天然气及壁挂炉知识.docx

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天然气及壁挂炉知识

概述

天然气是从地下开采出来的一种可燃性气体,它是埋藏在地壳下面的生物有机体,经过漫长的地质年代和复杂的转化过程而形成的。

我国利用天然气有着悠久的历史，它是气体燃料中出类拔萃的新秀，具有清洁、无毒、热值高、使用调节方便等优点，广泛用于各行各业，如熬盐、化工、化肥、冶炼、碳黑生产，CNG汽车和城市民用等

随着城市建设发展，城市天然气事业迅速壮大，公用、民用气用户大量增加，为减轻环境污染，天然气在各行各业不断受到重视，它是二十一世纪一种清洁、高效、优质的环保能源。

一、燃气基础知识

1、天然气是一种一次性不可再生的矿物能源，是存在于地下岩石储集层中以甲烷为主体的混合气体的统称。

它是优于石油和煤等其他矿物能源燃料的优质燃料和化工原料，享有“未来燃料”或者“绿色燃料”的美誉。

燃气的种类：

气田气、油田伴生气、凝析气田气、煤层气、矿井气。

2、主要参数及成分

a）主要成分：

CH4（甲烷），另外含有少量的其他烷烃以及氮、二氧化碳、硫化氢、水份等。

b）临界温度：

-82.3℃，临界压力4.58MPa。

c）沸点：

-162℃（1atm），着火点：

650℃

d）低热值：

8500Kcal/Nm3（35.6MJ/Nm3）

e）高热值：

9700Kcal/Nm3（40.98MJ/Nm3）

f）爆炸范围：

下限为5%，上限为15%

g）气态密度：

0.75Kg/Nm3，为空气的0.58倍。

h）华白指数：

44.94MJ/Nm3

i）燃烧势：

45.18

以上数据按CH4含量约为97%的天然气参数，为近似值。

3、天然气的燃烧

（1）燃烧

天然气和氧气在达到一定浓度及一定温度下可以燃烧，燃烧产物主要是水和二氧化碳，当氧气不足时，燃烧会产生CO。

CH4+2O2=CO2+2H2O或CH4+2O2=2CO+2H2O

1Nm3天然气燃烧需要2Nm3氧气（即需要约5Nm3空气）

因此从安全角度讲，使用天然气的厨房需要良好通风；卫生间内安装旧式的直排式热水器是相当危险的。

（2）爆炸

天然气在室内空气中的含量达到5%--15%时,一遇明火或高温物体,甚至开关电灯时所产生的电火花,都可引起门窗紧闭的房间发生爆炸。

天然气中含有少量的硫化氢气体,国家有关规范要求,一立方米天然气中硫化氢含量小于或等于20毫克,它具有臭皮蛋气味,并且硫化氢气体还是一种强烈的神经性毒物。

为保证使用安全，城市燃气内添加臭剂（通常为四氰噻吩），臭剂量15~20mg/Nm3，保证天然气在空气中浓度达到1%时即可闻到。

（3）华白数

华白数是一项控制燃具热负荷恒定状况的指标。

是燃气互换性指标，华白数在±１０％内的两种燃气可以互换。

W=Qh/S1/2

W-华白数；Qh-天然气的高热值；S-天然气的相对密度；

（4）燃烧势

燃烧势是反映燃气燃烧火焰所产生离焰、回火、黄焰和不完全燃烧的倾向性的一项反映燃具燃气燃烧稳定的状态的综合指标。

是不同类型燃气间互换时燃烧稳定状态的特性指数。

（5）热值

单位体积天然气完全燃烧可放出的热量称为天然气的热值，单位KJ/Nm3。

热值分高热值和低热值两种。

天然气的高热值在数值上大于低热值，区别是高热值指烟气中所含水蒸气以冷凝状态所释放的汽化潜热。

（6）着火温度

指燃气与空气的混合物开始进行燃烧反应的自燃的最低温度。

甲烷着火温度为540℃。

（7）燃烧速度

垂直于燃烧焰面，火焰向未燃烧气体方向传播的速度叫做燃烧速度。

甲烷最大燃烧速度为0.38米/秒。

（8）天然气的临界参数

当温度低于某一数值时，对气体进行加压，都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时，无论加多大压，都不能使气体液化。

可使气体压缩成液体的这个极限温度称为该气体的临界温度。

当温度等于临界温度时，使气体液化时所必须的最低压力称为临界压力。

此时的状态称为临界状态。

气体在临界状态下的温度、压力、比体积、密度分别称为临界温度、临界压力、临界比体积和临界密度。

天然气的临界温度为-82.3℃，临界压力4.58MPa。

（9）热量单位及可燃气体热值

1kJ（千焦耳）=0.235kcal（千卡）1kcal（千卡）=4.18kj（千焦耳）

其它常用换算公式为

1kcal（千卡）=427kg.m（千克.米）1kw（千瓦）=860kcal/h（千卡/时）

天然气热值：

8500kcal/m3（标准）

煤气热值：

3820-4060kcal/m3（标准）

1kw=859.8887kcal/hl≈860kcal/h1mj=238.8479kcal≈239kcal

燃气具小时流量=燃气具热负荷（功率）/燃气热值

例：

某一燃机的额定功率为1.4MW，燃料介质采用天然气，则其天然气的额定流量为：

Q=1.4MW/8500kcal/m3=1.4x1000x860kcal/h/8500kcal/m3=141.6m3/h

二、燃气流量计算、管径大小计算

燃气计算流量

1燃气管道的计算流量，应为小时最大用气量。

2居民生活和商业用户

1）已知各用气设备的额定流量和台数等资料时，小时计算流量按以下方法确定：

居民生活用燃气计算流量：

Qh=∑kNQn

式中Qh——居民用户燃气计算流量（m3/h）;

k——用气设备同时工作系数，（GB50028-2006城镇燃气设计规范的第177页）

N——同种设备数目；

Qn——单台用气设备的额定流量（m3/h）。

例子：

管道的设计压力为40Pa（表压），进气的最大流量为1500m3（标）/h，进气管流速12m/s，求管道内径

        管内流量Q=PoQo/P=100000*1500/100040=1499.4m^3/h=0.4165m^3/s

        管道内径d=[4Q/（3.1416V）]=[4*0.4165/（3.1416*12）]=0.210m=210mm

三、壁挂炉安装规范和要求及注意事项

CECS215-2006《燃气采暖热水应用技术规程》

GB50028-2006《城镇燃气设计规范》

CJJ12《家用燃气燃烧器具安装及验收规范》

CJJ94-2009《城镇燃气室内施工与质量验收规范》

GB50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》

及应符合国家现行的有关强制性标准的规定

壁挂炉的安装要求

1、壁挂炉的安装位置的选择规定

应选择具有良好地通风条件的厨房、设备间、封闭阳台间，必须有利于壁挂炉燃烧后的废气顺畅排放。

厨房间、

封闭阳台（设备间）

设备间

2、壁挂炉禁止安装区域

卧室、起居室（客厅）、卫生间（浴室）、车库、安全通道、室外等严禁安装及使用。

卧室、

起居室（客厅）

浴室

车库

安全通道

室外露天、

避免有有易燃、易爆、腐蚀介质的空间，上方应避开电力明线、燃气表等

地下室不具备防爆装置、燃气及报废泄漏报警装置及联动（手动）启动强制通风条件，不得安装燃气壁挂炉

3、壁挂炉必须安装在环境温度在0℃以上的空间，否则需加装加热保温设施，避免冷热水管道及其它辅助设施辅件冻损

4、壁挂炉安装周边环境及空间尺寸要求

壁挂炉安装基本尺寸要求

壁挂炉安装灶具、燃气表、橱柜最小的间距要求

壁挂炉对电源、插座、尺寸位置及下端接口最小距离要求

壁挂炉正面须有大于500MM间距空间，便于操作、维修、保养

5、壁挂炉同轴进排烟管安装

同轴进排烟管安装基本要求

烟管安装在有人通过的区域以及距窗的基本要求

排烟口上方有屋檐，间距小于300MM安装

排烟口上方有屋檐，间距大于300MM安装

烟道固定：

每增加1M当量延长节弯，需增加一个套烟道固定卡，用于支撑烟道

烟道安装在吊顶上，需预留检修孔≥40x40，便于日后检修保养

同轴防风烟管的3种安装方式

6、壁挂炉废气排放参数要求

7、进排烟管长度的要求

烟管的长度不得大于2.5M（含一个弯头）若在此基础上增加一个弯头，最大长度应减少1m。

8、壁挂炉下端接口安装

壁挂炉下端水路接口建议采用不锈钢波纹管连接

壁挂炉下端燃气接口必须采用燃气专用镀锌管、燃气专用波纹管比符合国家相关要求