浅谈天然气在钢结构切割方面的应用
天然气切割气技术与应用发展
天然气切割气技术与应用发展弓燕舞刘富海赖元楷(上海清泰液化天然气有限公司)弓燕舞等. 天然气切割气技术与应用发展. 天然气工业,2008 ,28 (8) :1172119.摘要天然气切割气具有清洁、高效、使用安全等特点。
对天然气切割气性能、生产工艺、供应方式进行了介绍: ①与乙炔、丙烷在燃烧速度、爆炸极限等的比较,说明了天然气切割气在清洁、安全等方面的优势。
②系统介绍了天然气切割气混合生成及割具改造技术的进展,不同地区、不同需求的切割气用户可选择LN G、CN G和管道气等多种天然气切割气供应方式;使用效果表明,天然气切割气可为用户节省约30 %的切割气成本。
③指出了国内在天然气切割气发展过程中需要尽快解决的如气源供应保障、标准化等问题。
天然气切割气发展起步较晚,技术利用上仍需不断完善,但其特殊的优势也预示着良好的发展前景。
相关技术、政策问题的解决对于天然气切割气的发展起到促进作用。
主题词天然气火焰切割技术应用一、切割气发展相对于激光、等离子等先进切割技术的使用,氧—火焰切割工艺以其投资少、易用性好等特点依然是国内外企业工业切割气的主要选择。
其中,氧—乙炔切割又是氧—火焰切割工艺中最为成熟、广泛采用的方法。
但是乙炔的原料电石是一种高耗能产品,耗电3 000～3 500 kWh 和0. 5 t 标准焦碳,得到1 t 电石。
生产1 t 乙炔要排出3. 5 t 电石渣及CO、H2 S、SO2 等有害气体及污水,而且乙炔在使用中存在安全性差、成本高等不足。
为此,工业发达国家在20 世纪60 年代后根据各自实际情况相继开发了丙烯、丙烷等燃气替代乙炔作为切割燃料。
从20 世纪90 年代初起,我国也开始限制乙炔发展,积极推广环保节能工业燃气,并引进了丙烷类切割气技术[ 3 ] 。
但由于国内油气资源缺乏、丙烷液化气的价格上涨较快、技术发展较慢等原因,替代乙炔切割气的进展较为缓慢。
另外,丙烷气密度大于空气,不宜在船舱等密闭场所使用,在一定程度上也影响了丙烷切割气的使用推广。
天然气在金属切割工艺上的应用
天然气在金属切割工艺上的应用随着科技和能源的不断发展，天然气作为一种坏保型的优质燃料越来越引起人们的关注，此文根据笔者的经验对天然气在金属切割和加热工艺技术及经济性做一介绍：一、天然气的组成及理化特性天然气的主要成分是甲烷，天然气是利用空气作助燃剂，理论燃烧温度可达到2300℃。
如把助燃剂或天然气加热时燃烧温度将超过2300℃。
天然气用氧气作助燃剂温度则更高。
天然气+V8燃料增益剂在氧气中燃烧温度能够达到3400度，完全达到了工业燃气的切割标准。
二、天然气在金属和加热工艺技术上的应用用天然气代替乙炔和液化石油气作切割燃料，在理论上和实践都是可行的，根据我公司多次试验都取得了成功。
在试验中采用CNG切割，割据选用100号割枪(用2号割咀)成功的切割了铁路道轨，厚板，钢坯子，预热速度快，切割表面平整，不挂渣或者挂渣少，操作简单，安全系数高，在生产工作中节约了大量的生产成本，以前使用乙炔，液化气，丙烷类燃气，现在采用天然气能够节约大量资金和生产成本。
三、天然气在金属切割和加热工艺技术上推广的必要性1、经济性天然气替代乙炔、液化石油气作切割和加热燃料其成本只有乙炔的1／7，是液化石油气成本的费用的43％，经济效益显著，在钢铁行业和金属加工企业具有广泛的推广价值。
2、稳定性天然气通过管道减压输送、压力稳定、热值稳定、价格稳定、操作的工艺条件稳定，企业的燃料成本好掌握。
3、方便性通过管道输送天然气，省去了使用乙炔或液化石油气购置气瓶(或租赁)的费用和钢瓶检测费、运输费和搬运费。
4.安全性天然气比空气轻，即使有部分气体泄露，也很快能够散去，不会在工厂或者低洼处存积，减少了不安全隐患。
天然气在室内使用和乙炔，液化气相比提高了工作人员的操作安全性，降低了企业的企业的风险。
四、发展前景1、天然气比乙炔的理论燃烧温度低(和液化石油气燃烧温度相同)，切割速度慢，采用V8燃料增益剂及V8燃料终端增益器后，提升了天然气的切割温度，操作性能大大提高，达到了乙炔的操作标准，操作简单，其工具使用与丙烷，液化气一样，只需要使用丙烷，液化气用快速割咀，可以延续使用乙炔割据，使其在替代乙炔和液化石油气带来显著经济效益的同时，克服切割速度慢带来的不足之处。
钢结构的天然气管道
钢结构的天然气管道在现代社会，天然气作为清洁、高效、环保的能源，得到了广泛的应用和普及。
然而，天然气的传输管道是保障其正常供应和使用的基础设施，而安全、稳定、耐久的管道材料和结构，对于天然气管道的建设和维护有着至关重要的作用。
在这里，本文将从钢结构的角度出发，探讨天然气管道的特点和优势，以及钢结构作为天然气管道的理想选择。
1. 天然气管道的特点和优势天然气管道是一种高压、高温、高密度、高含硫的管道，要求传输过程中无泄漏，即便漏气也不能爆炸，同时需要对环境友好，不产生污染物和废气。
与其他管道相比，天然气管道具有以下几个特点和优势。
第一，安全可靠。
天然气管道采用高压和高密度的气体传输，相比于液态传输更加安全可靠。
同时，在运输和使用过程中，天然气管道不会释放出有毒有害的物质，具有更高的环境友好性。
第二，经济高效。
天然气管道不仅能够快速传输天然气，同时在生产过程中也具有更高的经济效益。
相比于其他能源，天然气的价格更加稳定，且在运输中损耗较少。
第三，使用范围广泛。
天然气可以应用于家庭、工业、商业、交通等领域，因此天然气管道的使用范围也十分广泛。
在不同用途和需求下，天然气管道可以适应不同的规范和需求。
2. 钢结构在天然气管道中的应用天然气管道需要保证稳定、安全、耐久的运输和使用，因此选择合适的材料和结构设计显得尤为关键。
在众多管道材料中，钢结构的应用具有很多优势。
首先，钢结构具有优异的强度和耐腐蚀性能。
天然气管道需要承受高强度和高压力的气体，以及外界环境中的氧化、腐蚀等影响，同时在使用寿命内不能出现脆性断裂。
而钢材本身具有良好的强度和刚度，可以承受高压力和大变形，在不同条件下也有良好的防腐蚀和耐久性。
其次，钢结构的施工和维护成本相对较低。
钢材的制造和加工相对简单，同时在施工中也可以进行大规模的现场拼装，更加适应天然气管道的特殊需求。
同时，钢结构相对于其他材料的维护成本也较低，不需要频繁更换，维护周期也更长。
天然气在数控火焰切割机上的应用
力 下 ，有猛 烈爆 炸 的危 险 ．受 热 、震动 、电火 花等 因素 影 响都 可 以引发爆 炸 ，因此不 能在 加 压液 化后
贮存 或 运输 。微 溶 于水 ，易溶 于 乙醇 、苯 、丙 酮等
有机 溶 剂
２ ． ２ 天 然 气
乙炔 完全 燃烧 的化 学方 程式 为 ：
４ 使用 天然 气代 替 乙炔 的原 因和 改造 方案 乙炔 因其易 燃 易爆 、安全 系数 低 、生 产 过程 中
耗 能耗 电 、污染 环 境 、生 产 成 本 偏 高 ，以 至 在 生
产 、存 储 、运输 、使 用 、环 保及 价格 方 面存 在诸 多 缺陷 和 隐患 ．因此 国家早 在 “ 八 五 ”期 间就 极 力推 广 以烷 烃 类燃 气 替代 乙 炔气 ，如 使 用 “ 丙烷气 ” 、
Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇＪ ｕ ｎ Ｇｕ ｏ Ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｗａ ｎ ｇＺ ｈ ｉ ｇ ｕ ｏ Ｐ ｎ ａ Ｇｕ ｏ ｌ ｉ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｓ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｒ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｇ ａ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ．Ｅ ｘ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｂ ｙ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ￣ ｇ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｉ ｒ ｃ ￣ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ， ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｎ ｕ ｍｅ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｆ ａ ｍｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ；Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ； Ａｃ ｅ ｔ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ；Ｇａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｔｉ ｒ ｅ ｓ ； Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ
天然气在金属切割中的应用
摘要
本 文 介 绍 了 在 金属 切 割 中应 用 天 然 气 的 状况 ， 过 某 厂 利用 天然 气 在 金 属 切 割 中的应 用情 况 ， 基本 原 理 、 通 从 切
割方 式 和性 能 成 本 对 比等各 方 面与 乙炔 和 丙 烷 气进 行对 比分 析 ， 用 天然 气 成 本 降 低 ， 加 安 全 。 使 更
图 ２ 设 备 布 置 平 面 示 意 图
图 ３ 加 剂点 开孔 示 意 图
３３ 切割 技术 要点 ． ｆ１ 火 １点 Ａ： 明火点 火
点火 的 时候最 好使 用 明火 （ 打火 机 、专 用点 火 枪 ） 先放 出少 量燃 气 ， ， 点燃 后逐 步放 出氧气 和燃气 ，
进行 火焰 调节
◆ 输 出误差 ： ０ ｌ ｌ ＋ Ｏ － ． ｍ／ 次 ◆ 添加剂 储量 ：０ ｋ ２０ ｇ
ｆ１ 割前 预热 ２切 切 割钢板 前 边缘 预热 ．边 缘越 尖锐 ．则 预 热越 快。 一般 在 ５ 以 内。 ｓ 如果 火焰 调整 得好 ． 以开 切割 可
氧 预热 ． 即开始 切割 ． 图 ６ 立 见 。
（） 割 点处 金 属 表 面用 预 热火 焰 加热 到燃 点 ． １起 随之 在 切割氧 中开 始燃烧 反 应 ： （） 烧反应 向金属 下层 进展 ： ２燃 （） ３排除燃 烧反 应 生成 的熔渣 ，沿 厚度 方 向割 开
金属 ：
孑 预热 时 间小 于 ５ ． 比其 它 燃气 显 著 缩 短 预热 时 Ｌ ｓ 间 。然 后 采用 半 自动爬 机切 割 ， 机割 嘴 ． 割速 ２号 切
１ 引 言
２０ ０ ６年 １ ０月 ２ ８日． 市某 厂利 用 天然 气 进行 我
整 个气体 火焰 切割 过程 可分 为互有 关联 的 ４个
天然气在钢铁企业中的应用
天然气在钢铁企业中的应用MA Zhi【摘要】天然气作为一种清洁、高热值的能源,可广泛应用于各个领域.钢铁企业是能源消耗大户,多利用各种如煤等经济、低端能源.但因钢铁产能限制及冬季钢铁限产因素的出现,低端能源不能满足该特殊时期生产需求,需引进如天然气这种高端能源弥补不足.但天然气受供应不稳定因素制约,如何将其高效、经济、合理地应用在钢铁企业,是钢铁企业在能源综合利用的一个重要课题.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】3页(P31-33)【关键词】天然气;经济;互补;综合【作者】MA Zhi【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】X743引言众所周知，天然气是一种清洁、高热值的能源，从钢铁企业长远发展、能源高效利用、清洁生产、响应国家节能减排等方面考虑，各企业以其为补充或备用能源加以利用。
特别是北方冬季极寒天气条件下，对钢铁企业中焦炉限产或延长结焦时间的限制，造成煤气紧张，需引进高热值气体做为生产补充。
天然气管网距离钢铁企业最近，是首选备用能源。
可天然气又受季节影响，加上各地方主要以保民生为主，工业企业只作为调节用户这一供应特点，如何在钢铁企业中合理利用将是一个重点研究的课题。
1 天然气的性质和特点天然气无色，比空气轻，不溶于水。
1 m3天然气的重量只有同体积空气的55%左右。
天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，着火温度550～650℃，爆炸极限5%～15%。
天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害作用。
如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体。
天然气的热值较高，1 m3天然气燃烧后发出的热量是同体积焦炉煤气的两倍，即33.44～39.6 MJ/m3。
天然气清洁度高，基本不含杂质。
液化天然气，俗称 LNG，其重量仅为同体积水的45%左右；LNG的体积能量密度为汽油的72%；1吨LNG可气化成1400～1500标准立方米的天然气。
天然气代替乙炔用于切割经济性对比
天然气代替乙炔用于切割经济性对比乙炔的理化性质决定了其特殊的地位，在工业领域得到广泛的应用，助燃添加剂需要根据乙炔的燃烧方式及特点对烷烃类燃气进行合理有效的催化，达到乙炔的使用效果。
采用以烷烃类燃气作为母气的催化技术不仅能够在功能上替代传统的燃气——乙炔，在经济效益上还能够取得很好的收益。
催化烷烃类燃气主要选择为丙烷气，石油液化气，天然气（管道输送，瓶装压缩天然气，瓶装液化天然气），凯博燃气符合节能环保的要求，符合国家产业政策，能够有效的降低大气的污染，技术先进，生产成本低，利润空间大，在同行业中能够很好的提升竞争力，创建自我品牌，凯博燃气在长期的运营中已经树立了良好的品牌，在节能减排方面将作出积极的贡献。
目前，工业上多用溶解乙炔作为焊接、气割用燃气。
随着我国石化工业的发展，在炼油副产品丙烷中加入少量添加剂，制成的新型焊割用燃气，可克服乙炔的缺点,其经济效益显著。
研究这种新型丙烷气的燃烧特点及其使用成本，有利于正确使用丙烷气和降低生产成本。
燃气特性及完全燃烧时的成本丙烷(C3H8)分子量为44.06，在0℃气态时的密度为2.014g/L, 比空气重。
逸出时易沉积于地面上的凹坑、地沟处，遇火就会燃烧。
在空气中的体积比为2.3％～9.5％时，遇火星还会爆炸。
工业应用时应注意场地平整，通风良好，严防丙烷逸出，同时严禁烟火。
丙烷在氧气中的燃烧速度为4m/s, 比乙炔的燃烧速度 (8m/s) 低得多，故氧丙烷气不易产生回火。
丙烷在空气中，气压为0.1MPa下的燃点为515～543℃，比乙炔的燃点 (406～440℃) 高, 要用明火才能点燃丙烷。
因此丙烷较乙炔相对安全，使用丙烷气时必须另配明火点火装置。
丙烷的气态标准燃烧热为 -2219.1 kJ/mol, 它在氧气中完全燃烧时的化学反应方程式为：C3H8+5O2=3CO2+4H2O+2 219.1(kJ)乙炔(C2H2)分子量为26.01, 在0℃、气态时的密度为1.173g/L, 比空气轻。
为什么用天然气切割
为什么用天然气切割，天然气怎么样用到工业切割一般来说燃气添加剂主要应用于天然气、煤层气、人工煤气、丙烷、民用液化气等可燃性气体，添加燃气添加剂的气体可直接提成气体的温度，添加燃气添加剂后的气体温度高于乙炔的3100℃，切割速度高于乙炔。
1、天然气添加燃气添加剂天然气成分：甲烷，乙烷，丁烷，硫化氢，水，氮燃气添加剂成分均为高能可燃物质，能够与甲烷等分子很好的结合，溶解，不受到水分子，氮分子，硫化氢等分子的影响。
天然气分子与燃气添加剂分子充分溶解，通过化学吸收，化学吸附结合到一起，从而提升了气体的燃烧热值，并且对气体进行有效催化，改善了气体燃烧环境，弥补了水，氮等物质消耗的热量，从而在富氧燃烧过程中大幅度提高燃气火焰温度。
合成气体燃烧最高温度：ΔH＝ΔH1＋ΔH0298＋ΔH2＋ΔH3＋……….常见的乙炔氧化反应是乙炔在空气或氧气中的燃烧，燃烧时的氧-乙炔火焰温度最高可达3100℃以上。
乙炔的燃烧热值虽然比乙烷、乙烯等略低，但在完全燃烧后产生物中水含量相对较低，水蒸发所需热量损耗较少，因此乙炔燃烧时能够得到更高的温度，这就是乙炔广泛应用于气割、气焊的原因所在。
由于天然气的主要成分是甲烷，甲烷气体在燃气添加剂的作用下大幅度的提高了火焰温度，催化后的甲烷在富氧燃烧过程中由于参与的氧气压力，流量，流速等原因，促使甲烷气体火焰温度明显提高，有效的提高了甲烷气体的燃烧热效能。
真正的超越了乙炔的切割温度，从而在切割速度上明显快乙炔。
2、丙烷气加燃气添加剂丙烷(C3H8) 是石油化工工业的副产品,来源丰富,价格低廉,且燃烧对环境无污染,是乙炔可行的替代品。
由于丙烷火焰温度较低,预热时间相对比乙炔长,这是目前推广应用中遇到的一大困难。
经过燃气添加剂催化后的丙烷，助燃催化剂与CH分子能完全结合，形成气体络合物，提高燃气燃烧热效能，在燃烧状态下可以改变火焰频率及波长，激化主体介质，使之能释放出更多的能量，而且使大多数热能强化，同时抑制燃烧焰向外辐射，火焰更加集中，预热切割时间较纯丙烷想比较有明显的提高，完全可以与乙炔相媲美。
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浅谈天然气在钢结构切割方面的应用
肖杰;易亮;任刚;张庆营
【期刊名称】《中国商界》
【年(卷),期】2010(000)002
【摘要】为保证常规钢结构场地切割气体的合理配置,提高公司能源效率,保障能源使用的安全性,加强环境保护.对于场地切割气的配置需慎重予以考虑.另外,切割气作为公司发展过程中重要的物质基础,对于公司、资源及环境的可持续发展起着至关重要的作用.
【总页数】2页(P348-349)
【作者】肖杰;易亮;任刚;张庆营
【作者单位】海洋石油工程(青岛)有限公司;海洋石油工程(青岛)有限公司;海洋石油工程(青岛)有限公司;海洋石油工程(青岛)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG48
【相关文献】
1.天然气在金属切割中的应用 [J], 吴虎修;汪长金;刘虹
2.天然气在数控火焰切割机上的应用 [J], 程君;郭传东;王志国;潘国林
3.浅析天然气在施工方面的安全要求 [J], 王锦江
4.天然气在工业方面的应用与优势 [J], 石宝升
5.丙烷和天然气在钢结构制作中的成本分析 [J], 李松娥
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