燃气基础知识培训资料

燃气可分为天然气、液化石油气、人 工煤气、沼气等。天然气一般可分为气田 气、油田伴生气、凝析气田气、煤层气、 矿井气。人工煤气可分为：固体燃料干馏 煤气、固体燃料气化煤气、油制气等。
国内作为城市燃气的有天然气、液化 石油气、人工煤气。
天然气（Natural Gas）
气田气：从地下开采出来的气田气为纯天 然气。 石油伴生气：伴随石油开采一块出来的气 体称为石油伴生气。 凝析气田气：含石油轻质馏分的气体。为 方便运输，天然气经过加工还可形成LNG。 煤层气：从井下煤层抽出的矿井气。
爆
炸
压
LPG
力
表
压
kPa
天然气
焦炉煤气
理论燃烧温度（K）
2.4 爆炸压力上升速率 爆炸压力上升速率定义为压力－时间曲线上升 段拐点处的切线斜率。压力上升速率是衡量燃 烧速度的指标，也是衡量爆炸强度的标准。容 器容积对爆炸强度具有显著的影响。
1.2 可燃气体爆炸的模式
根据火焰的传播方式及压力波的大小分 为如下四种方式：
（1）定压燃烧 （2）爆燃（爆炸） （3）爆轰 （4）定容爆炸
三种燃气的特性
名称
热值（kJ/m3） 理论空气 爆炸极限
量
（体积%）
高
低 （m3/m3） 上
下
焦炉煤气 19820 17618 4.21 35.8 4.5
理论燃 烧
过剩空气系数
图 1 焦炉煤气的理论燃烧温度
LPG
天然气
过剩空气系数 图 2 天然气和 LPG 的理论燃烧温度
2.3 定容爆炸压力
城市燃气空气混合物的最高理论火焰温度大约 为8～9倍初始温度，因而定容爆炸压力（绝对 值 ） 大 约 为 8 ～ 9×105Pa ， 相 对 压 力 7 ～ 8×105Pa。
（2）复杂性，当储气罐等设施发生着火爆炸时， 可能产生多次爆炸。
（3）危险性，爆炸产生的冲击波对人员和设施 都产生巨大的破坏作用。
（二） 可燃气体爆炸的表征参数
2.1燃烧速度
火焰相对于前方已扰动气体的运动速度叫燃烧 速度，是燃烧爆炸反应气体的特征量。
常温、常压下的层流燃烧速度叫标准层流燃烧 速度，或基本燃烧速度。
三、可燃气体燃烧爆炸的基本知识
当空气中含有燃气浓度增加到不能引 起爆炸的浓度点称为爆炸上限；当空气中 含有燃气浓度减少到不能引起爆炸的浓度 点称为爆炸下限。爆炸极限范围之外，因 为燃烧产生的热量不足以弥补散失的热量， 无法维持继续燃烧。
天然气的爆炸极限是5~15%；液化石 油气的爆炸极限是1.5~9.5%。
（一） 可燃气体燃烧爆炸的基本知识
1.1可燃气体爆炸的基本条件 可燃气体燃烧爆炸的三个基本要素是：可燃气 体、助燃剂（空气、氧气）和能引起燃烧爆炸 反应的能量。；
可燃气体燃烧爆炸的三个基本条件是：可燃气 体与空气按一定比例成分子状态混合，有一定 的混合空间和反应时间，温度上升到一定值或 遇到点火源。防火防爆就是防止三个基本条件 中的任何一个产生。
人工燃气（煤制气）
气化煤气：将其原料煤或焦碳放入工业炉 （发生炉、水煤气炉等）里燃烧，并通入 空气、水蒸气，使其生成以一氧化碳和氢 为主的可燃气体。
干馏煤气：把煤放在工业炉（焦炉和武德 炉等）里隔绝空气加热，使之煤发生物理 化学变化的过程叫干馏。加热后提出可燃 气经净化处理还可得到焦油、氨、粗苯等 化工产品，炉内存有的是焦碳。
国际煤气工业联盟于1967年在第十届国际煤气工业 会议上，将煤气分为三大类：
第一类：人工煤气，华白指数：5700-7500； 第二类：天然气，华白指数：9860-13850； 第三类：石油气，华白指数：18500-22075（石油气 是指数丙烷或丁烷的混合气体）。 一般炉具对气体燃料的要求华白指数波动≤7%。
燃气基础识
二○一二年三月
一、燃气的定义
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。
二、燃 气 的 分 类
矿井气：开采煤炭、盐等矿产时采集的体 称为矿井气。
液化石油气
液 化 石 油 气 (Liquefied Petroleum Gas, 简称LPG)是以凝析气田气、石油伴生气或 炼厂气为原料，经加工而得的可燃物。 主要组分为丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。此 外尚有少量戊烷及其它杂质。 气态液化石油气热值为93MJ/Nm3左右；液 态液化石油气热值为46MJ/Nm3左右。
人工燃气（油制气）
重油制气：也可称油制气，将原料重油 放入工业炉内经压力、温度及催化剂的 作用，重油即裂解，生成可燃气体，副 产品有粗苯和碱渣等。
沼气（生物气）
沼气各种有机物质在隔绝空气的条件下 发酵，在微生物作用下经生化作用产生 的可燃气体，亦称生物气。 其组分为甲烷和二氧化碳，还有少量氮 和一氧化碳。 热值约为22MJ/Nm3。
温度（ ℃）
1998
密度 （
kg/m3 ）
0.4686
纯天然气 40403 36442 9.64 15.0 5.0 1970 0.7435
LPG
12367 11506 28.28
8
2
9.7 1.7
2050 2.5272
1.3 城市燃气燃烧爆炸的特点
（1）突然性，可燃气体泄漏到空气中遇火后可 能是先爆炸后燃烧，或先燃烧后爆炸，但爆炸都 是在瞬间完成的，使人们措手不及，很难防范和 采取措施。
影响基本燃烧速度的主要因素有：可燃气体的 性质、浓度、初始温度、压力和含有惰性气体 的种类和数量。
燃烧速度受各种条件的影响。如气体流动中的 耗散性、界面效应、管壁摩擦、密度差、重力 作用、障碍物绕流及射流效应等可能引起湍流 和漩涡，使火焰不稳定，其表面变得皱折不平， 层而增大火焰面积、体积和燃烧速率，增强爆 炸破坏效应。在极端得情况下，由于火焰加速 而使燃烧转变为爆轰。
2.2 理论火焰温度
一定比例的可燃气体和空气混合产生的燃烧 爆炸，它们的热量抱括两部分：
一是由可燃气体和空气带入的物理热量（热 焓）；
二是它们的反应热（可燃气体热值）。如果反 应是在绝热下进行，这两部分热全部用于加热 反应产物本身，则反应产物所能达到的温度称 为理论燃烧温度，也称为理论火焰温度。
理论燃烧温度℃ 理论燃烧温度℃