燃气的分类及基本性质

燃⽓的分类及基本性质
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：是指产⾃天然⽓⽓藏的纯天然⽓，主要组分是甲烷。

（2）、⽯油伴⽣⽓：是指与⽯油共⽣的、伴随⽯油⼀起开采出来的天然⽓，其主要组分是甲烷、⼄烷、丙烷和丁烷。

（3）、凝析⽓⽥⽓：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：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: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:是煤层形成过程中经过⽣物化学和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：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：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：是指以煤作为原料采⽤纯氧和⽔蒸⽓作为⽓化剂，获得的煤⽓。

如：⽔煤⽓、发⽣炉煤⽓等。

2、油制⽓；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：是冶⾦⼯⼚炼铁时的副产⽓，主要组分是⼀氧化碳和氮⽓。

(三)、液化⽯油⽓：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：可燃⽓体和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和正常⼯作，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：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和架空燃⽓
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：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和制⽓⼚的⼯
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；直缝焊管和螺旋焊管。

（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是管道外径和壁厚的⽐值。

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：是指内层和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、燃⽓的调压和储存
1、燃⽓的调压
（1）、燃⽓调压器：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是通过调压器来实现的，它的作⽤是降压和稳压。

按作⽤原理分为直接作⽤式和间接作⽤式；按⽤途分为区域调压器、专⽤调压器和⽤户调压器；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和前压调压器。

（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和加臭设备。

2、燃⽓的储存：燃⽓的储存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）、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；在燃烧器中预先和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：燃⽓和空⽓不预混，⼀次空⽓系数为0；（2）、⼤⽓式燃烧器：燃⽓和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；燃⽓和空⽓完全预混，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 cooling
heatingandpower）: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、在⽣产和使⽤过程中，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，是切割⽓发展的⽅向。