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小区燃气管理训教程第一章 燃气基础知识第一节 城市燃气的发展、分类、特点随着城市现代化的发展，燃气作为城市能源建设中的重要组成部分及重要的能源基础设施，在人们生活中发挥越来越重要的作用目前，我国的城市燃气主要有三类：人工煤气、液化石油气、天然气人工煤气主要是来源是焦炉制气（炼焦）和冶金工业的焦炉余气，主要成分是甲烷、氢由于人工煤气热值低，其使用及制备过程的环保问题等使其发展受到限制，逐渐被天然气取代液化石油气是开采和炼制石油过程中的副产品，其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯液化石油气热值较高，但是由于其生产、输送的成本较高及其品质的不稳定性，限制了其发展天然气有气井开采的气田气、开采石油伴生的油田气和从井下煤层抽取的煤层气，以前两种为主我国天然气主要成分是甲烷（90%左右），其热值仅次于液化石油气煤层气的成分变动较大，热值也低虽然由于开采技术等原因，其未等到充分利用，但是其作为储量丰富的清洁能源正在受到更多的关注上个世纪九十年代开始，天然气的开采利用在我国得到迅猛发展，已经成为我国城市燃气的重要、主要部分，尤其在北京、上海等大中城市现在，北京的燃气基本以天然气为主天然气通到家家户户，在日常生活中发挥主要作用。

天然气的普遍使用及其可燃可爆性，也决定了其管理的重要性第二节 天然气的主要成分和性质天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢以及微量的惰性气体，如氦和氩等无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源天然气其主要成分为甲烷，热值约为8500大卡/米3是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层第三节 天然气的特性1.3.1 比重：天然气比重小于空气，当从储存容器、管道中泄漏出来后，天然气将向上移动，扩散到空气中 1.3.2 热值：热值是指单位重量或体积的燃料完全燃烧后产生的热量，分为高热值和低热值 1.3.3 状态、沸点：在常温、常压下，天然气为气体状态；甲烷的沸点-162°C，在此温度以上，天然气呈气态由于非常低的沸点，天然气非常难于液化，一般采用气体状态储存和输送天然气。

1.3.4 颜色、味道和毒性：甲烷（天然气）是一种无色、无味的物质，且没有毒性；天然气在空气中的浓度较高时，对人体有一定的麻醉作用为便于识别其在空气中的存在，在生产过程中添加了少量的臭味剂(硫醇、硫醚等物质）1.3.5 点火（爆-炸）极限：气态的天然气与空气形成混合气，混合气浓度在一定范围内时能够被点燃、燃烧，超过这个范围将不能被点燃，这个范围的上下限即为点火下限和点火上限天然气的点火上限和点火下限分别为5%和15% 1.3.6 理论空燃比：单位重量（或体积）燃料完全燃烧需要的空气重量（或体积）即为该燃料的理论空燃比；汽油、甲烷的（重量）理论空燃比分别为14.7、16.7相同质量的燃料完全燃烧，天然气需要更多的空气按照体积计算，天然气的理论空燃比约为和10：1 1.3.7 辛烷值：辛烷值是燃料抗爆震燃烧的能力，辛烷值越高，表示抗爆性越好，发动机可以采用更高的压缩比目前使用的汽油辛烷值一般为90、93天然气的辛烷值一般在120—130之间，其抗爆性要好于汽油 1.3.8 自燃温度：在没有外界火源的条件下，由于天然气内部的氧化、本身温度或介质温度变化而引起天然气自行着火燃烧，天然气自行着火燃烧的最低温度即为自燃温度；天然气的自燃温度为630—730度；汽油的自燃温度为220—471度；较高的自燃温度表明天然气的安全性好于汽油。

1.3.9 起燃方式：天然气自燃温度高，难于压燃，适宜外火源点燃，同时高的辛烷值，适合在较高的压缩比下点燃工作第四节 天然气的储存常温、常压下的天然气密度非常低，为有效的储存天然气，一般采用以下方式储存天然气，以提高天然气的储存压力： 1、压缩天然气——Compressed Natural Gas简称CNG（压缩天然气），汽车上使用的CNG的最高压力为20MPa（相当于将天然气压缩200倍）； 2、液化天然气——Liquefied Natural Gas简称LNG（液化天然气），液化后的天然气的密度是常温、常压下的气态天然气密度的625倍； 3、吸附天然气——Adsorbed Natural Gas简称ANG（吸附天然气），储存的能量密度介于CNG和LNG之间，且储存压力大为降低（在4MPa左右）第二章 天然气输配系统第一节 输配系统种类2.1.1 天然气运输主要有三种方式：管道输送、船舶运输、槽车运输液化天然气主要靠船舶运输、槽车运输，然后进行燃气基础知识一 、燃气概述燃气是现代化城市建设不可缺少的一项基础设施，燃气可以用人工方法制取，也可以从天然资源中获得。

只有符合一定要求的可燃气体才能作为城市燃气使用，各种不同类型的城市燃气的主要成分是有很大的不同的，但其主要化学成分可分为可燃与不可燃两个部分可燃部分主要有氢（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）等，不可燃部分主要有氮（N2）、氧（O2）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）和水蒸气等上述的各种成分的含量的比例的不同而组成了不同的燃气类型二、燃气的种类     燃气的种类，习惯上分为天燃气、人工煤气和液化石油气三大类1.天燃气天然气是指直接从自然界开采和收集的燃气，按天燃气获得的途径的不同可分为如下3种：⑴ 纯天燃气    从气井开采出来的气田气称为纯天燃气，它是埋藏在地下深处的气态燃料，它的主要成分为甲烷，约占体积的95%左右⑵ 油田伴生气    油田伴生气是伴随石油一起开采出来的石油气，通过一定处理后得到的气体，它的主要成分为甲烷，约占体积的80%左右，另外还含有一些其他的烃类⑶ 矿井气   矿井气指从井下煤层抽出的燃气，矿井气中甲烷的含量约占一半，其他的主要成分为空气和氮2.人工煤气人工煤气是指从固体燃料（主要为煤）或液体燃料加工中获取的可燃气体，按照制气原料或制气方法的不同，可分为如下几种：  ⑴ 炼焦煤气炼焦煤气是煤在隔绝空气的条件下加热而分解出来的可燃性气体。

它的主要成分是氢和甲烷，为一种无色无味的气体，由于氢含量较高，因而燃烧速度很高  ⑵ 高炉煤气高炉煤气是炼铁高炉在生产过程中的一种副产品，可燃的主要成分为一氧化碳它为一种无色、无味、无臭的气体，但毒性极强  ⑶ 发生炉煤气     发生炉煤气是在发生炉内对燃烧着的底层煤或焦炭鼓入空气，依靠上面的还原层和干馏层中生成一氧化碳和氢等可燃成分它的含氮量很大，约占总体积的一半以上⑷ 水煤气    水煤气的生产与发生炉煤气相似，是对热的煤鼓入蒸汽，生成一氧化碳和氢等可燃成分它的含氮量较小，燃烧速度较快  ⑸ 高压气化气     高压气化气是以煤为原料，以氧和蒸汽为气化剂在高压下进行完全气化而产生的燃气，主要的成分是氢、一氧化碳和甲烷⑹ 油煤气     油煤气是指石油类原料经过热裂化而制成的燃气，这种煤气实际使用中与其他煤气掺混使用3.液化石油气      液化石油气是自在开采和炼制石油的过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物，在常温下加压0.7-0.8Mpa就能液化；液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、正（异）丁烷（C4H10）和正（异）丁烯、反（顺）丁烯（C4H8）习惯上称为C3、C4，即只用烃的碳原子数（C）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，很容易转变为气态从气态转变为液态，其体积可缩小250倍三、燃气成分我国幅员辽阔，燃气资源丰富，各地使用燃气的成分及特性相互差别很大，如下列出几种常用的燃气的成分，仅供参考：  一  般  组  分    （体积%）  CH4 C3H6 C4H10 CnHm CO H2 CO2 O2 N21 纯天然气 98 0.3 0.3 0.4 - - - - 1.02 油田伴生气 81.7 6.2 4.86 4.94 - - 0.3 0.2 1.83 矿井气 52.4 - - - - - 4.6 7.0 36.04 炼焦煤气 27.0 - - 2.0 6.0 56.0 3.0 1.0 5.05 发生炉煤气 1.8 - 0.4 - 30.4 8.4 2.2 0.4 56.46 高压气化煤气 18.0 - - 0.7 18.0 56.0 3.0 0.3 4.07 水煤气 5.8 - - 1.6 30.9 42.2 9.6 0.6 9.38 油煤气 19.6 - - 6.6 13.0 45.5 7.0 1.0 6.79 高炉煤气 0.3 - - - 28.0 2.7 10.5 - 58.510 液化石油气 - 50 50 - - - - - -四、燃气相关的基本概念1. 燃气的互换性　互换性是燃气的重要指标具有多种气源的城市，常常遇到以下两种情况：一种是，随着城市燃气供应规模的发展和制气方式的改变，某地区原来使用的燃气可能由其他一种性质不同的燃气所代替；另一种是，基本气源产生紧急事故，或在高峰负荷时，需要在供气系统中掺入性质与原有燃气不同的其他燃气。

当燃气成分变化不大时，燃烧器燃烧工况虽有改变，但尚能满足燃具的原有设计要求；当燃气成分变化过大时，燃烧工况的改变不能满足燃具的原有设计要求任何燃具，都是按照一定的燃气成分设计的设某一燃具是以a燃气为基准进行设计和调整，如以b燃气来置换a燃气，如果燃具此时不加任何调整而能保证正常工作，则表示b燃气可以置换a燃气，或称b燃气对a燃气具有互换性反之，如果燃具不能正常工作，则称b燃气对a燃气不具有互换性２.燃气的燃烧特性指标决定燃气的互换性的条件是燃气的燃烧特性指标：华白数（或称发热指数）和燃烧势（或称燃烧速度指数）当燃气的成分改变时，华白数和燃烧势同时改变① 华白数华白数是在互换性问题产生初期所使用的一个互换性判定指数在b燃气和a燃气化学及物理性质相差不大时，燃烧特性比较接近时，可以用华白数指标来控制燃气的互换性各国一般规定在两种燃气互换时华白数的变化不大于+5～10%华白数是一项控制燃具热负荷衡定状况的指标② 燃烧势随着气源种类的增多，出现了燃烧特性差别较大的两种煤气的互换性问题，除了华白数以外，还必须引入燃烧势因素燃烧势是反映煤气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的状态的一项反映燃具煤气燃烧稳定状况的综合指标。

3.相关术语热值：标准状态下（0℃、1大气压）1m3的燃气完全燃烧时产生的热量高热值：完全燃烧时产生的热量中包括燃烧产物中水蒸汽冷凝后释放出的热量低热值：完全燃烧时产生的热量中不包括燃烧产物中水蒸汽冷凝后释放出的热量燃气的相对密度：指相等体积的燃气与空气的质量之比（0℃、1大气压）离焰：火焰从燃烧器孔全部或部分离开的现象回火：火焰在燃烧器内部燃烧的现象黄焰：由于一次空气不足，燃烧时产生的黄色火焰，该火焰与冷表面接触产生黑烟火焰稳定性：在燃烧器火孔处火焰既不离焰，也不回火，稳定燃烧的状态爆燃：燃气与空气混合后急剧燃烧的现象，噪音很大燃气的供气压力：在锅炉的燃气入口连接处，锅炉运行时测得的相对静压力。