组分的摩尔分数 混合液体各组分的动力黏度（Pas）,四、饱和蒸气压及相平衡常数 饱和蒸气压（蒸气压）与温度的关系 饱和蒸气压 在一定温度下，密闭容器中的液体及其 蒸气处于动态平衡时蒸气的绝对压力 饱和蒸气压随温度升高而增
6、加 混合液体的蒸气压 混合液体的蒸气压等于各组分分压 pi 之和,各组分分压 pi 等 于此纯组分在该温度下的蒸气压 pi 与其在混合液体中该组分摩尔分数 x 的乘积,相平衡常数 根据混合气体分压定律，各组分的蒸气分压可表示为该 组分摩尔分数 yi 与混和液体蒸气压 p 的乘积,于是定义,为相平衡常数,在一定温度下，一定组成的气液平衡系统中，某一 组分在该温度下的饱和蒸气压 pi 与混和液体蒸气 压 p 的比值是一个常数 在一定温度和压力下的气液平衡系统中，气相中某 一组分的摩尔分数 yi 与其液相中的摩尔分数xi 之比 也是一个常数,五、沸点和露点 沸点 一个物理大气压下，液体沸腾时的温度
7、露点 饱和蒸气降温或受压，即过饱和蒸气液化时的温度 露点随混合气体的压力及各组分的体积分数而变化， 露点随压力增大而升高 用管道输送气体碳氢化合物时，温度需保持在露点以 上，以防凝结，阻碍输气,六、液化石油气的气化潜热 单位质量液体在平衡状态气化为蒸气所吸收的热量 混合液体气化潜热与各组分气化潜热的关系,g 混合液体个组分的质量分数,气化潜热与温度的关系,tc 临界温度 r1 温度为 t1 时的气化潜热（kJ/kg） r2 温度为 t2 时的气化潜热（kJ/kg）,七、体积膨胀 体积膨胀系数 温度每升高 1oC，液体体积增加的倍数 液态碳氢化合物的体积膨胀系数远大于水 液态碳氢化合物的体积膨胀
8、的计算 单一液体,混合液体, 体积膨胀系数平均值 i 各组分体积膨胀系数平均值 vl,i 温度为 t1 时各组分的体积分数 V1 (V2) 温度为 t1 (t2 )时单一液体的体积 V1 (V2) 温度为 t1 (t2 )时混合液体的体积,八、爆炸极限 可燃气体与空气等混合遇明火爆炸时的浓度范围 引起爆炸的可燃气体最低浓度称爆炸下限 引起爆炸的可燃气体最高浓度称爆炸上限 只含有可燃组分混合气体的爆炸极限,L 混合气体的爆炸下（上）限（体积%） y 混合气体中各可燃组分的体积分数 L 可然组分的爆炸下（上）限（体积%）,含有惰性组分的混合气体的爆炸极限,yN 惰性组分的体积分数 Lc 不含惰性气
9、体的燃气爆炸极限,含有氧气（空气）的混合气体的爆炸极限,yair 空气的体积分数 Lna 无空气的的燃气爆炸极限,九、水合物 燃气中的含水量达到一定值时，在低温或高压做 用下水与碳氢化合物所生成的结晶体 一种新能源 管道输送中形成水合物会导致堵塞,十、液化石油气的状态图 进行燃气的热力学计算时，饱和蒸气压 P、比 容 v、温度 T、焓值 i 和熵值 s 等状态参数的 关系曲线图 已知任意两个参数，便可在图上查得其他参数,液化石油气的状态图,第三节 城市燃气的质量要求 天燃气与人工燃气 焦油与灰尘 堵塞管道 萘 堵塞管道 硫化物 腐蚀管道，对人体有害 氨 腐蚀设备 一氧化碳 对人体有害 氧化氮 对人体有害，损坏设备,液化石油气 硫分 腐蚀设备 水分 堵塞管道，腐蚀设备 二烯烃 聚合后影响气化 乙烷和乙烯 不符合设计规定 残液 不能气化 城市燃气的加臭,
