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燃气公司 业务知识技能培训二 一 年十月 1 燃气基础知识 2 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 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 3 燃气的分类 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 人工煤气第二类 天然气第三类 石油气 4 燃气的分类 国内作为城市燃气的有天然气 液化石油气 人工煤气 天然气一般可分为纯天然气 油田伴生气 矿井气 人工煤气可分为 干馏煤气 气化煤气 油制气等 5 天然气 NaturalGas 纯天然气 气田气 从地下开采出来的气体为纯天然气 油田伴生气 伴随石油开采一块出来的气体 矿井气 开采煤炭 盐等矿产时采集的气体 天然气的热值是8600 11000KCAL m3 6 人工燃气 煤制气 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 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 7 人工燃气 油制气 油制气 也可称重油制气 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 我公司现用为焦炉煤气 焦炉煤气的低热值约为3800 4060KCAL m3 8 液化石油气 液化石油气 LiquefiedPetroleumGas 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 液化石油气的热值是21000 28600KCAL m3 9 燃气的爆炸极限 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 人工煤气的爆炸极限是5 6 30 4 液化石油气的爆炸极限是1 5 9 5 10 燃气的热值 单位容积燃气完全燃烧所放出的热量 称为该燃气的热值 热值分为高热值和低热值 人工煤气的热值大约为16000 17000KJ m3天然气的是36000 46000KJ m3液化石油气的是88000 12000KJ m3 11 城镇燃气的加臭 一般情况下 城镇燃气是无色无味 易燃易爆的气体 在燃气泄露时 为了易于被人们发现 要求对燃气进行加臭 常用的加臭剂有四氢噻酚 乙硫醇等 城镇燃气的加臭标准 空气中的可燃气体浓度达到爆炸下限的20 前能被查觉 含有毒性气体成分的城镇燃气 空气中的毒性气体浓度达到使人中毒下限的20 前能被查觉 12 加臭剂的要求 气味要强烈 独特 有刺激性 还应该持久且不易被其他气味所掩盖 加臭剂及其燃烧产物对人体无害 不腐蚀管线及设备 沸点不高且易于挥发 在运行条件下有足够的蒸气压 其蒸汽不溶于水和凝析液 不与燃气组分发生反应 不易被土壤吸收 价廉而不稀缺 经常使用的加臭剂是四氢噻吩 THT 乙硫醇 C2H5SH 三丁基硫醇 TBM 等 13 加臭剂的用量 空气中的四氢噻吩 THT 为0 08mg m3时 可达到臭味强度2级的报警浓度 以爆炸下限为5 的天然气为例 则5 20 1 相当于在天然气中应加THT8mg m3 这是一个理论值 实际加入量应考虑管道长度 材质 腐蚀情况和天然气成分等因素 取理论值的2 3倍 根据国内外对加臭剂用量规定情况 对于天然气取加臭剂用量不宜小于20mg m3 对于液化石油气取加臭剂用量不宜小于50mg m3 14 常用压力单位换算表 1MPa 1000kPa 1000000Pa1MPa 10bar 10000mbar1MPa 10 2kgf cm2 工程压力 1MPa 101 97 103mmH2O 7 5 103mmHg 1MPa 145 P S I 每平方英寸磅 15 常用能力单位换算表 1KWh 3600KJ 4 187kcal 常用温度换算公式 摄氏温度与华式温度的换算公式 F t 9 5 32式中 F 华式温度摄氏温度与开尔文温度 绝对温度 的换算公式 K t 273 16式中 K 开尔文温度t 摄氏温度 16 一 天然气 17 天然气的主要成分 天然气的主要成分以饱和烃为主 主要是甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷含量不多 庚烷以上含量极少 另外还有少量非烃类气体一氧化碳 二氧化碳 氮气 氢气 硫化氢 水蒸气及微量的惰性气体氦 He 氩 Ar 18 天然气的用途 首先 作为燃料来使用 居民 工业窑炉 商业餐饮 天然气汽车等 其次 作为化工原料来使用 一次加工原料有合成氨 甲醇 炭黑等 二次或三次原料甲醛 醋酸 碳酸二甲酯等 19 天然气的沸点 沸点是指101 325Pa压力下液体沸腾时的温度 天然气中主要成分甲烷的沸点是 162 6oC 天然气的沸点是 162 49oC 由于天然气的沸点很低 天然气很难被液化 天然气一般以气态储存和运输 20 天然气的特性 1 相对密度小 比空气轻 易向高处流动 2 具有易燃易爆性 遇到静电火花也会引爆 爆炸极限为5 0 15 0 3 热值高 天然气的热值为36 46MJ NM3 8000 11000Kcal NM3 大约是煤气的两倍 是液化石油气的1 3左右 4 具有溶解性 能溶解普通橡胶和石化产品 因此用户必须使用耐油的胶管或棉线纺织的塑料管 5 天然气具有腐蚀性 21 天然气的特性 6 天然气具有麻醉性 在空气中浓度较高时对人体中枢神经具有麻痹性 7 天然气无毒性 不含一氧化碳 但燃烧不完全时 也容易产生一氧化碳有毒气体 造成人身中毒 8 天然气为 干气 杂质少 燃烧更完全 更卫生 9 天然气的输送一般经过降压 计量 加臭后直接采用管道输送到用户灶前 因此运输 使用天然气极为方便 22 天然气的运输及供应 天然气的运输1 管道运输2 槽车运输天然气的供应1 管道供应 23 室外燃气管道压力机制 高压燃气管道A2 5 P 4 0MPaB1 6 P 2 5MPa次高压燃气管道A0 8 P 1 6MPaB0 4 P 0 8MPa中压燃气管道A0 2 P 0 4MPaB0 01 P 0 2MPa低压燃气管道P 0 01Mpa 24 液化天然气 天然气在1标准大气压下 冷却至约 162 时 天然气由气态转变成液态 称为液化天然气 LiquefiedNaturalGas 缩写为LNG LNG无色 无味 无毒且无腐蚀性 其体积约为同量气态天然气体积的1 600 LNG的重量仅为同体积水的45 左右 25 液化天然气流程图 26 压缩天然气 压缩天然气 CompressedNaturalGas 简称CNG 是天然气加压到20MPa 超过3 600磅 平方英寸 以上并以气态储存在容器中 CNG与管道天然气的组分相同 CNG可作为车辆燃料使用 体积比200 1 27 二 液化石油气 28 液化石油气 液化石油气 LiquefiedPetroleumGas 简称LPG 是开采和煤油制石油过程中的副产品 其主要成分为丙烷 丁烷 丙烯 丁烯 LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中 常被用作炊事燃料 还可用作轻型车辆燃料 29 液化石油气的特性 1 易挥发性钢瓶内的液化石油气 若以液体状态流出 则会变成约250 300倍的气体而扩散 2 气体状态的比重大液化石油气的气体比空气重1 5 2 0倍 在空气中象水一样 流向低洼处而存滞下来 可随风吹散 30 液化石油气的特性 3 火焰颜色液化石油气正常燃烧时是浅蓝色的无烟火焰 若火焰发黄有烟 说明一次空气量不足 此时液化石油气没有完全燃烧 燃烧生成的一氧化碳会使人中毒 所以 使用液化石油气时必须注意调节进气量 观察火焰的颜色 31 液化石油气的特性 4 溶解性液化石油气会使橡胶软化 使石油产品溶解 所以软管要求用特制的耐油胶管 不能使用一般胶管 5 燃烧产物液化石油气燃烧后产生大量的二氧化碳和水蒸气 燃烧不充分时产生有毒的一氧化碳 所以在燃气具使用时要保证适当的通风换气 32 液化石油气的特性 6 易燃易爆性液化石油气的爆炸极限约为1 5 9 5 泄漏时较容易达到下限浓度 容易引起爆燃 爆炸 7 汽化潜热较大液化石油气的汽化潜热较大 气化时吸收大量热量 液态接触到皮肤容易引起冻伤 所以 工作时要穿好工作服 做好劳动保护 33 液化石油气的危险特性 1 易燃液化石油气液体为甲A类火灾危险性液体 液化石油气气体为甲类火灾危险性气体 该物质闪点低 极易燃 在空气中只需要很小的点火能量 约0 4J 即鞋钉与地面摩擦所产生的能量 即可被引燃 一经点燃 将产生迅猛的混合燃烧 34 液化石油气的危险特性 2 易爆丙烷 丁烷的气体与空气混合物的爆炸下限均较低 在2 左右 发生爆炸的危险性最大 另外 1m3的液化石油气液体可气化为约250m3的液化石油气气体 这些气体若扩散到大气中 又可形成2500 12500m3的爆炸性混合气体 如果遇到火源 将在较大空间内发生强烈的爆炸 爆炸速度可达到2000 3000m s 35 液化石油气的危险特性 3 易蒸发液化石油气液体 属于液化烃 它的沸点很低 在常温下具有较大的蒸气压 容易通过蒸发产生引起燃烧所需的最低限度的蒸气量 从而增大了火灾危险性 此外 液化石油气液体的蒸气压 随温度上升时增加得很快 例如 当温度从15 上升到50 时 纯液化丙烷的蒸气压从740kpa增加到了1760kpa 大大超出一般可燃液体的增长速度 这就要求保证储罐 钢瓶具有合理的充装系数 严禁超量充装 否则 当气温突变 急剧上升时 有可能发生设备胀裂和物料泄漏事故 36 液化石油气的危险特性 4 易泄漏 扩散液化石油气的装卸 储运作业都是在压力状态下进行的 加之上述物质具有粘度小 易流淌的特点 在生产过程中 容易发生泄漏事故 液化石油气一旦泄漏 在环境温度下 将迅速气化 体积急剧膨胀 与空气混合 向周围扩散 遇明火爆炸 37 液化石油气的危险特性 5 易积聚液化石油气气体比重比空气大 容易滞留在地表 水沟 下水道 电缆沟及凹坑低洼处 并贴着地面沿下风向扩散到远处 延绵不断 往往在预想不到的地方遇火而引起大面积的爆炸或火灾事故 38 液化石油气的危险特性 6 易产生静电液化石油气在管道 泵 阀门等设备内流动时 易产生和积聚静电 液化石油气气体发生小孔径喷射时 因流速极快 可以产生高电位静电 特别是当气体中含有其他微粒物质时 其静电危险性更大 静电放电是导致火灾爆炸事故的一个重要原因 39 液化石油气的危险特性 7 受热易膨胀液化石油气的膨胀系数很大 在15 时 液化丙烷和液化丁烷的体积膨胀系数分别是水的16和11倍 因此 如果容器或者管道内的该类液体盛装的过多 在温度升高到一定程度时 就有可能因液体膨胀造成设备破裂和液体泄漏 进而引发火灾爆炸事故 40 液化石油气的危险特性 8 杂质的危害液化石油气中常含有硫化氢及水分等杂质 这些杂质对储罐 管道产生腐蚀作用 降低储罐 管道的安全性能 埋下事故隐患 41 液化石油气的危险特性 9 毒性液化石油气虽然属于微毒类物质 但当空气中液化石油气的浓度较高时 仍可能使暴露人员出现头晕 头痛 嗜睡