燃气具基础

二、燃气分类
2.1 人工煤气 人工煤气是指从固体或液体燃料加工所生产的可燃气体。根据制气原料和 加工方式的不同，可生产金种类型的人工煤气。主要有：干馏煤气、 气化煤气、油制气、焦炉气、水煤气、二甲醚。广州人工煤气以油制 气为主，一般大型钢铁厂会供应焦炉气。二甲醚主要成分为醇类，特 性接近天然气，目前部分地区的液化石油气中参入此类人工煤气。 2.2 天然气 天然气是指在地下多孔地质构造中发现的自然形成的气体和蒸气的混合气 体，常与石油伴生。主要组分是低分子烷烃（如甲烷）。由于来源不 同，天然气一般有四种类型：气田气、油田伴生气、凝析气田气和矿 井气。目前大部分使用气田气（一般甲烷成分90％以上），如西气东 输、中海油，四川等；天津、大庆等地以油田伴生气为主（一般甲烷 成分80％以上）；矿井气主要组分也是甲烷，但热值较低，部分参数 已接近人工气的特性，一般矿区附近使用。
七 红外基础
7.1 红外线简史
1800年，英国天文学家威· 赫谢耳(W. Herschel)为了寻找观察太阳时保护眼 睛的方法，研究了太阳光谱各部分的热效应。当他把灵敏的水银温度计放在被棱镜 色散的太阳光谱的不同部分时，发现产生热效应最大的位置是在可见光谱的红端以 外，从而首先发现了太阳光谱中还包含看不见的辐射能。当时他称这种辐射能为 “看不见的光线”，后来称为红外线，简称红外。 现众所周知，红外线也是一种电磁波。在电磁波谱中，它是比微波波长还短、比可 见光波长还长的电磁波。因此，红外线与其它波长的电磁波具有共同的特征;都以 横波的形式在空间传播 光学谱段一般是指包括从波长为0.1 nm左右的χ射线到约0.1 cm的极远红外的范 围(图2)。波长小于0. lnm是γ射线，波长大于0.1 cm则属于微波和无线电波。在 光学谱段内，可按照波长分为χ射线、远紫外、近紫外、可见光、近红外、短波红 外、中波红外、长波红外和远红外。可见光谱段，即辐射能对人眼能产生目视刺激 而形成光亮感和色感的谱段，一般是指波长从0.38～0.76μm。
4.2 爆炸 物质自一种状态骤然转变成另一种状态，并在瞬问释放出大量的能量，同时产生巨大声响及 亮光的现象就会爆炸。迅速的燃烧(约万分之几秒)以后和巨大数量燃烧产物的形成，包括能量释 放及产物膨胀在内的剧烈的物理化学行为是燃烧爆炸，亦称爆炸。爆炸也包括气体或蒸气在瞬间 膨胀的现象。 液化石油气气体与空气混合，达到一定浓度时，遇着火源即能发生爆炸燃烧。当液化石油气泄漏 以后，经过较长时间的扩散挥发，与空气形成爆炸性混合物(进入爆炸极限范围)，一旦遇到导爆 因素(如明火等)立即爆炸，造成室内突发火团，伴有巨响，门窗破裂，物品强震破坏，甚至可掀 翻屋顶。 4.3 着火温度 城镇燃气各组分的着火温度与其活化能有关。一般而言，燃气热值越高其活化能越强，比较易于 点着火。反之，不易点火着（如人工煤气）。
燃气的
1、宗旨：明白人好办事。 知道才能指导，学习才能提高。 2、了解产品，才能做得更好。 3、揭开经验的神秘面纱，传真经，送真宝。 4、面向一线，互动交流，提高素质，增值服务。
一、基本术语、定义
1.1 城镇燃气 符合规范的燃气质量要求，供给居民生活、商业（公共建筑）和工业企业生产作燃料 用的公用性质的燃气。城镇燃气一般包括天然气、液化石油气和人工煤气。 1.2 燃气灶具 含有燃气燃烧器的烹调器具的总称，包括燃气灶、燃气烤箱、燃气烘烤器、燃气烤箱 灶、燃气烘烤灶、燃气饭锅、气电两用灶具，以下简称灶具。 1.3 家用燃气热水器 在本标准规定的基准条件下，利用燃气燃烧产生的热量，直接加热热交换器内流动的 水的器具。 1.4高热值(Qh) 标准状况下1 m3 (或1kg)燃气完全燃烧，包括水蒸气潜热在内的发热量。 1.5 低热值(Q1) 标准状况下1 m3 (或1 kg)燃气完全燃烧，不包括水蒸气潜热的发热量。 1.6 相对密度（d） 燃气密度与空气密度之比。
二、燃气分类
2.4 生物气 有机物质在隔绝空气及适宜的温度，含水率和酸碱度条伯下，受发酵 微生物作用面生成的气体，总称为“生物气”其主要可燃组分为甲烷。 沼气是生物气的代表，其热值约为20～25MJ/Nm3。
二、燃气分类
表1
城镇燃气的分类（15℃，101.325kPa,干）
华白系数W,MJ/m3（Kcal/m3）
一、基本术语、定义
1.7 华白数 （W） 燃气的热值与其相对密度平方根的比值。 1.8 燃烧势（Cp） 燃烧速度的指数。燃烧势越高燃烧速度越快， 1.9 额定热负荷（额定热流量） 制造厂家标识的在额定燃气供气压力下,使用标准状态下基准气时燃具的热负荷的设计 值。 1.20额定燃气供气压力 制造厂家根据燃气类别、实际管网压力和标准要求规定的燃气供气压力的设计值。 1.21燃烧器 使燃气实现稳定燃烧的装置。燃气灶燃烧器主要包括：头部（如炉头-炉煲）、引射器、 分火器、火盖（多孔陶瓷板）、喷嘴等；燃气热水器燃烧器主要包括：头部（俗 称火排）、喷嘴、分气管等。 1.22热效率(η) 有效利用热量占燃气完全燃烧总放热量的百分比。是衡量燃气具产品省不省气的重要 参数。
五、燃气的燃烧方式
燃烧方式，是燃烧装置热工性能最直接和最重要的影响因素之一。燃气燃烧在不同 物态燃料中是一种最理想的燃烧方式，一般是将燃气通过燃烧器喷向空气中进行。根 据燃气与空气在燃烧前的混合情况，可将燃气燃烧方法分为三种: 5.1 扩散式燃烧 将燃气、空气分别从相邻的喷口喷出，或者一燃气直接喷入空气中，两者一在接触 面上边混合边燃烧，也称有焰燃烧。扩散燃烧式的火焰长而无力，它象蜡烛然烧那样 分成三层火焰，中心的火焰较暗，这是还未达到着火温度的可燃气流;中间一层发光 明亮，这一层是碳氢化合物受热分解成的碳和氢，而游离碳在高温下灼热发光。 5.2 部分预混式燃烧 在燃气中预先混入部分空气(通常，一次空气系数a' = 0.45～0.75)，然后经燃烧 器喷入空气中燃烧，也称为半无焰燃烧。这种燃烧所形成的火焰结构常称为本生火焰; 用这种燃烧原理构成的燃烧器，称为大气燃烧烧器。这种燃烧方式的温度比扩散燃烧 的温度高些，正常时，火焰的内锥一般呈淡绿色，轮廓清晰，外锥常呈淡蓝色，火焰 有些飘动，而且燃烧过程中还不时伴随轻微而均匀的噪声。明火灶的燃烧器及烟道式 燃气快速热水器常用这种燃烧方式。
注1：3T,4T为矿井气，6T为沼气，其燃烧特性接近天然气。 注2：22Y高华白数Wi的下限值81.83MJ/m3和CP的上限值44.9,为体积分数（％）C3H8＝55， C4H10＝45时的计算值。
四、燃气的着火温度
4.1 燃烧 燃气燃烧时，必须要有一定量的助燃气体（空气中的氧）、一定的温度和点火能 量。空气和燃气的混和方法一般有两种:一种是在燃烧前让适量空气与燃气空气混和好， 喷射至燃烧室燃烧;另一种是燃烧前只有一部分空气和燃气混合，其余不足的空气要在 燃烧过程中边燃烧边混合。 由稳定的氧化反应变为不稳定的氧化反应的一瞬间，即自燃着火点时的温度称为着 火温度。着火温度对某种燃气来说，并不是一个恒定值。
二、燃气分类
2.3 液化石油气
液化石油气主要从油、气开采或石油加工过程取得，其主要组分为丙烷、丙烯、 丁烷、丁烯等石油系轻烃类，在常温、常压下显气态，但加压或冷却后容易液 化，液化后其体和为气态时的1/250。由于目前部分地区的液化石油气中参入 二甲醚，使液化石气热值降低，且具有较强的腐蚀特性，无论是对燃气具的点 火性能及热工性能是较大的考验。 使用瓶装液化石油气的用户要注意两点：一是液化石油气钢并所处环环境温度 不能偏低（有用户把钢瓶放在室外，冬季环境温度太低），刚钢瓶从外界吸热 速度而变慢，钢瓶内液化石油气的气化速度也下降，供气量也随之减小（燃具 火力也下降，特别在使用热负荷较大的燃气热水器时，更明显），如图一所示。 有用户误以为液化石油气变差。二是液化石油气减压器（阀）的选择。减压器 （阀）的输出流量必须满足燃具最大耗气量的要求，不能偏小。否则，燃具达 不到设计热负荷。比如，用户同时使用1台双眼灶和10升燃气快速热水器，应 选用JYT-1.2或JYT-2.0，若单独使用一般选用JYT-0.6也能满足使用要求。如 果换用10升以上的燃气快速热水器一般则需更换更大流量的减压阀（如JYT1.2）。同时也应注意的是，市面上劣质减压器往往因压力偏高或偏低也会影 响燃具的使用效果及燃气具的使用寿命。
31.00 13.28 17.13 23.35
23.85～27.95
28.57～33.12 12.22～14.35 15.75～18.54 21.76～25.01
108.3
120.9 22.0 24.9 18.5
63.1～111.4
71.5～129.0 21.0～50.5 24.0～57.3 17.3～42.7
六、火焰传播
火焰传播有两种形式:一种是正常燃烧;另一种是爆炸。可燃气体正常燃烧时，其燃 烧速度较缓慢，通常每秒钟只有几十厘米。其中，氢气的燃烧速度较快，据实测，氢 气的火焰传播速度为4.83米/秒。而一氧化碳只有1.25米/秒，其他如甲烷、丙烷、 丁烷等可燃气体的火焰传播速度都小于1米/秒。因此，含氢气组分较多的燃气燃烧速 度较快，如果喷嘴（包括点火喷嘴）参数不合理极易造成点火不成功或回火的情况。 讨论研究火焰的传播形式，有助于人们理解和掌握安全使用燃气的知识，以便遇到意 外情况时能进行应急处理。正常燃烧时，火焰是均匀地由已燃烧的部分向未燃烧的部 分一层一层地传播，速度较慢，各种燃气具的设计及使用都是利用火焰的这种规律而 进行的。但是，当液化石油气的储罐大量漏气，或向开口容器内倾倒液化石油气残液 时，然气会迅速扩散，使周围形成燃气雾，此时，一旦遇到火种，就会剧烈着火，发 生爆炸，引起火灾。因此，当发现气瓶漏气时，严禁点火，并应迅速打开所有窗户， 让自然风把弥漫的燃气雾吹散带走，也可以用扇子驱散燃气，但不能启动电风扇，以 免在开动电源开头的瞬间产生火花把燃气雾点燃。日常使用燃气具时，如果液化石油 气钢瓶的角阀或瓶身发生泄漏，或烧开水时，因水沸腾外溢而将火浇灭，而燃具又无 自动关气装置，使液化石油气大量外泄，则遇火种也会发生爆炸，爆炸是比爆燃更为 剧烈的燃烧方式。当密封的液化石油气钢瓶在受到火烤加热时，瓶内的燃气温度会急 剧上升，压力急剧增加，便会发生爆炸，从而造成严重的事故。
一、基本术语、定义
1.23 离焰 火焰从燃烧器火孔全部或部分离开的现象。 1.24 回火 火焰在燃烧器内部燃烧的现象。 1.25黄焰 由于一次空气不足，燃烧时产生的黄色火焰，该火焰与冷面接触产生黑烟。 1.26 爆燃 燃气与空气混合后的急剧燃烧现象，燃烧噪声超过85dB，燃烧火焰溢出燃烧室。 1.27火焰稳定性 在燃烧器火孔处火焰既不离焰，也不回火，稳定燃烧的状态。 1.28 熄火保护装置 当火焰熄灭时，自动切断燃气通路的装置。
10T
12T 19Y 液化石油气 22Y 20Y
41.53
50.73 76.84 87.53 79.64
39.06～44.83
45.67～54.78 72.86～76.84 81.83～87.53 72.86～87.53
33.0
40.3 48.2 41.6 46.3
31.0～34.3
36.3～69.3 48.2～49.4 41.6～44.9 41.6～49.4
类别 3R 4R 标准 13.71 17.78 21.57 范围 12.62～14.66 16.38～19.03 19.81～23.17 标准 77.7 107.9 93.9
燃烧势CP
范围 46.5～85.5 64.7～118.7 54.4～95.6
人工燃气
5R
6R
7R 3T 4T 天燃气 6T
25.69
五、燃气的燃烧方式
5.3 完全预混式燃烧 按一定比例将燃气、空气均匀混合，再经燃烧器喷口喷出，进行燃 烧。由于预先均匀混合，可燃混合气一到达燃烧区就能在瞬间燃烧完 毕，燃烧火焰很短，甚至看不见火焰，故也称为无焰燃烧。因为这种 燃烧方式提供了然料的合理燃烧，使燃气在由化学能转化为热能的过 程中，损失最小。它的燃烧温度很高，有很大的热强度，约为扩散式 燃烧热强度的100～ 1000倍。燃气和红外辐射器就是采用这种燃烧 方式工作，顾家红外线聚能灶正是采用这种燃烧方式。 除上述三种较常见的燃烧方式外，还有低NOx燃烧、平焰燃烧、浸没 燃烧、脉冲燃烧、富氧燃烧、催化燃烧等特殊燃烧方式。