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1、它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。第三节 天然气的特性1.3.1 比重：天然气比重小于空气，当从储存容器、管道中泄漏出来后，天然气将向上移动，扩散到空气中。 1.3.2 热值：热值是指单位重量或体积的燃料完全燃烧后产生的热量，分为高热值和低热值。 1.3.3 状态、沸点：在常温、常压下，天然气为气体状态；甲烷的沸点-162C，在此温度以上，天然气呈气态。由于非常低的沸点，天然气非常难于液化，一般采用气体状态储存和输送天然气。 1.3.4 颜色、味道和毒性：甲烷（天然气）是一种无色、无味的物质，且没有毒性；天然气在空气中的浓度较高时，对人体有一定的麻醉作用。为便于识别其在空气中的存在

2、，在生产过程中添加了少量的臭味剂（硫醇、硫醚等物质）。1.3.5 点火（爆-炸）极限：气态的天然气与空气形成混合气，混合气浓度在一定范围内时能够被点燃、燃烧，超过这个范围将不能被点燃，这个范围的上下限即为点火下限和点火上限。天然气的点火上限和点火下限分别为5%和15%。 1.3.6 理论空燃比：单位重量（或体积）燃料完全燃烧需要的空气重量（或体积）即为该燃料的理论空燃比；汽油、甲烷的（重量）理论空燃比分别为14.7、16.7。相同质量的燃料完全燃烧，天然气需要更多的空气。按照体积计算，天然气的理论空燃比约为和10：1。 1.3.7 辛烷值：辛烷值是燃料抗爆震燃烧的能力，辛烷值越高，表示抗爆性越

3、好，发动机可以采用更高的压缩比。目前使用的汽油辛烷值一般为90、93。天然气的辛烷值一般在120130之间，其抗爆性要好于汽油。 1.3.8 自燃温度：在没有外界火源的条件下，由于天然气内部的氧化、本身温度或介质温度变化而引起天然气自行着火燃烧，天然气自行着火燃烧的最低温度即为自燃温度；天然气的自燃温度为630730度；汽油的自燃温度为220471度；较高的自燃温度表明天然气的安全性好于汽油。 1.3.9 起燃方式：天然气自燃温度高，难于压燃，适宜外火源点燃，同时高的辛烷值，适合在较高的压缩比下点燃工作。第四节 天然气的储存常温、常压下的天然气密度非常低，为有效的储存天然气，一般采用以下方式储

4、存天然气，以提高天然气的储存压力： 1、压缩天然气Compressed Natural Gas简称CNG（压缩天然气），汽车上使用的CNG的最高压力为20MPa（相当于将天然气压缩200倍）； 2、液化天然气Liquefied Natural Gas简称LNG（液化天然气），液化后的天然气的密度是常温、常压下的气态天然气密度的625倍； 3、吸附天然气Adsorbed Natural Gas简称ANG（吸附天然气），储存的能量密度介于CNG和LNG之间，且储存压力大为降低（在4MPa左右）。第二章 天然气输配系统第一节 输配系统种类2.1.1 天然气运输主要有三种方式：管道输送、船舶运输、槽车

5、运输。液化天然气主要靠船舶运输、槽车运输，然后进行燃气基础知识一 、燃气概述燃气是现代化城市建设不可缺少的一项基础设施，燃气可以用人工方法制取，也可以从天然资源中获得。只有符合一定要求的可燃气体才能作为城市燃气使用，各种不同类型的城市燃气的主要成分是有很大的不同的，但其主要化学成分可分为可燃与不可燃两个部分。可燃部分主要有氢（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）等，不可燃部分主要有氮（N2）、氧（O2）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）和水蒸气等。上述的各种成分的含量的比例的不同而组成了不同的燃气类型。二、燃气的种类 燃气的种类，习惯上分为天燃气、人工煤气和液化石油气三大类。1.天燃

6、气天然气是指直接从自然界开采和收集的燃气，按天燃气获得的途径的不同可分为如下3种： 纯天燃气从气井开采出来的气田气称为纯天燃气，它是埋藏在地下深处的气态燃料，它的主要成分为甲烷，约占体积的95%左右。 油田伴生气油田伴生气是伴随石油一起开采出来的石油气，通过一定处理后得到的气体，它的主要成分为甲烷，约占体积的80%左右，另外还含有一些其他的烃类。 矿井气 矿井气指从井下煤层抽出的燃气，矿井气中甲烷的含量约占一半，其他的主要成分为空气和氮。2.人工煤气人工煤气是指从固体燃料（主要为煤）或液体燃料加工中获取的可燃气体，按照制气原料或制气方法的不同，可分为如下几种： 炼焦煤气炼焦煤气是煤在隔绝空气的

7、条件下加热而分解出来的可燃性气体。它的主要成分是氢和甲烷，为一种无色无味的气体，由于氢含量较高，因而燃烧速度很高。 高炉煤气高炉煤气是炼铁高炉在生产过程中的一种副产品，可燃的主要成分为一氧化碳。它为一种无色、无味、无臭的气体，但毒性极强。 发生炉煤气 发生炉煤气是在发生炉内对燃烧着的底层煤或焦炭鼓入空气，依靠上面的还原层和干馏层中生成一氧化碳和氢等可燃成分。它的含氮量很大，约占总体积的一半以上。 水煤气水煤气的生产与发生炉煤气相似，是对热的煤鼓入蒸汽，生成一氧化碳和氢等可燃成分。它的含氮量较小，燃烧速度较快。 高压气化气 高压气化气是以煤为原料，以氧和蒸汽为气化剂在高压下进行完全气化而产生的燃

8、气，主要的成分是氢、一氧化碳和甲烷。 油煤气 油煤气是指石油类原料经过热裂化而制成的燃气，这种煤气实际使用中与其他煤气掺混使用。3.液化石油气液化石油气是自在开采和炼制石油的过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物，在常温下加压0.7-0.8Mpa就能液化；液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、正（异）丁烷（C4H10）和正（异）丁烯、反（顺）丁烯（C4H8）。习惯上称为C3、C4，即只用烃的碳原子数（C）表示。这些碳氢化合物在常温、常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为气态。从气态转变为液态，其体积可缩小250倍。三、燃气成分我国幅员辽阔，燃气资源丰富，各地

9、使用燃气的成分及特性相互差别很大，如下列出几种常用的燃气的成分，仅供参考： 一般组分（体积%）CH4C3H6C4H10CnHmCOH2CO2O2N21纯天然气980.30.4-1.02油田伴生气81.76.24.864.940.21.83矿井气52.44.67.036.04炼焦煤气27.02.06.056.03.01.05.05发生炉煤气1.830.48.42.256.46高压气化煤气18.00.74.07水煤气5.81.630.942.29.60.69.38油煤气19.66.613.045.56.79高炉煤气28.02.710.558.510液化石油气50-四、燃气相关的基本概念1.燃气的互

10、换性互换性是燃气的重要指标具有多种气源的城市，常常遇到以下两种情况：一种是，随着城市燃气供应规模的发展和制气方式的改变，某地区原来使用的燃气可能由其他一种性质不同的燃气所代替；另一种是，基本气源产生紧急事故，或在高峰负荷时，需要在供气系统中掺入性质与原有燃气不同的其他燃气。当燃气成分变化不大时，燃烧器燃烧工况虽有改变，但尚能满足燃具的原有设计要求；当燃气成分变化过大时，燃烧工况的改变不能满足燃具的原有设计要求。任何燃具，都是按照一定的燃气成分设计的。设某一燃具是以a燃气为基准进行设计和调整，如以b燃气来置换a燃气，如果燃具此时不加任何调整而能保证正常工作，则表示b燃气可以置换a燃气，或称b燃气

11、对a燃气具有互换性。反之，如果燃具不能正常工作，则称b燃气对a燃气不具有互换性。.燃气的燃烧特性指标决定燃气的互换性的条件是燃气的燃烧特性指标：华白数（或称发热指数）和燃烧势（或称燃烧速度指数）。当燃气的成分改变时，华白数和燃烧势同时改变。华白数华白数是在互换性问题产生初期所使用的一个互换性判定指数在b燃气和a燃气化学及物理性质相差不大时，燃烧特性比较接近时，可以用华白数指标来控制燃气的互换性。各国一般规定在两种燃气互换时华白数的变化不大于+510%。华白数是一项控制燃具热负荷衡定状况的指标。燃烧势随着气源种类的增多，出现了燃烧特性差别较大的两种煤气的互换性问题，除了华白数以外，还必须引入燃烧

12、势因素。燃烧势是反映煤气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的状态的一项反映燃具煤气燃烧稳定状况的综合指标。3.相关术语热值：标准状态下（0、1大气压）1m3的燃气完全燃烧时产生的热量。高热值：完全燃烧时产生的热量中包括燃烧产物中水蒸汽冷凝后释放出的热量。低热值：完全燃烧时产生的热量中不包括燃烧产物中水蒸汽冷凝后释放出的热量。燃气的相对密度：指相等体积的燃气与空气的质量之比（0、1大气压）。离焰：火焰从燃烧器孔全部或部分离开的现象。回火：火焰在燃烧器内部燃烧的现象。黄焰：由于一次空气不足，燃烧时产生的黄色火焰，该火焰与冷表面接触产生黑烟。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。爆燃：燃气与空气混合后急剧燃烧的现象，噪音很大。燃气的供气压力：在锅炉的燃气入口连接处，锅炉运行时测得的相对静压力3. 城市燃气输配管网形式城市燃气输配管网根据所采用的压力级制不同，可分为：