燃气基础知识培训资料
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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。
温度（ ℃）
1998
密度 （
kg源自文库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。
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%。
（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。
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
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%。
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℃
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。
（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（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。
燃气基础知识
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（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。
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。
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。
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。
温度（ ℃）
1998
密度 （
kg源自文库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。
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%。
（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。
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
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%。
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℃
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。
（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（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。
燃气基础知识
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（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。
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。
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。