燃气基本性质计算公式
燃气基本知识
燃气基本知识第一节燃气的分类及用途燃气是一种可以燃烧并能放出热量的气体。
燃气是一种清洁、卫生、方便的优质能源。
开发燃气能源将极大方便人民生活,推动工业、商业、服务业经济的发展,所以,燃气已经成为国民经济的重要产业。
从事燃气产业开发、生产和经营的企业叫燃气企业。
中国燃气控股有限公司就是中国大型的燃气企业集团。
城市民用和工业、商业、服务业使用的燃气是由多种气体组成的混合气体,其中含有可燃气体和不可燃气体。
可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳,不可燃气体有二氧化碳、氮和氦等。
燃气的种类很多,主要有天然气、人工煤气、液化石油气和沼气。
一、天然气天然气一般可分为四种:从天然气气井开采出来的气田气称纯天然气;伴随石油一起开采出来的石油气,称石油伴生气;含石油轻质馏分的天然气称凝析气田气;从煤矿井下煤层抽出的天然气称煤矿矿井气。
纯天然气(简称天然气)的组份以甲烷为主,还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等堕性气体。
我国四川天然气中甲烷含量一般不少于90%,发热值为34800~36000kJ/Nm3。
我国大港地区的天然气为石油伴生气,甲烷含量约为80%,乙烷、丙烷和丁烷等含量约为15%,发热值约为41900kJ/Nm3。
凝析气田气除含有大量甲烷外,还含有2~5%戊烷及戊烷以上的碳氢化合物。
矿井气的主要可燃组分是甲烷,其含量随采气方式而变化。
天然气既是制取合成氨、炭黑、乙炔等化工产品的原料气,又是优质燃料气,是理想的城市气源。
由于开采、储运和使用天然气既经济又方便,所以近些年来,许多国家大力发展天然气工业。
有些天然气资源缺乏的国家也进口液化天然气以发展城市燃气事业。
液态天然气的体积为气态时的1/600,有利于运输和储存。
二、人工煤气1、固体燃料干馏煤气利用焦炉、连续式直立炭化炉和立箱炉等对煤气进行干馏所获得的煤气称为干馏煤气。
用干馏方式生产煤气每吨可产煤气300-400m3。
这类煤气中甲烷和氢的含量较高,低发热值一般在16700KJ/Nm3左右。
燃气基本性质计算公式
探公式分类宀燃气基本性质|
来源:《燃气燃烧与应
-华白数计算中
用》
公式说明:
公式:
参数说明:W——华白数,或称热负荷指数;
H――燃气热值(KJ/Nm3),按照各国习惯,有些取用高热值,有些取用低ห้องสมุดไป่ตู้值;
S――燃气相对密度(设空气的S=1)o
含有氧气的混合气体 爆炸极限
来源:《燃气输配》 中
国建筑工业岀版社
也、便……旳一一各组分由t1至t2温度范围内容积膨胀系数平均值。
—温度为t1、t2时
液化石油气的气相和
液相组成之间的换算
公式说明:
来源:《燃气输配》 中
国建筑工业岀版社
2003-6-30
公式:
2003-6-30
公式说明:
公式:
参数说明:lt――包含有空气的混合气体的整体爆炸极限(体积%);
LnA――该混合气体的无空气基爆炸极限(体积%);
yAiR空气在该混合气体中的容积成分(%)。
含有惰性气体的混合来源:《燃气输配》 中
气体的爆炸极限国建筑工业岀版社
公式说明:
公式:
参数说明:L——含有惰性气体的可燃气体的爆炸极限(体积%);
液态碳氢化合物的容来源:《燃气输配》 中
积膨胀国建筑工业岀版社
公式说明:
参数说明:(1)、对于单一液体v1温度为11(°C)的液体体积;
V2温度为t2(C)的液体体积;
B――1至t2温度范围内的容积膨胀系数平均值。(2)、对于混合液体v'11、v‘2
混合液体的体积;
k1、k2……kn――温度为t1时混合液体各组分的容积成分;
Lc――该燃气的可燃基(扣除了惰性气体含量后、重新调整计算岀的各燃气容积成分)的爆炸极限值(体
燃气性质计算表
相对 比重
热值MJ/Nm3 高热值 低热值
华白数 MJ/Nm3
燃烧势
∑
100
1.359 53.4255 49.97178 45.82295 39.94467 1.719 106.851 99.94356 81.50394 44.64558 1.359 53.4255 49.97178 45.82295 39.94467
0.59 39.032 35.1879 50.892 38.342
0.519 15.5513 13.96285 21.5859 90.11193 100
低热值MJ/N3
燃气性质计算表
燃气成分 燃气种类 H2 CO CH4 0.65 1.3 0.65 C2H4 C2H6 0.1 0.2 0.1 C3H6 30.6 61.2 30.6 C
+ 2
C3H8 C4H8 C4H10 11.45 22.9 11.45
C +5 6.3 12.6 6.3
O2
N2 0.5 1 0.5
Байду номын сангаас
CO2 0.4 0.8 0.4
空气 50
密度 kg/Nm3 1.7578 2.2225
校核用
液化石油气(进口气 液化石油气 进口气) 进口气 液化石油气混空气
西气) 天然气(西气 西气
50
1.7578
96.135
48 20 13
0.79
0.1
1.7
0.055
0.8
0.13 2.8
12 4.5
0.761
1.98 1.2931 1
0.07 0.967 0.554791 0.97 1.048 1.4799 1.555 2.008 12.8 12.64 10.8 12.64 39.842 35.906
燃气分类与性质
燃气分类(按气源分类)
天然气
凝析气田气:凝析气田天然气由井口流出后,经减压、降温分 离为气、液两相。气相经净化后成为商品天然气。液相凝析 液主要是凝析油(可能还有部分凝析出的水分)。凝析气田 天然气成分,除含有甲烷、乙烷外、还含有一定数量的丙烷、 丁烷及戊烷等一些轻油馏分。甲烷含量在70%以上,乙、丙、 丁烷含量8%以上,戊烷和戊烷以上约占2-5%以上,所以热 值更高。 矿井气:主要组分是甲烷,其含量随开采方式而变,含氮量 较高,热值较低。 天然气可以压缩或液化,以便于储存和用车辆、船舶运输 远途运输。
燃气分类(按气源分类)
液化石油气 液化石油气是开采和炼制石油过程中,作为 副产品而获得的一种碳氢化合物。主要组分卫 丙烷、丙烯和丁烷、丁烯。常温、常压下呈气 态,热值在92-121MJ/Nm³;液态热值在4546MJ/kg。
燃气分类(按气源分类)
生物气
有机物质在隔绝空气及适宜的温度、含水率和酸 碱度条件下,受发酵微生物作用而生成的气体。总 成为生物气,也成沼气。主要成分是甲烷含量在 55-65%、二氧化碳含量在%,还含有少量的清、 硫化氢和氨等,热值约为20-25MJ/Nm³。
燃气的性质
6.比容:
单位质量的燃气所具有的容积 单位是:m3 /kg或Nm3/kg 其计算公式:γ =V/M 平均密度与比容的关系为:ρ ×γ =1 即二者互为倒数 7.沸点和露点 沸点是指一定压力下液体沸腾气化时的温度。 露点是指在一定压力下,气体冷却出现液体时的温度。 气态碳氢化合物在某一蒸气压时的露点就是在同一压力下 的沸点;燃气露点与其组成与压力有关,压力增大,露点升 高。
燃气的性质
4.平均密度: 单位体积的燃气所具有的质量 单位是:kg/m3或kg/Nm3 其计算公式:ρ =m/V 标准状态下,燃气的平均密度可用各组分的密度与其体 积分率的乘积求得 ρ = ∑ρ i×vi 5.相对密度(比重): 燃气的平均密度与同状态下同体积的空气平均密度之比 。 是一个无单位的量 ,空气标准状态下的平均密度是: 1.293kg/m3 其计算公式:s= ρ 0/1.293
燃气基本性质计算公式
计算公式※公式分类→ 燃气基本性质|·华白数计算来源:《燃气燃烧与应用》2003-11-12公式说明:公式:参数说明:W——华白数,或称热负荷指数;H——燃气热值(KJ/Nm3),按照各国习惯,有些取用高热值,有些取用低热值;S——燃气相对密度(设空气的S=1)。
·含有氧气的混合气体爆炸极限来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明:公式:参数说明:L T——包含有空气的混合气体的整体爆炸极限(体积%);L nA——该混合气体的无空气基爆炸极限(体积%);y AiR——空气在该混合气体中的容积成分(%)。
·含有惰性气体的混合气体的爆炸极限来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:L——含有惰性气体的可燃气体的爆炸极限(体积%);L c——该燃气的可燃基(扣除了惰性气体含量后、重新调整计算出的各燃气容积成分)的爆炸极限值(体积%);y N——含有惰性气体的燃气中,惰性气体的容积成分(%)。
·只含有可燃气体的混来源:《燃气输配》中2003-6-30合气体的爆炸极限国建筑工业出版社公式说明:公式:参数说明:L——混合气体的爆炸(下上)限(体积%);L1、L2……L n——混合气体中各可燃气体的爆炸下(上)限(体积%);y1、y2……y n——混合气体中各可燃气体的容积成分(%)。
·液态碳氢化合物的容积膨胀来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:(1)、对于单一液体v1——温度为t1(℃)的液体体积;v2——温度为t2(℃)的液体体积;β——t1至t2温度范围内的容积膨胀系数平均值。
(2)、对于混合液体v’11、v’2——温度为t1、t2时混合液体的体积;k1、k2……k n——温度为t1时混合液体各组分的容积成分;β1、β2……βn——各组分由t1至t2温度范围内容积膨胀系数平均值。
1.燃气气源性质计算
2气源性质计算2.1燃气选择的基本要求根据国家相关标准规定,燃气用作城市气源时,其高发热值应大于31.40MJ∕Nm3,另外对于发热量和组分,其波动还必须符合气源互换时的要求。
2.2气源成分及组成某些低短短的♦本性质[273.15K. lO1325Pa)» 12英普气体的M本性质[273∙15K∙ 1O1325P B)表13以下举例计算:气源具体组分及各组分性质如下表:表2.1气源的燃气成分及其各成分基本性质表2.3燃气基本性质的计算2.3.1燃气的平均相对分子量M r=∑y i M ri=(96.226× 16.043÷ 1.77×30.07+0.322×44.097+0.062×58.124+0.075×72.151 +0.105×31.9988+0.473×44.0098+0.967×28.0134)∕100= 16.7146上式中M r:气源气的平均相对分子量;X:气源气中各种成分的体积分数M,:气源气中各种组分的相对分子质量。
2.3.2燃气的平均密度和相对密度(1)燃气的平均密度:p=∑y i p i=(96.226×0.7174÷ 1.77× 1.3553+0.322×2.0102+0.062×2.7030+0.075×3.4537 +0.105× 1.4291+0.473×1.9771 +0.967× 1.2506)/100=0.7480kg∕Nm3气源气中各个成分的体积分数; 气源气各种成分的相对分子质量。
利用上述计算公式可计算燃气的各种成分对应的质量分数如下:上式中p :气源气的平均密度,kg/m 3; )『 气源气中各种组分的体积分数;p i ∙.在标准状态下气源气中各成分的密度,kg∕m 3o(2) 上式中燃气的相对密度:P 0.7480二 ------------ = -------------------- =U.J /OJ1.2931.293S :气源气相对于空气的相对密度; 1.293:空气在标准状况下的密度,kg∕m 3o2.3.3燃气的动力粘度和运动粘度(1)动力黏度〃在计算动力粘度时需要用体积分数,所以需要先将各组分的体积分数换算为对应的质量分数。
天然气的计算方法
天然气计算方法体积计算•标准立方米 (Sm³):天然气在 15°C(59°F)和 1 个大气压 (101325 Pa) 下的体积。
•立方英尺 (ft³):天然气在指定温度和压力下的体积。
•百万标准立方英尺 (MMscf):100 万标准立方英尺。
能量计算•百万英热单位 (MMBtu):天然气中包含的能量,等于 100 万英热单位。
•标准立方英尺当量 (Mcfe):天然气的体积,其能量含量等于 1000 立方英尺甲烷的能量含量。
换算公式•Sm³转换为 MMBtu:MMBtu = Sm³ x 热值(MJ/m³)/ 1055.06•ft³转换为 Sm³:Sm³ = ft³ x 温度系数 / 压力系数•Mcfe 转换为 MMBtu:MMBtu = Mcfe x 1温度和压力系数•温度系数:将天然气从标准条件转换为特定温度时的因子。
•压力系数:将天然气从标准条件转换为特定压力时的因子。
温度和压力系数可以通过查阅燃气协会或其他权威机构提供的表格来获得。
热值天然气的热值因其成分而异,通常以百万焦耳每立方米 (MJ/m³) 为单位。
热值通常由气体供应商提供,或可以通过实验室分析确定。
示例计算•将 100 Sm³天然气转换为 MMBtu:热值为 38 MJ/m³,因此 MMBtu = 100 x38 / 1055.06 = 3.6 MMBtu•将 1,000 ft³天然气在 60°F 和 5 psia 下转换为 Sm³:温度系数为 0.964,压力系数为 1.075,因此 Sm³ = 1,000 x 0.964 / 1.075 = 901.2 Sm³。
燃气的基本性质
第二节 燃气的基本性质一、燃气的物理化学性质(一)燃气的组成(1)混合气体的组分表示法容积成分yi:混合气体中各组分的分容积与混合气体的总容积之比,混合气体的总容积等于各组分的分容积之和。
质量成分gi:混合气体中各组分的质量与混合气体的总质量之比。
混合气体的总质量等于各组分的质量之和。
分子成分xi :混合气体中各组分的摩尔数与混合气体的摩尔数之比。
同温同压下,1摩尔任何气体的容积大致相等,因此气体的分子成分在数值上近似等于其容积成分。
混合气体的总摩尔数等于各组分的摩尔数之和。
即混合液体的组分的表示方法与混合气体相同(二)平均分子量:燃气的总质量与燃气的摩尔数之比。
(1)混合气体的平均分子量m 1m12m2n mn 1V (y V +y V +y V )100=⨯⋅⋅⋅+1122n n 1M (y M +y M +y M )100=⨯⋅⋅⋅+(2)混合液体的平均分子量(三)燃气的平均密度和相对密度(1)平均密度:单位体积的燃气所具有的质量,Kg/m3混合气体的平均密度湿燃气的密度气体的密度随温度和压力的变化而变化:压力升高,体积减小;温度升高,体积增大。
(2)相对密度 :气体的密度与相同状态的空气密度的比值混合气体的相对密度混合液体的平均密度1122n n 1M (x M +x M +x M )100=⨯⋅⋅⋅+i i1y 100ρρ=∑w 0.833(d)0.833dρρ=+⨯+s 1.293ρ=i i 1y 100ρρ=∑(4)液体的相对密度指液体的密度与水的密度的比值。
因为4℃时水的密度为1Kg/L,所以液体的相对密度和平均密度在数值上相等。
常温下,液态液化石油气的平均密度是0.5~0.6Kg/L,相对密度为0.5~0.6,约为水的一半。
天然气和焦炉煤气都比空气轻,而气态液化石油气约比空气重一倍。
(四)临界参数即实际气体状态方程(1)临界参数温度不超过某一数值,对气体进行加压,可以使气体液化,而在该温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化,这个温度就叫该气体的临界温度,在临界温度下,使气体液化所必须的压力叫做临界压力。
1.2燃气的基本性质概述
• 在一定温度和压力下,气液两相达到平衡状态时, 气相中某一组分的摩尔成分yi 与其液相中的摩尔 成分 xi 的比值,也是一个常数 k i 。 • 工程上,常利用平衡常数k计算液化石油气的气 相组成或液相组成。(计算方法同学自学)
1.2.5沸点与露点
一、沸点
• 沸点:通常说101325Pa压力下液体沸腾 时的温度。 • 沸点:广义地说,沸点指某压力下液 体沸腾时的温度。
Pi yi P
• 根据混合气体分压力定律 • 由上面两式得:
Pi yi ki P xi
• 式中 xi 为混合液体任一组分的摩尔成分 • 式中yi 为该组分在气相中的摩尔成分。
• 相平衡常数表示在一定温度下,一定组成的气液 平衡系统中,某一组分在该温度下的饱和蒸气压 Pi 与混合液体蒸气压的 P 的比值是一个常数 k i 。
• 或图1-1(严铭卿《天然气输配技术》)可以查得 压缩因子
混合气体压缩因子的求解方法(自学) • 先计算混合气体的平均临界压力和平均临界温度; • 利用图1-3、1-4求得压缩因子; • 例题1-3、1-4自学。
1.2.3 粘度(自学)
• 混合气体的动力粘度近似计算公式如(1-13)所 示,这时不考虑温度对粘度的影响。 • 混合气体的动力粘度也可按公式(1-14)计算, 这时考虑温度对粘度的影响。 • 混合液体的动力粘度可近似按公式(1-15)计算 • 混合气体及混合液体的运动粘度按公式(1-16) 计算。 • 例题1-5自学。
–BC线左边是水合物存在的区域, –右边是不存在的区域, –BC是形成水合物的界限。 –点C是水合物存在的临界温度, –高于此温度在任何高压下都不能形成水合物。
在湿气中形成水合物的次要条件: • 含有杂质 • 高速 • 紊流 • 脉动 • 急剧转弯等因素。
燃气基本性质计算公式
计算公式※公式分类→ 燃气基本性质|·华白数计算来源:《燃气燃烧与应用》2003-11-12公式说明:公式:参数说明:W——华白数,或称热负荷指数;H——燃气热值(KJ/Nm3),按照各国习惯,有些取用高热值,有些取用低热值;S——燃气相对密度(设空气的S=1)。
·含有氧气的混合气体爆炸极限来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明:公式:参数说明:L T——包含有空气的混合气体的整体爆炸极限(体积%);L nA——该混合气体的无空气基爆炸极限(体积%);y AiR——空气在该混合气体中的容积成分(%)。
·含有惰性气体的混合气体的爆炸极限来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:L——含有惰性气体的可燃气体的爆炸极限(体积%);L c——该燃气的可燃基(扣除了惰性气体含量后、重新调整计算出的各燃气容积成分)的爆炸极限值(体积%);y N——含有惰性气体的燃气中,惰性气体的容积成分(%)。
·只含有可燃气体的混来源:《燃气输配》中2003-6-30合气体的爆炸极限国建筑工业出版社公式说明:公式:参数说明:L——混合气体的爆炸(下上)限(体积%);L1、L2……L n——混合气体中各可燃气体的爆炸下(上)限(体积%);y1、y2……y n——混合气体中各可燃气体的容积成分(%)。
·液态碳氢化合物的容积膨胀来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明:公式:参数说明:(1)、对于单一液体v1——温度为t1(℃)的液体体积;v2——温度为t2(℃)的液体体积;β——t1至t2温度范围内的容积膨胀系数平均值。
(2)、对于混合液体v’11、v’2——温度为t1、t2时混合液体的体积;k1、k2……k n——温度为t1时混合液体各组分的容积成分;β1、β2……βn——各组分由t1至t2温度范围内容积膨胀系数平均值。
燃气燃烧理论基础燃气燃烧理论基础-V1
燃气燃烧理论基础燃气燃烧理论基础-V1燃气燃烧理论基础在现代社会中,燃气燃烧是极为普遍的现象,涉及的应用领域也十分广泛。
在此背景下,燃气燃烧理论成为了热力学、化学等学科中的一部分,其基础理论涉及到气体的热力学性质和化学反应动力学等方面。
本文将介绍燃气燃烧的基础理论。
第一部分:燃气的热力学性质1.1 燃气的物理性质燃气的物理性质包括密度、粘度、导热性等。
其中,密度与燃气的压力和温度密切相关。
随着温度的升高,燃气分子的平均动能增加,分子的有效半径增大,从而使密度降低。
同时,压力的升高会使得燃气分子之间的相互作用增强,引起分子的回旋运动增加,这也会导致燃气密度的增加。
粘度是指流体内部分子之间相互作用的抵抗。
在燃气中,粘度与温度密切相关,随着温度的升高,燃气分子的运动增快,分子间碰撞的三维弹性碰撞增加,分子间距离的均方根速度添加增加,从而导致粘度的下降。
导热性是指流体内部传递热量的物理性质。
在燃气中,热传递的速度与燃气的温度、密度和压力有关,燃气的导热性与热传导方式、燃气分子内部运动等因素也有关。
1.2 燃气的热力学性质燃气的热力学性质包括热容、热传导系数、等焓热容、等压热容等。
其中,热容是指物质在受到一定热量输入后产生的温度变化。
燃气的热容与气体的组成、温度密切相关。
温度升高,燃气分子的运动速度增加,热容度跟着增加;而在低温、高压下,燃气分子之间的相互作用增大,产生相互作用引起的热能变化趋势加强,燃气的热容度也相应提高。
热传导系数是指单位长度内热量传递的量。
燃气中的热传导系数主要受到温度和燃气分子间碰撞的影响。
在低温、高压下,燃气分子间的相互作用越强,热传导系数也会越小。
第二部分:燃气燃烧的基础理论2.1 燃烧反应的定义燃烧反应是指物质与氧气在一定温度和压力条件下进行的氧化性反应。
在燃烧反应中,氧气会与燃料反应,放出热能,同时产生焦炭、一氧化碳、二氧化碳、三氧化硫等化合物。
燃烧反应是现代工业生产和生活中不可缺少的反应类型之一。
燃气的定压比热容cp表
燃气的定压比热容cp表
摘要:
一、引言
二、燃气的定压比热容cp 的概念与意义
三、燃气的定压比热容cp 的计算方法
四、燃气定压比热容cp 在实际应用中的重要性
五、结论
正文:
一、引言
燃气作为一种清洁、高效的能源,在我国的能源结构中占有重要地位。
了解燃气的性质对于合理利用和安全管理燃气具有重要意义。
本文将详细介绍燃气的定压比热容cp 的概念、计算方法以及在实际应用中的重要性。
二、燃气的定压比热容cp 的概念与意义
定压比热容cp 是指在恒定压力下,单位质量的燃气所需要吸收的热量,使其温度升高1 摄氏度。
cp 值反映了燃气在恒定压力下温度变化时所需要的热量,是评价燃气燃烧性能和热力学性质的重要参数。
三、燃气的定压比热容cp 的计算方法
燃气的定压比热容cp 可以通过实验方法测量得到,也可以通过理论计算得到。
实验方法主要包括差热分析法和绝热膨胀法。
理论计算方法主要是基于气体分子动力学理论,通过计算气体分子间的相互作用力得到。
四、燃气定压比热容cp 在实际应用中的重要性
燃气的定压比热容cp 在实际应用中具有重要意义。
首先,cp 值是燃气燃烧器设计和燃烧过程优化的关键参数,对于提高燃气燃烧效率和降低污染物排放至关重要。
其次,cp 值对于燃气输送和储存系统的设计和安全评估具有指导作用。
最后,cp 值对于分析和预测燃气在火灾事故中的传播特性也有重要作用。
五、结论
燃气的定压比热容cp 是评价燃气性质的重要参数,对于燃气燃烧器设计、燃烧过程优化、燃气输送储存系统设计以及火灾事故分析等方面具有重要作用。
1-燃气性质
二. 液化石油气
以凝析气田气、石油伴生气或炼厂气为原料,经加工而得的 可燃物为液化石油气
炼厂石油气、天然石油气 其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯,此外尚有少量戊烷
及其他杂质
三. 人工燃气
以固体或液体燃料为原料,经过各种热加工制取的可燃气体。 干馏煤气
以煤为原料,利用焦炉或直立炭化炉等进行干馏而制取的可燃气体, 称为干馏煤气 。 气化煤气 以固体燃料为原料,在气化炉中通入气化剂,在高温条件下经气化 反应而制得的可燃气体。 油制气 以石脑油或重油为原料,经过裂解加工制取的可燃气体。
凝析气田气 深层天然气,戊烷及其以上含量较高,含有汽油和煤油成分
2.根据烃类组分分类
干气 C5及其以上烃类<13.5cm3/Sm3.NG 湿气 C5及其以上烃类>13.5cm3/Sm3.NG 富气 C3及其以上烃类>94cm3/Sm3.NG 贫气 C3及其以上烃类<94cm3/Sm3.NG 酸性气体 含大量H2S、CO2,需净化后才能使用 洁气 含少量H2S、CO2,不需净化可直接使用
城镇燃气分类及基本特性
一. 天然气
广义天然气是指埋藏于地层中自然形成的气体,通用的“天 然气“是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物, 即以甲烷为主的气态化石燃料。
是通过生物化学作用及地质变质作用,在不同地质条件下生成、 运移,在一定压力下储集的可燃气体。
天然气主要存在于油田和气田中,也有储集在煤层和页岩中。 天然气是一种混合气体,主要成分是低分子烷烃,也含有少
单位数量的燃气完全燃烧后,其燃烧产物被冷却到原始温度,其 中水蒸气被凝结成同温度的水时,所放出的热量。
低热值
单位数量的燃气完全燃烧后,其燃烧产物被冷却到原始温度,其 中水蒸气仍为蒸汽状态时,所放出的热量
燃气的分类及基本性质
第一局部燃气分类及根本性质一、燃气分类〔一〕天然气1、常规天然气〔1〕、气田气:是指产自天然气气藏纯天然气,主要组分是甲烷。
〔2〕、石油伴生气:是指与石油共生、伴随石油一起开采出来天然气,其主要组分是甲烷、乙烷、丙烷与丁烷。
〔3〕、凝析气田气:是指从深层气田开采含石油轻质馏分天然气。
主要组分是甲烷、2%-5%戊烷及戊烷以上碳氢化合物。
2、非常规天然气:是指受目前技术经济条件限制尚未投入工业开采及制取天然气资源,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与变质作用以吸附或游离状态存在于煤层及固岩中自储式天然气。
〔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天然气。
〔4〕、煤制天然气:是指煤经过气化产生合成气,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:利用焦炉等对煤进展干馏所获得煤气。
2、固体燃料气化煤气:是指以煤作为原料采用纯氧与水蒸气作为气化剂,获得煤气。
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、柴油之后剩余油品〕制取城市燃气。
3、高炉煤气:是冶金工厂炼铁时副产气,主要组分是一氧化碳与氮气。
(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。
(四)、生物气:各种有机物质在隔绝空气条件下发酵,并在微生物作用下产生可燃气体,也叫做沼气。
二、燃气根本性质1、热值:单位体积燃气完全燃烧所产生热量。
2、热值单位换算关系:1千卡=4.187千焦;1千焦卡3、常用燃气热值:4、、爆炸极限:可燃气体与空气混合物遇明火而引起爆炸时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含量减少到不能形成爆炸混合物时含量,称为可燃气体爆炸下限。
〔2〕、爆炸上限:当可燃气体含量增加到不能形成爆炸混合物时含量,称为爆炸上限。
天然气标况下的密度
天然气标况下的密度天然气是一种常见的燃料,它在工业生产和居民生活中都有着广泛的应用。
在天然气的使用过程中,密度是一个重要的物理指标。
本文将介绍天然气在标况下的密度及其应用。
一、天然气的标况定义天然气的标况指的是温度为0℃,压力为101.325kPa(也就是常压),此时的气体密度被称为标况密度。
在标况下,天然气的物理性质比较稳定,各种评价指标也容易比较和区分。
二、天然气密度的计算公式在标况下,天然气的密度的计算公式为:ρ=(M/V)×P/RT其中,ρ为天然气密度,M为气体分子质量,V为气体体积,P为气体压力,R 为普适气体常数,T为气体温度。
三、标况下天然气密度的数值范围标况下,天然气的密度固定在0.65kg/m³左右,可以作为比较的基准值。
当然,实际情况中,天然气的密度可能会因为压力、温度等因素的变化发生改变。
四、天然气密度对燃气设备的影响天然气密度对于燃气设备的设计和使用都有一定的影响。
通过测定天然气密度,可以了解天然气在运输和储存中的物理状态,为燃气设备的选型和使用提供重要依据。
另外,天然气的密度还与燃气设备的操作效率和安全性有关。
燃气设备在设计过程中需要根据天然气密度选择合适的设备参数和运行规范,以确保设备的正常运行。
五、天然气密度对燃烧效果的影响天然气的密度还与燃烧效果有一定的关系。
通过控制天然气的供应速度和数量,可以达到燃气设备的最优工作状态,从而提高燃烧效率和能源利用率。
在燃气设备的使用过程中,需要根据不同的工艺要求和设备性能选择合适的天然气密度,以确保燃烧效果的稳定和可靠性。
六、结语在天然气的应用中,了解和正确应用天然气的密度是非常重要的。
通过本文对天然气标况下的密度的介绍,可以对天然气的物理性质和燃气设备的使用有更深入的了解,为生产和生活中天然气的安全使用提供指导意义。
燃气基本知识
燃气基本知识燃气的定义燃气是气体燃料的总称,它能燃烧而放出热量,供城市居民和工业企业使用。
燃气的种类很多,主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气。
《城镇燃气管理条例》中对燃气的定义是:作为燃料使用并符合一定要求的气体燃料。
包括天然气(含煤层气)、人工燃气、液化石油气等。
二、燃气的成份由于生产燃气所用的原料及生产工艺不同,各种燃气的组成也不相同。
它主要由低级烃(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。
城镇居民和商业用的天然气应符合《天然气》GB17820的标准,城镇居民和商业用户所用天然所符合此标准中的一、二类气的标准。
这个标准主要规定了燃气热值不得低于31400 kJ/m3,含总硫不得高于200mg/m3,硫化氢不高于20 mg/ Nm3,含二氧化碳不得高于3.0%。
(参比条件为1大标准气压,20C)三、燃气的种类(一)人工燃气1.油制气:可分为重油制气和轻油制气二种。
将原料重油或石脑油,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。
2.气化煤气:将其原料煤或焦炭放入工业炉(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。
3.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,炉内存有的是焦炭。
4.生物气: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,也称沼气。
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。
(二)液化石油气以凝析气田气、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。
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计算公式※公式分类→ 燃气基本性质|·华白数计算来源:《燃气燃烧与应用》2003-11-12公式说明:公式:参数说明:W——华白数,或称热负荷指数;H——燃气热值(KJ/Nm3),按照各国习惯,有些取用高热值,有些取用低热值;S——燃气相对密度(设空气的S=1)。
·含有氧气的混合气体爆炸极限来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明:公式:参数说明:L T——包含有空气的混合气体的整体爆炸极限(体积%);L nA——该混合气体的无空气基爆炸极限(体积%);y AiR——空气在该混合气体中的容积成分(%)。
·含有惰性气体的混合气体的爆炸极限来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:L——含有惰性气体的可燃气体的爆炸极限(体积%);L c——该燃气的可燃基(扣除了惰性气体含量后、重新调整计算出的各燃气容积成分)的爆炸极限值(体积%);y N——含有惰性气体的燃气中,惰性气体的容积成分(%)。
·只含有可燃气体的混来源:《燃气输配》中2003-6-30合气体的爆炸极限国建筑工业出版社公式说明:公式:参数说明:L——混合气体的爆炸(下上)限(体积%);L1、L2……L n——混合气体中各可燃气体的爆炸下(上)限(体积%);y1、y2……y n——混合气体中各可燃气体的容积成分(%)。
·液态碳氢化合物的容积膨胀来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明:公式:参数说明:(1)、对于单一液体v1——温度为t1(℃)的液体体积;v2——温度为t2(℃)的液体体积;β——t1至t2温度范围内的容积膨胀系数平均值。
(2)、对于混合液体v’11、v’2——温度为t1、t2时混合液体的体积;k1、k2……k n——温度为t1时混合液体各组分的容积成分;β1、β2……βn——各组分由t1至t2温度范围内容积膨胀系数平均值。
·液化石油气的气相和液相组成之间的换算来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30 公式说明:公式:参数说明:(1)、已知液相分子组成,需确定气相组成时(2)、已知气相分子组成,需确定液相组成时P’i——混合液体任一组分饱和蒸气压;P——混合液体的蒸气压;y i——该组分在气相中的分子成分(等于容积成分);x i——该组分在液相中的分子成分。
·相平衡常数来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:K i——相平衡常数;P’i——混合液体任一组分饱和蒸气压;P——混合液体的蒸气压;y i——该组分在气相中的分子成分(等于容积成分);x i——该组分在液相中的分子成分。
·湿燃气密度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:ρw——湿燃气密度(kg/Nm3); ρ——干燃气密度(kg/ Nm3);d——水蒸气含量(kg/ Nm3干燃气);0.833——水蒸气密度(kg/ Nm3)。
·混合气体的相对密度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:ρ——混合气体平均密度(Kg/Nm3); V M——混合气体平均摩尔容积(Nm3/kmol); S——混合气体相对密度(空气为1);1.293——标准状态下空气的密度(kg/Nm3)。
·混合气体的平均密度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-30公式说明:公式:参数说明:V M——混合气体平均摩尔容积(Nm3/kmol)。
·干度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29公式说明:公式:参数说明:·混合液体的蒸气压来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29公式说明:公式:参数说明:P——混合液体的蒸气压;P i——混合液体任一组分的蒸气分压;x i——混合液体中该组分的分子成分;P’i——该纯组分在同温度下的蒸气压。
·混合气体和混合液体的运动黏度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:ⅴ——混合气体和混合液体的运动黏度(m2/s);μ——相应的动力黏度(Pa/s);ρ——混合气体和混合液体的密度(kg/m3)。
·混合液体的动力黏度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29公式说明:公式:参数说明:x n分别代表各组分的分子成分;μn分别代表各组分的动力黏度(Pa/s);μ代表混合液体的动力黏度(Pa/s)。
·t(℃)时混合气体的动力黏度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:T——混合气体的热力学温度(K);C——混合气体的无因次实验系数,可用混合法则求得。
·混合气体在0℃时的运动黏度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:g1,g2…g n——各组分的质量成分;μ1、μ2、……μn——相应各组分在0℃的动力黏度(Pa/s)。
·对比压力来源:《燃气输配〉中国建筑工业出版社2003-6-29公式说明:公式:参数说明:Pc分别代表各组分的临界温度。
·对比温度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29公式说明:公式:参数说明:Tc代表各组分的临界温度。
·混合气体的平均临界温度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:Tc分别代表各组分的临界温度。
·混合气体的平均临界压力来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:P m.c——混合气体的平均临界压力;Pc分别代表各组分的临界压力;yn分别代表各组分的容积成分;干、湿燃气容积成分换算来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:y i w——湿燃气容积成分(%);y i————干燃气的容积成分(%);k——换算系数。
·精确计算混合气体的平均密度来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:ρ分别代表各单一气体的密度(kg/Nm3).·精确计算混合气体的平均摩尔容积来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:V M分别代表各单一气体摩尔容积(Nm3/Kmol).·混合液体平均分子量来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:M——混合液体平均分子量;x1、x2…...x n——各单一液体分子成分(%);M1、M2……M n——各单一液体分子量。
·混合气体的平均分子量来源:《燃气输配》中国建筑工业出版社2003-6-29 公式说明:公式:参数说明:M——混合气体平均分子量;y1、y2……y n——各单一气体容积成分(%);M1、M2……M n——各单一气体分子量。
热力学·引射器扩散管直径和长度来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26 公式说明:公式:参数说明:d3——喉管直径(mm)d4——扩散管直径(mm)l3——扩散管长度(mm)·引射器喉管长度来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:公式:参数说明:d3——喉管直径(mm)l2——喉管长度(mm)·引射器收缩管直径及收缩管长度来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26 公式说明:公式:参数说明:d3——喉管直径(mm)d2——收缩管直径(mm)l1——收缩管长度(mm)·引射器喉管直径来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:公式:参数说明:d3——喉管直径(mm)d1——喷嘴直径(mm)Φ——引射器基本最佳结构比·引射器喷嘴流速(二)来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:当喷嘴压力P1等于或大于临界压力时,计算公式为公式:参数说明:g——重力加速度,9.81(m/s2)T——液化石油气的绝对温度(K)R——液化石油气的气体常数(kg·m/kg·K)·引射器喷嘴流速(一)来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:喷嘴的流速与临界压力有关。
当喷嘴压力P1小于临界压力时,计算公式为公式:参数说明:g——重力加速度,9.81(m/s2)T——液化石油气的绝对温度(K)R——液化石油气的气体常数(kg·m/kg·K)·引射器喷嘴直径来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:公式:参数说明:d1——喷嘴直径(mm)V1——液化石油气体积流量(m3/s)P B——空气压力(MPa)(绝对大气压)P1-——引射器喷嘴前压力(MPa)(绝对大气压)v1——喷嘴的流速(m/s)·引射器最佳基本结构比来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:示当混合气的混合比一定时,为使(PA -PB)为最大值,混合管面积和喷嘴面积的最佳比值,又称流量系数。
公式:参数说明:h1-——喉管与扩散管的阻力系数,可取h1-=1.5 h2-——空气进入收缩管的阻力系数,可取h1-=0.8~0.85 s——液化石油气的相对密度u——重量引射系数G1——液化石油气重量流量(kg/s)G2——空气重量流量(kg/s)V s——体积引射系数V1——液化石油气体积流量(m3/s)V2——空气体积流量(m3/s)A——当P1在临介压力以上时,考虑气体射流膨胀的系数·系数D 来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:当P1小于0.02 MPa时,按下式计算公式:参数说明:k——绝热指数P1-——引射器喷嘴前压力(MPa)(绝对大气压)P B——空气压力(MPa)(绝对大气压)D——系数·系数D 来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:当P1在临界压力时,按下式计算公式:参数说明:k——绝热指数P1-——引射器喷嘴前压力(MPa)(绝对大气压)P B——空气压力(MPa)(绝对大气压)D——系数·系数D 来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:与喷嘴前压力有关。
当P1在临界压力以上时,按下式计算公式:参数说明:k——绝热指数P1-——引射器喷嘴前压力(MPa)(绝对大气压)P B——空气压力(MPa)(绝对大气压)D——系数·引射器喷嘴前压力来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:又称引射器前压公式:参数说明:P1-——引射器喷嘴前压力(MPa)(绝对大气压)P a——引射器出口压力(MPa)(绝对大气压)P B——空气压力(MPa)(绝对大气压)η——喷嘴效率D——系数Φ——引射器基本最佳结构比·液化气混空气的华白数来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26 公式说明:公式:参数说明:H h——液化石油气高热值(kJ/m3)P n——燃烧器的额定压力(kPa)s——液化石油气的相对密度·液化石油气混空气中的空气量的确定来源:《燃气工程设计手册》2004-4-26公式说明:已知液化石油气的低热值Hl1和流量Q1,规定混合气的低热值Hl3,而空气的热值Hl2为零,则可计算得到空气流量Q2公式:参数说明:Q1——液化石油气流量(m3/h)Q2——空气流量(m3/h)H l1——液化石油气低热值(KJ/m3)H l2——空气热值(KJ/m3)H l3——混合气的低热值(KJ/m3)·储配站液化气装卸作业压缩机的选用来源:《燃气工程技术手册》2004-4-22 公式说明:公式:参数说明:L m——所需活塞式压缩机总容量(m3/h)Q——卸车强度(m3/h),可从经验推荐值中选用,并考虑裕量y——液化石油气组分中气相丙烷的分子含量(mol%)T——卸车系统所处环境的计算温度(K),T=t+273,t值可从“卸车压缩机选用计算温度”表中确定a、b、c——系数,可根据槽车容积(m3)从“不同卸车容积(m3)下的系数a、b、c值”表中选取·液化石油气钢瓶容许罐装限度来源:《燃气工程设计手册》2004-4-22 公式说明:公式:参数说明:G——容许罐装液化石油气量(Kg)V——钢瓶的内容积(l)C——常数,实质上把液化石油气视作丙烷介质,取其60℃下的比容(v)为2.35(l/Kg)·储罐充装质量来源:《燃气工程设计手册》2004-4-22公式说明:公式:参数说明:G——储罐允许充装质量(Kg)ρb——最高工作温度下液化石油气的密度(Kg/Nm3)Φ——罐装稀疏,一般取0.9,容积经过实际测定者,则允许取大于0.9,但不得大于0.95 V——储罐几何容积(m3)·储罐充装率来源:《燃气工程设计手册》2004-4-20公式说明:公式:参数说明:Φt——任一温度下储罐允许充装率(%)Φb——最高工作温度下储罐允许充装率(%)ρb——最高工作温度下液化石油气的密度(Kg/Nm3)ρt——任一温度下液化石油气的密度(Kg/Nm3)·液化石油气储罐安全阀口面积计算来源:《燃气工程设计手册》2004-4-20 公式说明:公式:参数说明:F——阀口的总通过面积(cm2)r——储罐内液化石油气的气化潜热(kJ/kg) P——安全阀开启的绝对压力(105Pa)P=1.20P j+1 Pj——储罐的设计压力(105Pa)M——液化石油气的平均分子量T——储罐内液化石油气对应于设计压力P的饱和温度(K)A——储罐湿表面积(当球形储水平赤道面位于地面7.5m以上高度时,A值取球罐下半部计算湿表面积)(m2) C——储罐保温修正系数·液化石油气储罐安全阀排气量来源:《燃气工程设计手册》2004-4-19 公式说明:公式:参数说明:W——排气量(kg/h)r——液化石油气气化潜热(kJ/kg)K——传热系数,美国石油学会(API)提出K值取21000Btu/ft2h (155000kJ/m2h)A——储罐湿表面积(当球形储水平赤道面位于地面7.5m以上高度时,A值取球罐下半部计算湿表面积)(m2) C——储罐保温修正系数。