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燃气基本知识第一节燃气的分类及用途燃气是一种可以燃烧并能放出热量的气体。
燃气是一种清洁、卫生、方便的优质能源。
开发燃气能源将极大方便人民生活，推动工业、商业、服务业经济的发展，所以，燃气已经成为国民经济的重要产业。
从事燃气产业开发、生产和经营的企业叫燃气企业。
中国燃气控股有限公司就是中国大型的燃气企业集团。
城市民用和工业、商业、服务业使用的燃气是由多种气体组成的混合气体，其中含有可燃气体和不可燃气体。
可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳，不可燃气体有二氧化碳、氮和氦等。
燃气的种类很多，主要有天然气、人工煤气、液化石油气和沼气。
一、天然气天然气一般可分为四种：从天然气气井开采出来的气田气称纯天然气；伴随石油一起开采出来的石油气，称石油伴生气；含石油轻质馏分的天然气称凝析气田气；从煤矿井下煤层抽出的天然气称煤矿矿井气。
纯天然气（简称天然气）的组份以甲烷为主，还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等堕性气体。
我国四川天然气中甲烷含量一般不少于90%，发热值为34800～36000kJ/Nm3。
我国大港地区的天然气为石油伴生气，甲烷含量约为80%，乙烷、丙烷和丁烷等含量约为15%，发热值约为41900kJ/Nm3。
凝析气田气除含有大量甲烷外，还含有2～5%戊烷及戊烷以上的碳氢化合物。
矿井气的主要可燃组分是甲烷，其含量随采气方式而变化。
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，所以近些年来，许多国家大力发展天然气工业。
有些天然气资源缺乏的国家也进口液化天然气以发展城市燃气事业。
液态天然气的体积为气态时的1/600，有利于运输和储存。
二、人工煤气1、固体燃料干馏煤气利用焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉等对煤气进行干馏所获得的煤气称为干馏煤气。
用干馏方式生产煤气每吨可产煤气300-400m3。
这类煤气中甲烷和氢的含量较高，低发热值一般在16700KJ/Nm3左右。
燃气基本知识目录一、燃气概述 (3)1.1 燃气的定义与分类 (3)1.2 燃气的性质与特点 (4)1.3 燃气的应用领域 (6)二、燃气来源与生产 (7)2.1 天然气 (8)2.2 液化石油气 (10)2.3 管道煤气 (10)2.4 人工煤气 (12)三、燃气输配系统 (13)3.1 燃气管网布局 (14)3.2 燃气储气设施 (16)3.3 燃气加压设备 (17)四、燃气燃烧与利用 (19)4.1 燃气燃烧原理 (21)4.2 燃气燃烧设备 (22)4.3 燃气利用效率 (24)4.4 燃气安全使用 (26)五、燃气法规与标准 (27)5.1 国家燃气法规 (28)5.2 行业燃气标准 (29)5.3 燃气经营许可 (30)5.4 燃气设备检测 (31)六、燃气设备与设施 (32)6.1 燃气器具 (33)6.2 燃气管道 (35)6.3 燃气调压设备 (35)七、燃气事故预防与处理 (38)7.1 燃气泄漏检测 (39)7.2 燃气火灾预防 (40)7.3 燃气事故应急处理 (41)7.4 燃气安全教育 (42)八、燃气行业发展趋势 (44)8.1 新型燃气技术 (45)8.2 绿色燃气发展 (47)8.3 智能燃气系统 (49)8.4 国际燃气合作 (50)一、燃气概述燃气是一种清洁、高效的能源，主要指用于供暖、炊事和发电等用途的天然气、液化石油气和石油气等易燃气体。
它在全球范围内被广泛应用，因其燃烧产物较少，使用方便等优点而受到青睐。
燃气分为两种主要的类型：天然气和人工合成燃气。
天然气是指直接从地层开采出来的气体，主要成分是甲烷；人工合成燃气则由混合各种气体制成，如城市煤气等。
随着环境保护意识的增强和环境法规的逐步完善，燃气作为对传统清洁能源替代的可持续能源，得到了越来越多的重视和推广。
1.1 燃气的定义与分类燃气是一种可以燃烧产生热能和势能的可燃料气体，其用途涵盖了多项领域，包括发电、冬季供暖、家庭烹饪以及制造业等。
第章燃气的分类及其性质(1)第章燃气的分类及其性质燃气是指在常温常压下呈气态的可燃性气体，它可以作为燃料被引入到燃气设备中进行燃烧，产生热能供给人们生产和生活的需要。
燃气广泛应用于工业、家庭等各个领域，是现代生活中不可或缺的资源。
那么燃气是如何分类的，又具有哪些性质呢？下面我们将进行详细介绍。
一、燃气的分类燃气的分类依据不同的标准而有所不同，以下是一些常见的分类方法：1. 按热值分为高热值气体和低热值气体。
高热值气体包括天然气、煤气、焦炉气等，其热值大于35MJ/m3；低热值气体包括液化石油气、城市燃气、生物质燃气等，其热值在20MJ/m3以下。
2. 按来源分为天然气、人工气、液化气等。
天然气是指地下由天然气田开采的气体，包括天然气、页岩气等；人工气包括煤炭气、炼焦气、合成气等；液化气是指将气体经过冷却压缩成为液体形态的气体，包括液化石油气、液化天然气等。
3. 按成分分为单质燃气和混合燃气。
单质燃气包括天然气、煤气、氢气等，其主要成分为一种气体；混合燃气则由多种气体混合而成，包括液化石油气、城市燃气等。
二、燃气的性质燃气具有以下几个特点：1. 低密度性：燃气的密度比空气轻，通常在0.6～0.9kg/m3之间，因此燃气比空气更容易上升，扩散速度快。
2. 易燃性：燃气具有很高的易燃性和易爆性，特别是液化气和天然气等，一旦泄漏或不当使用，容易造成火灾或爆炸事故。
3. 无色、无味、无毒性：大部分燃气都是无色、无味、无毒性的，没有明显的污染，但其强烈的毒性和燃爆性质容易造成交通事故和环境污染等。
4. 热值高：燃气的热值高，具有燃烧后能释放很高的热能的特点，同时由于成分不同，热值也有所差别。
以上就是燃气的分类及其性质的介绍。
燃气因其独特的性质，其安全使用非常重要，人们在使用燃气的过程中，一定要保持安全意识，遵守规范操作程序，以确保人身安全和环境安全。
CHAP1燃气的分类及其性质燃气的分类及用途
1.天然气：天然气是一种由甲烷和少量其他烃类组成的天然地下气体。
它是一种清洁、高效和环保的能源，用途广泛。
天然气主要用于家庭供暖、工业生产、发电和交通运输等领域。
2.液化石油气（LPG）：LPG是石油提炼过程中产生的混合气体，主
要包括丙烷和丁烷。
它在气体状态下易于储存和运输，广泛用于家庭烹饪、野外烧烤、热水供应和车用燃料等领域。
3.汽油气（CNG）：CNG是由天然气压缩而成的气体燃料，主要用于
汽车燃料。
它比传统的汽油和柴油更环保和经济，逐渐成为汽车行业的主
流选择。
4.一氧化碳气：一氧化碳气是一种有毒气体，主要产生于燃烧不完全
的燃料。
它常用于制造一氧化碳气体传感器，用于检测室内的一氧化碳浓度，以避免中毒事故。
5.氢气：氢气是一种高效、清洁的能源，广泛用于氢燃料电池车辆、
能源储存和工业生产等领域。
随着氢能技术的发展，氢气正逐渐成为替代
传统燃料的重要选择。
不同种类的燃气具有不同的性质和特点，包括燃烧效率、能源密度、
环保性和安全性等方面。
选择合适的燃气取决于具体的应用需求和环境条件。
燃气的燃烧是释放化学能的过程，通过氧化反应将燃料中的化学能转
化为热能和动能。
在燃烧过程中，释放出的热能可以用于供暖、发电、烹
饪等用途。
总的来说，燃气作为一种清洁、高效的能源形式，在各个领域都有着广泛的应用前景。
随着能源需求的增长和环保意识的提高，燃气将扮演越来越重要的角色，为人类创造更加可持续的生活方式。
第一部分燃气的分类及基本性质一、燃气的分类(一)天然气1、常规天然气(1)、气田气:就是指产自天然气气藏的纯天然气,主要组分就是甲烷。
(2)、石油伴生气:就是指与石油共生的、伴随石油一起开采出来的天然气,其主要组分就是甲烷、乙烷、丙烷与丁烷。
(3)、凝析气田气:就是指从深层气田开采的含石油轻质馏分的天然气。
主要组分就是甲烷、2%-5%戊烷及戊烷以上的碳氢化合物。
2、非常规天然气:就是指受目前技术经济条件的限制尚未投入工业开采及制取的天然气资源,包括天然气水合物、煤层气、页岩气、煤制天然气等。
(1)、天然气水合物俗称可燃冰:就是天然气与水在一定条件下形成的类冰固态化合物。
主要组分为甲烷。
(2)、煤层气:就是煤层形成过程中经过生物化学与变质作用以吸附或游离状态存在于煤层及固岩中的自储式天然气。
(3)、页岩气:就是以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩或高碳泥页岩中的天然气。
(4)、煤制天然气:就是指煤经过气化产生的合成气,再经过甲烷化处理,生产代用天然气(SNG)。
(二)、人工燃气1、固体燃料干馏煤气:利用焦炉等对煤进行干馏所获得的煤气。
2、固体燃料气化煤气:就是指以煤作为原料采用纯氧与水蒸气作为气化剂,获得的煤气。
如:水煤气、发生炉煤气等。
2、油制气;就是指利用重油(炼油厂提取汽油、煤油、柴油之后剩余的油品)制取城市燃气。
3、高炉煤气:就是冶金工厂炼铁时的副产气,主要组分就是一氧化碳与氮气。
(三)、液化石油气:就是指在天然气及石油开采或炼制石油过程中,作为副产品而获得的。
(四)、生物气:各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵,并在微生物的作用下产生的可燃气体,也叫做沼气。
二、燃气的基本性质1、热值:单位体积的燃气完全燃烧所产生的热量。
2、热值单位的换算关系:1千卡=4、187千焦;1千焦=0、239千卡:1千瓦小时=3600千焦=859、8千卡3、常用燃气的热值:4、、爆炸极限:可燃气体与空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围成为爆炸极限。
(1)、爆炸下限: 在这种混合物中当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量,称为可燃气体的爆炸下限。
(2)、爆炸上限:当可燃气体的含量增加到不能形成爆炸混合物时的含量,称为爆炸上限。
天然气的爆炸极限为5%—15%。
5、燃气的加臭(1)、常用的加臭剂为四氢噻吩、乙硫醇。
(2)、加臭剂的最小含量应符合下列规定:无毒燃气泄露到空气中,达到爆炸下限的20%时,应能察觉;有毒燃气泄露到空气中,达到对人体允许的有害浓度时,应能察觉;对于以一氧化碳为有毒成分的燃气,空气中一氧化碳含量达到0、02%时,应能察觉。
6、燃气互换性:某一燃具以A燃气为基准进行设计与正常工作,若以B燃气置换A燃气,如果燃烧器此时不加任何调整而能保证燃具正常工作,表示B燃气可以置换A燃气,或称B燃气对A燃气而言具有互换性。
A燃气称为基准气,B燃气称为置换气。
7、燃具适应性:就是指燃具对于燃气性质变化的适应能力。
如果燃具能在燃气性质变化范围较大的情况下正常工作,就称为适应性大,反之,就称为适应性小。
第二部分燃气管网系统一．城市燃气管道的分类1、根据用途不同可分为市政管道、庭院管道、户内燃气管道。
2、根据敷设方式的不同可分为地下燃气管道与架空燃气管道。
3、根据输气压力不同分为:低压燃气管道;压力为P﹤0、01MPa、中压B级燃气管道;压力为0、01 MPa ≤P≤ 0、2MPa、中压A燃气管道;压力为0、2﹤P≤0、4;次高压B燃气管道0、4﹤P≤0、8;次高压A燃气管道0、8﹤P≤1、6;高压B燃气管道1、6﹤P≤2、5;高压A燃气管道2、5﹤P≤4、0;4、采用不同的压力机制的原因:(1)、管网采用不同的压力机制比较经济;(2)、各类用户所需要的燃气压力不同;(3)、消防安全要求。
二、管道的埋深1、埋设在车行道下时,不得小于0、9米;2、埋设在非机动车车道(含人行道)时,不得小于0、6米;3、埋设在机动车不可能到达的地方时,不得小于0、3米;4、埋设在水田下时,不得小于0、8米。
三、燃气工程常用的管材1、钢管(1)、无缝钢管:就是用优质的碳素管或低合金钢经热轧或冷拔加工而成。
适用于各种压力级别的城市燃气管道与制气厂的工艺管道,对于使用温度低于-20摄氏度的管道应采用奥氏体不锈钢无缝钢管。
(2)、焊接钢管;直缝焊管与螺旋焊管。
(3)、钢管防腐;涂漆、聚乙烯胶粘带、阴极保护。
2、PE燃气管:燃气用PE采用PE80或PE100等级,在中燃集团内部优先选用PE100SDR17、6系列PE燃气管道,为避免壁厚太薄DN75以下的应使用SDR11系列。
SDR就是管道外径与壁厚的比值。
3、铸铁管:目前,新建的燃气管道工程中已较少使用铸铁管,中燃集团内部规定在新建工程上已限制使用铸铁管。
4、铝塑复合管:就是指内层与外层为交联聚乙烯或聚乙烯、中间层为增强铝管。
使用的条件为;环境温度不应高于60摄氏度;工作压力应小于10千帕;在户内的计量装置后。
四、燃气的调压与储存1、燃气的调压(1)、燃气调压器:就是燃气输配系统中的重要设备,燃气输配系统各级管网压力工况的控制都就是通过调压器来实现的,它的作用就是降压与稳压。
按作用原理分为直接作用式与间接作用式;按用途分为区域调压器、专用调压器与用户调压器;按进出口压力分为高高压、高中压、高低压、中中压、中低压调压器及低低压调压器;按被调参数分为后压与前压调压器。
(2)、调压站;主要设施由阀门、调压器、过滤器、安全放散阀、切断阀及监控仪表等组成,有的调压站还装有计量与加臭设备。
2、燃气的储存:燃气的储存就是保证城市燃气供需平衡的重要手段,分为低压、高压、地下、液化储存。
第三部分液化天然气天然气的主要组分就是甲烷,常温下以气态形式存在。
在常压下,将天然气深冷到-162摄氏度制成液化天然气(LNG)。
1.LNG的特点:(1)、温度低,在大气压力下,LNG的沸点在-162摄氏度。
(2)、液化天然气的密度大约就是气态天然气的600倍,既1体积LNG能转化为600体积的气态天然气。
2、LNG运输(1)、液化天然气船(2)、液化天然气槽车第四部分压缩天然气压缩天然气就是将天然气压缩增压到20兆帕时,天然气体积缩小200倍,并储入容器中,便于汽车运输,经济运输半径以150-200公里为宜。
1、压缩天然气的特点:(1)、膨胀性,压缩天然气在20兆帕时体积约为标准状态下同质量天然气的1/200;(2)、膨胀后温度显著下降,高压气态膨胀后温度显著下降,因此用CNG给中压用户供气,应有加热装置。
2、压缩天然气的运输:按使用的容器有两种形式;(1)、就是将7-15个直径较大(D406、D559、D610)、长度为6-12米的储气瓶直接组装在拖挂车上。
(2)、将若干个直径较小(D279)小储气瓶集装成撬,再将撬体置于拖车上。
3、压缩天然气加气站CNG加气站的类型:标准站、加气子站、加气母站、L-CNG站。
CNG加气站工艺主要设施包括脱水装置、压缩机、储气设施、售气系统。
(1)、CNG加气标准站:从市区管网直接取气,经干燥、压缩后进行加气作业的加气站。
工艺流程为:加气站从市区中压管网取气,经过滤、计量、干燥等处理工序,使天然气符合车用压缩天然气的标准(热值大于31、4MJ/m3、总硫≤200mg/m3、硫化氢≤15 mg/m3),经压缩后由优先顺序盘控制向储气井储气或由加气机向汽车加气。
(2)、CNG加气子站:依靠车载储气瓶运进天然气进行加气作业的加气站。
工艺流程进站的天然气,经过除尘、脱硫、脱水净化处理后,经压缩机增压到25兆帕,通过顺序控制盘控制并分别进入高、中、低压储气瓶,高、中、低压储气瓶中的天然气由售气机控制并自动给CNG汽车加气。
(3)CNG加气母站:除自身具有给天然气汽车加气功能外,可通过车载储气瓶运输系统为子站供应压缩天然气的加气站。
工艺流程:原料天然气进站后,先经过滤、计量,经调压装置稳压后进入缓冲罐,再进入前置脱水装置进行深度脱水,使露点不高于-54摄氏度(常压下),脱水后的天然气进入压缩机,经四级增压,达到25兆帕,给拖车、普通汽车,储气井加气。
(4)、L-CNG汽车加气站工艺流程;(1)、卸车工艺流程:由LNG槽车运送来的液化天然气,一部分通过卸车增压器进行气化,体积膨胀、压力升高后为槽车增压,槽车的压力增加到0、65兆帕,而储罐中的压力为0、4兆帕,利用压差将槽车中的LNG卸到站区内的LNG储罐中。
(2)、储罐中的LNG通过低温高压泵把LNG送到高压空温式汽化器转化气态。
保证出口温度超过5摄氏度以上,出口压力为20兆帕,经顺序控制盘进入储气瓶,再经储气瓶到CNG加气机给汽车加气。
第五部分燃气的具体应用一、燃烧器的分类:1、按一次空气系数分类:一次空气系数;在燃烧器中预先与燃气混合的空气量与理论空气量之比叫做一次空气系数。
(1)、扩散式燃烧器:燃气与空气不预混,一次空气系数为0;(2)、大气式燃烧器:燃气与一部分空气预先混合,一次空气系数为0、2-0、8;(3)、完全预混式燃烧器;燃气与空气完全预混,一次空气系数为1、0。
2、按燃气压力分类:(1)、低压燃烧器;燃气压力在5000帕以下;(2)、高(中)压燃烧器;燃气压力在5000帕至3× 105帕之间。
二、燃气的具体应用领域:民用燃气器具;燃气锅炉;燃气辐射供暖、燃气空调、燃气汽车、燃气工业窑炉、燃气冷热电联产、燃气切割等。
1、燃气冷热电三联供(CCHP、combined coolingheatingandpower):就是指天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机发电机等燃气发电设备运行,产生的电力满足用户的电力需求,系统排出的废热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷的系统。
它就是分布式能源的一种,建立此工程应具备的条件:充足的天然气供应、协调有关电力部门做好上网工作、有当地政府的支持政策。
2、天然气切割:天然气在空气中的爆炸极限范围小(在空气中的爆炸极限范围为:天然气为5-15、丙烷为2、1-9、5、乙炔为2、5-80),天然气的密度小于空气(体积比kg/m3 天然气为0、75、丙烷为2、0、乙炔为1、2),泄露时不易在车间或船舱地面形成堆积,大大减少了爆炸发生的可能性。
燃烧燃烧速度较慢,燃烧效率高、清洁、在生产与使用过程中,不会产生电石渣等污染物。
天然气切割气比乙炔、丙烷更清洁、环保、经济、安全,就是切割气发展的方向。
