《天然气基本知识PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天然气基本知识PPT课件.ppt（39页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于天然气基本知识关于天然气基本知识第一张，PPT共三十九页，创作于2022年6月序言 天天然然气气属属于于化化石石燃燃料料，是是世世界界三三大大一一次次能能源源，天天然然气气的的发发现现和和应应用用历历史史都都在在26002600年年以以上上，成成书书于于春春秋秋战战国国时时期期的的山山海海经经（山山经经）是我国最早记载天然气和煤炭的书籍。是我国最早记载天然气和煤炭的书籍。虽虽然然我我国国是是最最早早发发现现使使用用天天然然气气的的国国家家之之一一，我我国国的的天天然然气气实实际际应应用远远落在了欧美国家的后面用远远落在了欧美国家的后面.第二张，PPT共三十九页，创作于2022年6月什么是天
2、然气？什么是天然气？从从地地矿矿角角度度讲讲主主要要指指油油层层气气、煤煤层层气气和和气气田田气气，以以及及近近年年来来在在海海洋洋考考察察中中发发现现的的“可可燃燃冰冰”四四类类可可燃燃性性气气体体。天天然然气气是是指指通通过过生生物物化化学学作作用用和和地地质质变变质质作作用用，在在不不同同的的地地质质条条件件下下生生成成、运运移移，并并于于一一定定压压力力下下储储集集在在地地质质构构造造中中的的可可燃燃气气体体。天天然然气气是是由由有有机机物物质质生生成成的的，这这些些有有机机物物质质是是海海洋洋和和湖湖泊泊中中的的动动、植植物物遗遗体体，在在特特定定的的环环境境中中经经物物理理和和生生
3、物物化化学学作作用用而而形形成成的的分分散散的的碳碳氢氢化化合合物物天然气。天然气。四类气的共同特点是以甲烷为主要成分，根据不同的形成地质条件，含有不同比例的乙烷、丙烷等低碳烷烃和二氧化碳、氮气、硫化氢等成分。其中煤层气俗称“瓦斯”，目前使用的液化天然气（LNG）实际上是压缩净化并冷却到零下160的油层气和部分气田气，这几年大家听的最多的“西气”主要是新疆和陕西的气田气,2003年12月23日发生井喷事故，造成243人死亡的重庆川东北天然气矿16号井产出也是气田气。“可燃冰”数量巨大但尚不具开采条件。甲烷的完全燃烧反应式：CH4+3O2=CO2+2H2O 甲烷的不完全燃烧反应式：CH4+2.5
4、O2=CO+2H2O CH4+2O2=C+2H2O第三张，PPT共三十九页，创作于2022年6月LNG与CNGCNG(compressednaturalgas)是压缩天然气的英文缩写,主要用于市郊小区供气。常见的车载CNG是采用高强度储罐存储的，天然气的储存压力为20MPa。由于这种高压压缩方案导致储气率不高，所存储的压缩天然气的质量只有储罐本身质量的1/51/10，并且会给行车安全带来一定的隐患，其使用有较大的局限性。LNG(LiquefiedNaturalGas,)即液化天然气是一种低温液态燃料，可常压存储运输。大气压下，液化天然气的沸点为-160，体积缩小到原来的1/600，相当天然气被
5、以60MPa以上的压力压缩，从而增大了能量密度。第四张，PPT共三十九页，创作于2022年6月LPG(LiquefiedPetroleumGas)液化石油气（英文缩写LPG）指比较容易液化，通常以液态形式运输的石油气，简单地说就是液化了的石油气。液化石油气在常温常压下呈气态状态，在常温加压或常压低温下很容易从气态转变为液态，便于运输及贮存，故称液化石油气。是石油生产加工过程中的副产品，如同天然气一样最初都是白白烧掉的，一次次的能源危机冲击下，人们逐渐重视到LPG 和天然气的能源价值，开始了两种气源的规模化利用。世界各地人均消费量日益提高。第五张，PPT共三十九页，创作于2022年6月可燃冰可燃
6、冰n可可燃燃冰冰又又称称天天然然气气水水合合物物（Natural Natural Gas Gas Hydrate Hydrate，简简称称 Gas Gas Hydrate Hydrate），或或笼笼形形包包合合物物（Clathrate Clathrate），它它是是在在一一定定条条件件（合合适适的的温温度度、压压力力、气气体体饱饱和和度度、水水的的盐盐度度、pH pH 值值等等）下下由由水水和和天天然然气气组组成成的的类类冰冰的的、非非化化学学计计量量的的、笼笼形形结结晶晶化化合合物物，其其遇遇火火即即可可燃燃烧烧。它它可可用用 MnHMnH2 2O O来来表表示示，M M代代表表水水合合物物
7、中中的的气气体体分分子子，n n为为水水合合指指数数（也也就就是是水水分分子子数数）。组组成成天天然然气气的的成成分分如如 CHCH4 4、C C2 2H H6 6、C C3 3H H8 8、C C4 4H H1010等等同同系系物物以以及及COCO2 2、N N2 2、H H2 2S S 等等可可形形成成单单种种或或多多种种天天然然气气水水合合物物。形形成成天天然然气气水水合合物物的的主主要要气气体体为为甲甲烷烷，对对甲甲烷烷分分子子含含量量超超过过 99 99 的的天天然然气气水水合物通常称为甲烷水合物（合物通常称为甲烷水合物（Methane Hydrate Methane Hydrate
8、）。）。n天天然然气气水水合合物物在在广广泛泛分分布布在在大大陆陆、岛岛屿屿的的斜斜坡坡地地带带、活活动动和和被被动动大大陆陆边边缘缘的的隆隆起起区区、极极地地大大陆陆架架以以及及海海洋洋和和一一些些内内陆陆湖湖的的深深水水环环境境。在在标标准准状状况况下下，一一单单位位体体积积的的天天然然气气水合物分解最多可产生水合物分解最多可产生164164单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。n第第28届届国国际际地地质质大大会会提提供供的的资资料料显显示示，海海底底有有大大量量的的天天然然气气水水合合物物，可可满满足足人人类类1000年
9、年的的能能源需要源需要.第六张，PPT共三十九页，创作于2022年6月天然气分类天然气分类1按生成条件分按生成条件分(1)气田天然气：甲烷气田天然气：甲烷8595，乙烷、丙烷很少，乙烷、丙烷很少，C4及以上组分甚微。及以上组分甚微。1)纯气田天然气：不含重烃，主要含纯气田天然气：不含重烃，主要含CH4。2)凝析油气田天然气：在地层中为气相，经井口时压力下降，温度低于该凝析油气田天然气：在地层中为气相，经井口时压力下降，温度低于该状态的露点温度，则丙烷、丁烷会形成凝析液，并伴有水。状态的露点温度，则丙烷、丁烷会形成凝析液，并伴有水。(2)油田伴生气：与石油共生，处于油层顶或溶于石油中，油田伴生气
10、：与石油共生，处于油层顶或溶于石油中，CH4占占6580，含乙烷及以上较多的烃类，热值大于气田气。，含乙烷及以上较多的烃类，热值大于气田气。(3)煤层气：与煤层共同生成，聚集于地质构造中，主要成分为煤层气：与煤层共同生成，聚集于地质构造中，主要成分为CH4，伴有，伴有一些一些CO2等气体。等气体。(4)矿井气：在采掘煤炭的过程中，从煤层中释放的伴生气，与矿井中空矿井气：在采掘煤炭的过程中，从煤层中释放的伴生气，与矿井中空气混合，称矿井气。矿井气热值较低。气混合，称矿井气。矿井气热值较低。第七张，PPT共三十九页，创作于2022年6月2按烃组分含量分类按烃组分含量分类(1)干气干气drygas：
11、压力为：压力为01MPa，20条件下，条件下，1m3井口天然气中戊烷井口天然气中戊烷重烃液体含量小于重烃液体含量小于13510-3m3的天然气。的天然气。(2)湿气湿气wetgas：同等条件下，戊烷重烃含量大于：同等条件下，戊烷重烃含量大于13510-3m3的天然气。的天然气。(3)富气富气richgas：每：每1基准基准m3井口流出物中，井口流出物中，C3以上重烃液体含量超过以上重烃液体含量超过9410-5m3的天然气。的天然气。(4)贫气贫气leangas：每：每1基准基准m3井口流出物中，井口流出物中，C3以上重烃液体含量不超过以上重烃液体含量不超过9410-5m3的天然气。的天然气。(
12、5)酸性天然气：含有显著的酸性天然气：含有显著的H2S和和CO2等酸性气体，需要进行净化处理才等酸性气体，需要进行净化处理才能达到管输标准的天然气。能达到管输标准的天然气。(6)洁气洁气(净气净气)：H2S和和CO2含量甚微，不需要进行净化处理的天然气。含量甚微，不需要进行净化处理的天然气。(7)油井天然气：气：油油井天然气：气：油(体积比体积比)3000的天然气。的天然气。(8)油气井天然气：气：油油气井天然气：气：油(体积比体积比)3000的天然气。的天然气。第八张，PPT共三十九页，创作于2022年6月3按华白数按华白数(W)及燃烧势及燃烧势(CP)分类分类表所示为按华白数及燃烧势对天然
13、气分类。表所示为按华白数及燃烧势对天然气分类。天然气华白数(W)燃烧势(CP)类别号标准(单位：MJNm3)范围(单位：MJNm3)标准范围4T1801671932522576T2642452822926510T43841247333313412T53548157840368813T565543588414094第九张，PPT共三十九页，创作于2022年6月气源组分高位热值(MJ/Nm3)低位热值(MJ/Nm3)华白指数(MJ/Nm3)燃烧势(CP)相对密度甲烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷戊烷氮气CH4C2H6C3H8iC4H10nC4H10C5H12N2澳洲LNG88.777.542.590.450
14、.560.000.0644.6140.3956.0541.850.63印尼LNG96.641.970.340.150.000.000.9040.4136.4853.3440.220.57也门LNG91.955.082.120.270.480.030.0943.2739.0255.3742.680.61新疆LNG86.2312.770.340.000.000.000.6643.7439.4655.3742.790.63海南LNG78.2819.851.830.000.000.000.0445.2541.0356.3143.530.65北海LNG82.07616.8270.7750.0560.05
15、650.04645.5241.2456.5543.820.65珠海海上天然气85.8110.610.190.010.014.1940.1836.2753.1639.930.65西气东输96.271.770.300.060.080.121.4040.2736.3652.9939.850.58国内外气源及燃烧特性 第十张，PPT共三十九页，创作于2022年6月我国天然气气质技术指标我国天然气气质技术指标项目一类二类三类高位发热值，MJ/m331.4总硫(以硫计)，mg/m100200460硫化氢，620460二氧化碳，%(V/V)3.0水露点，在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最
16、低环境温度低5注1本标准中气体体积的标准参比条件是101.325kPa，20。2本标准实施之前建立的天然气输送管道，在天然气交接点的压力和温度下，天然气中应无游离水。无游离水是指天然气经机械分离设备分不出游离水 天然气作为民用燃料，总硫和硫化氢含量应符合一类气或二类气的技术指标。该标准是参照各国对民用天然气中硫化氢含量范围，同时考虑用户的安全以及设备管线的防腐而作出的。第十一张，PPT共三十九页，创作于2022年6月国外天然气气质标准国外天然气气质标准国别英国荷兰法国俄罗斯美国企业BritishGasGasUnieGasdeFranceAGAH2S(mgm3)5572057硫醇硫(mgm3)6
17、161516936115总硫(mgm3)120150150150229CO2(摩尔百分比)21532(体积百分比)O2(摩尔百分比)053O5051(体积百分比)水露点地面温度-1055mgm3冬季：-35；夏季：-20110mgm3烃露点地面温度-5第十二张，PPT共三十九页，创作于2022年6月各类天然气燃具对应的技术参数指标各类天然气燃具对应的技术参数指标天然气华白指数W，MJ/Nm3燃烧势CP华白指数偏差范围(界限气与基准气比较)标准范围标准范围4T18.016.719.3252257-7.0%+7.0%6T26.424.528.2292565-6.0%+8.0%10T43.841.2
18、47.3333134-6.0%+8.0%12T53.548.157.8403688-10.0%+8.0%13T56.554.358.8414094-4.2%+3.9%第十三张，PPT共三十九页，创作于2022年6月天然气的基本性质天然气的基本性质一、物理化学性质一、物理化学性质1组成组成天然气是一种多组分的混合气体，其组成可用质量分率、容积分率、摩天然气是一种多组分的混合气体，其组成可用质量分率、容积分率、摩尔分率来表示。尔分率来表示。质量分率：燃气中各单一组分的质量与燃气总质量的比值。质量分率：燃气中各单一组分的质量与燃气总质量的比值。容积分率：在相同温度，压力条件下，燃气中各单一组分的容积
19、与燃气总容积分率：在相同温度，压力条件下，燃气中各单一组分的容积与燃气总容积的比值容积的比值(体积分数体积分数)。摩尔分率：燃气中各单一组分的摩尔数与燃气总摩尔数之比。摩尔分率：燃气中各单一组分的摩尔数与燃气总摩尔数之比。第十四张，PPT共三十九页，创作于2022年6月2平均分子量平均分子量天然气是以甲烷为主的多种气体混合物，只能以平均参数即平均分子量来表示，而不能以一个天然气是以甲烷为主的多种气体混合物，只能以平均参数即平均分子量来表示，而不能以一个分子式表示其组成。平均分子量的计算公式如式。分子式表示其组成。平均分子量的计算公式如式。M=viMi或或M=miMi式中式中M天然气平均分子量；
20、天然气平均分子量；vi天然气各组分的体积分数；天然气各组分的体积分数；mi天然气各组分的摩尔分数；天然气各组分的摩尔分数；Mi天然气各组分的分子量。天然气各组分的分子量。为计算方便，将燃气的总质量与燃气的总摩尔数之比称为燃气的平均分子量，计算公式为式。为计算方便，将燃气的总质量与燃气的总摩尔数之比称为燃气的平均分子量，计算公式为式。M=m/n式中式中M燃气的平均分子量；燃气的平均分子量；m燃气的总质量燃气的总质量(kg)；n燃气的总摩尔数燃气的总摩尔数(kmol)。第十五张，PPT共三十九页，创作于2022年6月3平均密度平均密度天然气是许多种气体的混合物，所以其密度以平均密度表示。单位容积的
21、天然气是许多种气体的混合物，所以其密度以平均密度表示。单位容积的天然气所具有的质量，称为该燃气的平均密度，单位为千克米天然气所具有的质量，称为该燃气的平均密度，单位为千克米3或千克或千克标米标米3(kg/m3或或kgNm3)。天然气平均密度计算公式如式所示。天然气平均密度计算公式如式所示。=m/v式中式中天然气的平均密度天然气的平均密度(kg/m3或或kgNm3)；m天然气的总质量天然气的总质量(kg)；V天然气的总容量天然气的总容量(m3)。标准状态下天然气的平均密度可用燃气中各组分的密度与其体积百分比的标准状态下天然气的平均密度可用燃气中各组分的密度与其体积百分比的乘积求得，如式乘积求得，
22、如式(2-4)。0=iVi式中式中P0标准状态下天然气的平均密度标准状态下天然气的平均密度(kgNm3)；i标准状态下天然气中各组分的密度标准状态下天然气中各组分的密度(kgNm3)；Vi标准状态下天然气中各组分的体积百分比标准状态下天然气中各组分的体积百分比()。第十六张，PPT共三十九页，创作于2022年6月4相对密度相对密度在标准状态下，气体的密度与干空气的密度之比，称为该气体的相对在标准状态下，气体的密度与干空气的密度之比，称为该气体的相对密度。天然气相对密度一般为密度。天然气相对密度一般为058062；油田伴生气因重组分含量；油田伴生气因重组分含量较高，为较高，为07085，均比空气
23、轻。相对密度没有单位，以，均比空气轻。相对密度没有单位，以S表示，通表示，通常用标准状态下数值进行计算。常用标准状态下数值进行计算。S=0空气空气式中式中S燃气的相对密度；燃气的相对密度；0标准状态下燃气的平均密度标准状态下燃气的平均密度(kgNm3)；空气空气标准状态下空气的平均密度标准状态下空气的平均密度(kgNm3)。第十七张，PPT共三十九页，创作于2022年6月5含水量和水露点含水量和水露点单位体积的天然气中所含水蒸气的质量称为天然气的含水量，单位为单位体积的天然气中所含水蒸气的质量称为天然气的含水量，单位为gNm3。在一定的温度和压力下，一定体积的天然气所含的水蒸气量存在。在一定的
24、温度和压力下，一定体积的天然气所含的水蒸气量存在一个最大值。当含水量等于最大值时，天然气中的水蒸气达到饱和状态。一个最大值。当含水量等于最大值时，天然气中的水蒸气达到饱和状态。饱和状态时的含水量称为天然气的饱和含水量。饱和状态时的含水量称为天然气的饱和含水量。在一定条件下，与天然气的饱和含水量对应的温度值称天然气的水露点。在一定条件下，与天然气的饱和含水量对应的温度值称天然气的水露点。含水量与温度和压力有关，在一定条件下，当含水量超过一定值含水量与温度和压力有关，在一定条件下，当含水量超过一定值(饱和饱和)时，时，则形成水化物或液相水，堵塞管道，加快管线腐蚀。故必须控制含水量。则形成水化物或液
25、相水，堵塞管道，加快管线腐蚀。故必须控制含水量。商商品品天天然然气气已已脱脱水水，使使其其含含水水量量低低于于-30时时的的饱饱和和状状态态(95时，天然气的爆炸浓度极限可直接选取时，天然气的爆炸浓度极限可直接选取CH4爆炸爆炸极限极限50160。第二十二张，PPT共三十九页，创作于2022年6月5燃烧速度燃烧速度垂直于燃烧焰面，火焰向未燃气体方向传播的速度，称为垂直于燃烧焰面，火焰向未燃气体方向传播的速度，称为“燃烧速度燃烧速度”。它不仅对火焰的稳定性和燃气的互换性有很大影响，而且对燃烧方。它不仅对火焰的稳定性和燃气的互换性有很大影响，而且对燃烧方法的选择及燃具的安全使用也有实际意义。燃烧速
26、度与下列条件有关：法的选择及燃具的安全使用也有实际意义。燃烧速度与下列条件有关：燃气与空气的混合比例、燃气组分、温度、混合速度、混合气体压力。燃气与空气的混合比例、燃气组分、温度、混合速度、混合气体压力。一般用实验方法测定。一般用实验方法测定。第二十三张，PPT共三十九页，创作于2022年6月6燃烧势燃烧势气源种类的不断增多，使得燃烧特性差别较大的两种燃气存在能否互气源种类的不断增多，使得燃烧特性差别较大的两种燃气存在能否互换的问题，仅靠华白数就不足以判断。在这种情况下，还必须引入一个换的问题，仅靠华白数就不足以判断。在这种情况下，还必须引入一个可以反映火焰特性可以反映火焰特性(即产生离焰、黄
27、焰、回火和不完全燃烧的倾向性即产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的倾向性)的指的指标。它与燃气的化学、物理性质直接有关，但到目前为止还无法用一个标。它与燃气的化学、物理性质直接有关，但到目前为止还无法用一个单一的指标来表示。燃烧势是一个表示离焰、回火和单一的指标来表示。燃烧势是一个表示离焰、回火和CO互换特性的参数。互换特性的参数。其函数形式为：其函数形式为：式中式中Cp燃烧势；燃烧势；H2、CO、CH4、CmHn燃气中氢、一氧化碳、甲烷和碳氢化合物燃气中氢、一氧化碳、甲烷和碳氢化合物(除除甲烷外甲烷外)的体积成分；的体积成分；S燃气的相对密度；燃气的相对密度；u由于燃气中含氧量及含氢量不同而引
28、入的系数；由于燃气中含氧量及含氢量不同而引入的系数；v由于燃气中含氢量不同而引入的系数；由于燃气中含氢量不同而引入的系数；k各种各种CmHn的特定系数。的特定系数。第二十四张，PPT共三十九页，创作于2022年6月三、燃气燃烧的稳定性和互换性三、燃气燃烧的稳定性和互换性1燃气燃烧的稳定性燃气燃烧的稳定性以有无脱火、回火和黄焰的现象来衡量燃气燃烧的稳定性。正常燃烧时，燃气离开火孔速度同燃烧速以有无脱火、回火和黄焰的现象来衡量燃气燃烧的稳定性。正常燃烧时，燃气离开火孔速度同燃烧速度相适应，这样在火孔上形成一个稳定的火焰。如果燃气离开火孔的速度大于燃烧速度，火焰就不能稳度相适应，这样在火孔上形成一个
29、稳定的火焰。如果燃气离开火孔的速度大于燃烧速度，火焰就不能稳定在火孔出口处，而离开火孔一段距离，并有些颤动，这种现象叫离焰；如果燃气离开火孔的速度继续定在火孔出口处，而离开火孔一段距离，并有些颤动，这种现象叫离焰；如果燃气离开火孔的速度继续增大，火焰继续上浮，最后会熄灭，这种现象叫脱火。增大，火焰继续上浮，最后会熄灭，这种现象叫脱火。相反，当燃气离开火孔的速度小于燃烧速度，火焰会缩入火孔内部，导致混合物在燃烧器内进行燃烧、加热，相反，当燃气离开火孔的速度小于燃烧速度，火焰会缩入火孔内部，导致混合物在燃烧器内进行燃烧、加热，破坏一次空气的引射，并形成化学不稳定燃烧，这个现象称为回火。破坏一次空气
30、的引射，并形成化学不稳定燃烧，这个现象称为回火。当燃烧时空气供应不足当燃烧时空气供应不足(如风门关小如风门关小)，不会产生回火，但此时在火焰表面将形成黄色边缘，这种现象称，不会产生回火，但此时在火焰表面将形成黄色边缘，这种现象称为黄焰，它说明产生化学不完全燃烧。但当过量增大一次空气时，火焰就缩短，甚至火从进气风门处冒为黄焰，它说明产生化学不完全燃烧。但当过量增大一次空气时，火焰就缩短，甚至火从进气风门处冒出来，这也是常见的回火现象。出来，这也是常见的回火现象。例如在燃烧液化石油气时，可以观察到有发光火焰。产生这种现象的原因是在燃烧反应之初氧气不足，其中一部分燃气分例如在燃烧液化石油气时，可以观
31、察到有发光火焰。产生这种现象的原因是在燃烧反应之初氧气不足，其中一部分燃气分子燃烧，并使未燃的燃气温度升高到子燃烧，并使未燃的燃气温度升高到600以上，这个温度超过了化学键的破坏点，使丙烷分子解体。当丙烷分子以上，这个温度超过了化学键的破坏点，使丙烷分子解体。当丙烷分子的高速运动，使它们之间相互碰撞，使氢原子脱离，使碳原子成为自由原子，在这样的温度下碳原子为白炽的，的高速运动，使它们之间相互碰撞，使氢原子脱离，使碳原子成为自由原子，在这样的温度下碳原子为白炽的，使火焰发出光。使火焰发出光。总之，脱火、回火、离焰和黄焰等现象，是与一次空气系数、火孔出口流速、火孔直径以及制总之，脱火、回火、离焰和
32、黄焰等现象，是与一次空气系数、火孔出口流速、火孔直径以及制造燃烧器材料等因素有关。造燃烧器材料等因素有关。第二十五张，PPT共三十九页，创作于2022年6月2燃气互换性燃气互换性任何燃具都是按一定的燃气成分设计的，即燃具通常只适用于一种燃气。在一些情况下，即使燃烧器任何燃具都是按一定的燃气成分设计的，即燃具通常只适用于一种燃气。在一些情况下，即使燃烧器不需要重新调整，也能适应燃气成分发生的某些改变。当燃气成分变化不大时，燃烧器燃烧工况虽有改不需要重新调整，也能适应燃气成分发生的某些改变。当燃气成分变化不大时，燃烧器燃烧工况虽有改变，但尚能满足燃具原有设计要求，那么这种变化是允许的。但当燃气成分
33、变化过大时，燃烧工况的改变，但尚能满足燃具原有设计要求，那么这种变化是允许的。但当燃气成分变化过大时，燃烧工况的改变使得燃具不能正常工作，这种变化就是不允许的。变使得燃具不能正常工作，这种变化就是不允许的。一般的，设某一燃具以一般的，设某一燃具以A燃气为基准进行设计和调整，由于某种原因要以燃气为基准进行设计和调整，由于某种原因要以S燃气置换燃气置换A燃气，燃气，如果燃烧器不加以任何调整而能保证燃具正常工作，则表示如果燃烧器不加以任何调整而能保证燃具正常工作，则表示S燃气可以置换燃气可以置换A燃气，或称燃气，或称S燃气燃气对对A燃气而言具有燃气而言具有“互换性互换性”。A燃气称为燃气称为“基准气
34、基准气”，S燃气称为燃气称为“置换气置换气”。反之，如。反之，如果燃具不能正常工作，则称果燃具不能正常工作，则称S燃气对燃气对A燃气而言没有互换性。应该指出，互换性并不总是燃气而言没有互换性。应该指出，互换性并不总是可逆的，既可逆的，既S燃气能置换燃气能置换A燃气，并不代表燃气，并不代表A燃气一定能置换燃气一定能置换S燃气。燃气的互换性是对燃燃气。燃气的互换性是对燃气生产单位提出的要求，它限制燃气性质的任意改变。如果用户采用的是液化石油气气生产单位提出的要求，它限制燃气性质的任意改变。如果用户采用的是液化石油气燃具，而供给用户的是天然气，那么用户是不能正常使用的。这是因为燃气成分改变，燃具，而
35、供给用户的是天然气，那么用户是不能正常使用的。这是因为燃气成分改变，其热值、密度和燃烧特性发生变化，导致燃烧器的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定其热值、密度和燃烧特性发生变化，导致燃烧器的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定性、火焰结构、烟气中一氧化碳含量等燃烧工况发生变化。性、火焰结构、烟气中一氧化碳含量等燃烧工况发生变化。第二十六张，PPT共三十九页，创作于2022年6月燃气压力、相对密度、热值对燃具的热负荷是非常重要的参数，即当燃气压力、相对密度、热值对燃具的热负荷是非常重要的参数，即当燃气恒压时，热值、相对密度的变化影响华白指数的变化，从而引起燃燃气恒压时，热值、相对密度的变化影响华白指数的变
36、化，从而引起燃具热负荷的变化。燃具热负荷与华白指数之间有如下关系：具热负荷的变化。燃具热负荷与华白指数之间有如下关系：Q=KW(2-9)(2-10)式中式中K比例常数；比例常数；Q燃具热负荷燃具热负荷(kW)；W华白指数或热负荷指数华白指数或热负荷指数(MJNm3)；H燃气热值燃气热值(MJNm3)；S燃气相对密度。燃气相对密度。华白指数是代表燃气特性的一个参数。如有两种燃气的热值和密度均华白指数是代表燃气特性的一个参数。如有两种燃气的热值和密度均不相同，但只要它们的华白指数相等，就能在同一燃气压力下，在同一不相同，但只要它们的华白指数相等，就能在同一燃气压力下，在同一燃具上，获得同一热负荷和
37、一次空气系数。各国一般规定在两种燃气互燃具上，获得同一热负荷和一次空气系数。各国一般规定在两种燃气互换时，华白指数的变化不大于换时，华白指数的变化不大于(510)。第二十七张，PPT共三十九页，创作于2022年6月但是对燃烧特性差别较大的两种燃气的互换问题，除了华白指数之但是对燃烧特性差别较大的两种燃气的互换问题，除了华白指数之外，还必须考虑其火焰特性，即是否会产生离焰、回火、黄焰和不完全外，还必须考虑其火焰特性，即是否会产生离焰、回火、黄焰和不完全燃烧的倾向，它与燃气的化学、物理性质有关。燃烧的倾向，它与燃气的化学、物理性质有关。燃具的适应性是指燃具对于燃气性质变化的适应能力。如果在燃气性燃
38、具的适应性是指燃具对于燃气性质变化的适应能力。如果在燃气性质变化范围较大的情况下，某种燃具仍能正常工作，则称该种燃具适应质变化范围较大的情况下，某种燃具仍能正常工作，则称该种燃具适应性大。因此互换性是对燃气品质所提的要求，为了保证燃具正常工作，性大。因此互换性是对燃气品质所提的要求，为了保证燃具正常工作，燃气性质的变化不能超过某一范围。而适应性是对燃具性能所提的要求，燃气性质的变化不能超过某一范围。而适应性是对燃具性能所提的要求，即一个合格的燃具应能适应燃气性质的某些变化。即一个合格的燃具应能适应燃气性质的某些变化。要使燃具适应性质相差很大的不同燃气，必须采用要使燃具适应性质相差很大的不同燃气
39、，必须采用“通用燃烧器通用燃烧器”，通常是更换或调节燃烧器的个别部件，如喷嘴、一次空气阀、燃烧器及通常是更换或调节燃烧器的个别部件，如喷嘴、一次空气阀、燃烧器及火孔盖等。火孔盖等。第二十八张，PPT共三十九页，创作于2022年6月天然气与其他种类燃气的区别天然气与其他种类燃气的区别一、燃气的分类一、燃气的分类城市民用和工业用燃气一般都是混合气体。其可燃组分可能有氢、城市民用和工业用燃气一般都是混合气体。其可燃组分可能有氢、一氧化碳、甲烷和碳氢化合物，不可燃组分可能有氮、二氧化碳等一氧化碳、甲烷和碳氢化合物，不可燃组分可能有氮、二氧化碳等惰性气体，此外，还有少量氧气和微量杂质惰性气体，此外，还有
40、少量氧气和微量杂质(硫化氢、焦油、萘硫化氢、焦油、萘)。按照其来源或生产方法大致可分成四类：天然气、人工燃气、液化按照其来源或生产方法大致可分成四类：天然气、人工燃气、液化石油气和生物气。石油气和生物气。1天然气天然气天然气主要是由低分子量的碳氢化合物组成的混合物。所谓的天然气主要是由低分子量的碳氢化合物组成的混合物。所谓的纯天然气其组分以甲烷为主，甲烷含量在纯天然气其组分以甲烷为主，甲烷含量在90以上，含少量的二氧以上，含少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体，热值约为化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体，热值约为33443647MJNm3。甲烷气体在常压下，温度为。甲烷气体
41、在常压下，温度为-162时液化为液态时液化为液态甲烷称液化天然气。液化天然气的体积约为气态的甲烷称液化天然气。液化天然气的体积约为气态的1600，有利于，有利于运输和储存，其他有关知识见前两节。运输和储存，其他有关知识见前两节。第二十九张，PPT共三十九页，创作于2022年6月2人工燃气人工燃气人工燃气是指从固体或液体燃料加工所生成的可燃气体。包括：焦炉煤气、发生炉煤气和油制气等。人工燃气是指从固体或液体燃料加工所生成的可燃气体。包括：焦炉煤气、发生炉煤气和油制气等。(1)焦炉煤气：利用冶金焦炉、连续式直立炭化炉焦炉煤气：利用冶金焦炉、连续式直立炭化炉(伍德炉伍德炉)和立箱炉等，对煤进行隔绝空
42、气干馏所得的气体产和立箱炉等，对煤进行隔绝空气干馏所得的气体产品。这类燃气中甲烷和氢含量较高，标态下热值在品。这类燃气中甲烷和氢含量较高，标态下热值在18MJNm3左右，无色有味，由于含氢量大，左右，无色有味，由于含氢量大，所以燃烧速度很高，标准状态下密度约所以燃烧速度很高，标准状态下密度约05kgNm3。(2)发生炉煤气：以劣质煤或焦炭作原料，在发生炉中气化得到的。根据气化剂不同生成的煤气可分发生炉煤气：以劣质煤或焦炭作原料，在发生炉中气化得到的。根据气化剂不同生成的煤气可分为混合发生炉煤气、水煤气和高压气化炉煤气。由于混合发生炉煤气和水煤气中一氧化碳较多，为混合发生炉煤气、水煤气和高压气化
43、炉煤气。由于混合发生炉煤气和水煤气中一氧化碳较多，具有很强的毒性，而热值只有具有很强的毒性，而热值只有5410MJNm3，不适合作城市气源，一般作工业企业的燃料或工艺，不适合作城市气源，一般作工业企业的燃料或工艺生产原料，也可作为城市的掺混补充气源。以劣质煤为原料，以空气和水蒸气为气化剂在加压的条件下，生产原料，也可作为城市的掺混补充气源。以劣质煤为原料，以空气和水蒸气为气化剂在加压的条件下，可生产热值约为可生产热值约为15MJNm3左右的煤气。该气体氢和甲烷含量较多，一氧化碳含量较低，燃烧特性近似于焦左右的煤气。该气体氢和甲烷含量较多，一氧化碳含量较低，燃烧特性近似于焦炉气，适于作城市气源，
44、并因其压力高可长距离输送。炉气，适于作城市气源，并因其压力高可长距离输送。(3)油制气：是以石油产品为原料，在水蒸气存在和油制气：是以石油产品为原料，在水蒸气存在和800900温度下，将油雾化裂解并进行广义的水煤气反温度下，将油雾化裂解并进行广义的水煤气反应，生成含氢、甲烷和重碳氢化物较多的可燃气体。按制取方法的不同可分为重油蓄热催化裂解煤气和重油蓄应，生成含氢、甲烷和重碳氢化物较多的可燃气体。按制取方法的不同可分为重油蓄热催化裂解煤气和重油蓄热热裂解煤气两种。重油蓄热热裂解煤气的主要成分为甲烷、乙烯和丙烯，热值约为热热裂解煤气两种。重油蓄热热裂解煤气的主要成分为甲烷、乙烯和丙烯，热值约为41
45、8MJNm3，一般，一般作为城市掺混气源或化工原料。重油蓄热催化裂解煤气的主要成分为氢气、甲烷和一氧化碳，热值在作为城市掺混气源或化工原料。重油蓄热催化裂解煤气的主要成分为氢气、甲烷和一氧化碳，热值在18812299MJNm3左右，可直接作为城市气源。左右，可直接作为城市气源。第三十张，PPT共三十九页，创作于2022年6月3液化石油气液化石油气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。主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。在常温下呈气态，但加压或冷却合物。主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。在常温下呈气态，
46、但加压或冷却后很易液化，液化后其体积为气态时的后很易液化，液化后其体积为气态时的1250，具备了能用受压钢制容器储存，具备了能用受压钢制容器储存和运输的条件。标准状态下气态液化气的密度在和运输的条件。标准状态下气态液化气的密度在1926kgNm3之间，热之间，热值约为值约为9211214MJNm3；液态密度为；液态密度为550570kgm3，热值约为，热值约为452461MJkg。4生物气生物气有机物质在隔绝空气及适当的温度、含水率和酸碱度条件下，受发酵微生有机物质在隔绝空气及适当的温度、含水率和酸碱度条件下，受发酵微生物作用而生成的气体，统称为物作用而生成的气体，统称为“生物气生物气”。生物
47、气的主要可燃成分为甲烷，又。生物气的主要可燃成分为甲烷，又称称“沼气沼气”。凡是废弃的动植物和微生物，以及生活和生产中的各种有机废物。凡是废弃的动植物和微生物，以及生活和生产中的各种有机废物(城市垃圾和农作物废料及人畜粪便城市垃圾和农作物废料及人畜粪便)，都可以在一定条件下发酵制成生物气。，都可以在一定条件下发酵制成生物气。生物气一般还含生物气一般还含3040的二氧化碳，少量的氢、硫化氢和氮。标准状态下的二氧化碳，少量的氢、硫化氢和氮。标准状态下热值约为热值约为2025MJNm3。第三十一张，PPT共三十九页，创作于2022年6月为为了了便便于于了了解解我我国国燃燃气气的的组组分分和和特特性性
48、，下下表表给给出出几几种种常常用用燃燃气气的的成成分分与与特特性性数数据据，这这些些燃燃气气具具有有一一定定的的代代表表性性，可可供供参参考考。但但由由于于我我国国燃燃气气分分布布辽辽阔阔，各各气气源源的的天天然然气气或或油油田田伴伴生生气气的的成成分分和和特特性性并并不不完完全全相相同同，各各地地人人工工燃燃气气也也往往往往由由于于制制气气时时所所使使用用的的原原料料不不同同，采采用用的的生生产产工工艺艺不不同同，或或使使用用的的配配气气比比不不同同，同同一一类类别别的的人人工工燃燃气气其其成成分分和和特特性性也也不不完完全全相相同同。因因此此，在在实实际际应应用用时时，应应根根据据具具体体
49、情情况况加加以以核核对对和和分分析析。在在正正式式设设计计和和选选用用燃燃烧烧设备以及进行有关计算时，应尽可能以气源的实际资料作为依据。设备以及进行有关计算时，应尽可能以气源的实际资料作为依据。第三十二张，PPT共三十九页，创作于2022年6月燃气种类名称组分CH4C3H8C4H10CmHnCO2O2N2COH2C3H6C4H8天然气纯天然气980303041石油伴生气81762486494030218凝析气田气74368187149162055矿井气52446736焦炉煤气焦炉煤气272315656伍德炉煤气18750321756立箱式炉煤气2560549555发生炉气高压气化煤气18073
50、0341856水煤气128202434452混合煤气1804240256430484油制气热裂解气285322213062239268315催化裂解气16637167172465液化石油气505015452621054生物气6035少许少许天然气与其他燃气组分的区别单位：(体积百分比)第三十三张，PPT共三十九页，创作于2022年6月天然气与其他燃气的应用对比天然气与其他燃气的应用对比1天然气与人工燃气天然气与人工燃气天然气的热值比人工燃气高，在同样热负荷下可充分发挥城市天然气的热值比人工燃气高，在同样热负荷下可充分发挥城市管网的输气能力，提高输气的经济性。人工燃气一般供气压力较低，管网的输气