焦炉煤气基础知识

燃气基础知识 综述 城市燃气是从城市 乡镇或居民点中的地区性气源点 通过输配系统供给居民生活 商业 工业企业生产 采暖通风和空调等各类用户公用性质的 且符合国家规范燃气质量要求的可燃气体 一般包括人工煤气 燃气 液化石油气 燃气通常由许多单一气体混合而成 其组分主要是可燃气体 同时也含有一些不可燃气体 可燃气体主要有碳氢化合物 氢及一氧化碳等 不可燃气体主要有氮气 二氧化碳及氧气 此外 燃气中还含有少量的混合气体及其他杂志 例如水蒸气 氨 硫化氢 萘 焦油和灰尘等 本课件主要从燃气的基本特性 焦炉煤气性质及所涉及的安全准则三个方面简单介绍燃气知识 燃气的基本特性 1 2 焦炉煤气性质 3 安全准则 目录 燃气的基本特性 1 燃气的基本特性 一 密度及相对密度对于燃气系统 单位体积燃气的质量称为燃气的密度 燃气密度公式 P m v式中P 燃气密度 m3m 燃气质量 v 燃气体积 m3 密度影响因素 1 压力影响 在温度一定时 一定质量的燃气 压力越大 密度越大 压力越小 密度越小 2 温度影响 在压力一定时 一定质量的燃气 温度越大 密度越小 温度越小 密度越大 在燃气生产中 经常使用相对密度这一概念 燃气的相对密度是指在同温 同压下 燃气的密度与空气的密度之比即 G P P0G 燃气的相对密度P 燃气的密度 kg m3 P0 同温同压下空气的密度 kg m3 通常所说的燃气的相对密度 是指压力为101 325Kpa 温度为273 15K 即0 条件下燃气密度与空气密度之比值 即燃气在标准状态下的相对密度 燃气的基本特性 二 燃气的热值燃气作为燃料使用 其热值是一项重要的经济指标 燃气的热值是指单位数量的燃气完全燃烧所散发出的热量 单位是KJ m3 燃气的主要组分是由碳和氢构成的 氢在燃烧时生成水并被汽化 由液态变为气态 这样一部分燃烧热能就消耗了于水的汽化 消耗与水的汽化的热叫汽化热 汽化潜热 将这部分汽化热计算在内的热值叫高热值 不计算汽化热的热值叫低热值 由于燃气燃烧时汽化热无法利用 工程上通常用于低热值即静热值 燃气的基本特性 燃气的热值有两种表示方法 高热值和低热值 1 高热值 燃气完全燃烧后 其烟气冷却至原始温度时 燃气中的水分经燃烧生成水蒸气也随之冷凝成水并释放出汽化潜热 如将这部分汽化潜热计算在内的的热值时 称为高热值 2 低热指 如果不将这部分汽化潜热计算在内求得的热值成为低热指 3 燃烧特性指华白指数 或称发热值数 和燃烧势 或称燃烧速度指数 燃气的基本特性 三 燃气的湿度和露点燃气从地层中长期和水接触 一部分燃气溶解于水中 一些水蒸气也进入燃气之中 所以从地下气藏中开采出来的燃气总是含有水汽 通常所说的燃气含水量 是指燃气中水汽的含量 燃气的含水量与压力 温度有关 在有水条件下 燃气的含水量随压力升高而减少 随温度升高而增大 燃气的含水量通常用绝对温度 相对湿度和露点来表示 燃气的基本特性 1 绝对湿度燃气与水蒸气的混合气体称为湿燃气 单位体积湿燃气中所含有的水蒸气的量称为绝对湿度 单位为Kg m3 符号Wa 2 饱和湿度在一定温度下 燃气的绝对湿度只与水蒸气的分压有关 若温度一定 水分增加到燃气被水蒸气所饱和时 混合气体中的水蒸气分压也就达到该温度下的最大值 饱和蒸汽压 此时的绝对温度称为饱和湿度 湿燃气的实际绝对湿度与同温度下的饱和湿度之比称为相对湿度 3 饱和含水量与水露点饱和含水量 单位体积干燃气中所含的水蒸气量达到饱和时 燃气的含水量称为饱和含水量 水露点 在一定压力下 燃气的含水量达到饱和温度时的温度 称为燃气的水露点 露点 饱和水蒸气经冷却或加压后 遇到接触面或凝结核便液化成露 这时在该压力下的温度称为露点 管道输送燃气 必须保持其温度在水露点以上 以防凝结 阻碍输气 为此设计规范明确规定 在燃气交接点的压力和温度条件下 燃气的烃露点应比最低环境温度低5 燃气中不应有固态 液态和胶状物质 燃气的基本特性 4 燃气的临界状态参数任何气体在温度低于某一数值时 都可以等温压缩成液体 但当高于该温度时 无论压力增加到多大都不能使之液化 这个可以使气体压缩成液体的这个极限温度称为气体的临界温度 对应临界温度使气体液化所需的压力称为临界压力 临界状态 燃气由气态或液态或由液态变成气态时的压力和温度 临界温度 使燃气变成液体的最高成为燃气的临界温度 当高于临界温度时 无论用多大压力也不能使燃气变成液体 临界压力 在临界温度下 燃气由气态变成液态的最小压力成为燃气临界压力 速度指数 燃气的基本特性 四 燃气的可燃性限和爆炸限可燃气体与空气混合 空气中的氧气为助燃物质 遇到火源时 可以发生燃烧或爆炸 爆炸是一种剧烈燃烧 与之相区别的就是稳定燃烧 可燃气体与空气的混合物 对于敞开系统 遇明火可进行稳定燃烧 可燃气体与空气的混合物进行稳定燃烧时 可燃气体在混合气体中的最低浓度成为可燃下限 高浓度为可燃上限 可燃下限与可燃上限之间的浓度范围称为可燃性界限 也成为可燃性限 可燃气体与空气的混合物在封闭系统中遇明火会发生剧烈燃烧 即发生爆炸 可燃气体与空气混合物遇明火发生爆炸时的最低浓度成为爆炸下限 其最高浓度成为爆炸上限 爆炸上限与爆炸下限之间的可燃气体的浓度范围成为爆炸界限 简称爆炸限 燃气的基本特性 五 燃气计量的标准状态1 基方 1个标准大气压 101 325kpa9760mmHg 20 293 15K 为标准状态 2 第十届国际计量大会协议的标准状态 标方 1个标准大气压101 325kpa 0 273 15k 为标准状态 3 国际标准化组织 ISO 和美国国家标准 ANSI 的标准状态 1个标准大气压101 325kpa 15 288 15K 为标准状态 燃气的基本特性 六 燃气的置换通气1 直接置换法 是用燃气输入新建管道内直接置换空气 此方法操作方便 迅速 在新建管道与原有燃气管道接通后 即可利用燃气的工作压力直接排放管道内的空气 当置换到管道内燃气含量达到合格标准 取样合格 后 即可正式投产使用 注 管内燃气中含氧量小于2 2 间接置换法 是用惰性气体 通常使用氮气 先将管道内空气置换 然后再输入燃气置换 优点是安全可靠 缺点是费用高 不方便 用气量大 难供应 燃气的基本特性 注意事项 置换时应注意燃气压力 不能过高 流量在5m s以下 若流速过快 管道内混合气体 在管道内滚动 碰撞 产生火花 可能会发生爆炸事故 七 燃气输送1 管道输送 长输管道 城市中压 庭院管网至用户2 压缩燃气 将燃气压缩到压力大于或等于10Mpa且不大于25Mpa的气态燃气 用作车用燃料或供给小规模城镇燃气用户使用 或汽车拖挂气瓶车或运气瓶组到储配站卸气 经加热 调压 储存计量 加臭后送给用户 3 液化燃气 经加工后被液化的燃气 其主要组分为甲烷 CH4 组分中可能含有少量的乙烷 C2H6 丙烷 C3H8 氮气 N2 和通常存在于燃气中的其他组分 用槽车运输至站 经卸气 储存 气化 调压 计量和加臭后送入城镇燃气输配管道 燃气的基本特性 1 加臭剂 是一种具有强烈气味的有机化合物和混合物 当以很低的浓度加入到燃气中 使燃气有种特殊的 使人产生一种不愉快的警示臭味 燃气的基本特性 八 燃气加臭 2 加臭剂的要求 常用的加臭剂为 四氢噻吩 THT 和硫醇 TBT 等 1 加臭剂和燃气混合后应具有一种特殊的臭味 不易被土壤和家具吸收 漏气后消除后不应再有臭味保留 2 加臭剂不应对人体 管道或其他接触的材料有害 3 加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害 并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物接触的材料 4 加臭剂溶解于水的程度不应大于2 5 体积分数 5 加臭剂应有在空气中能察觉的加臭剂含量指标3 加臭量 每m3燃气20mmg 为保证燃气的安全输送和使用 向无味的燃气中注入加臭剂的工艺 1 无毒燃气泄漏到空气中 达到爆炸下限的20 时 应能察觉 2 有毒燃气泄漏到空气中 达到对人体允许的有害浓度时 应能察觉 燃气的基本特性 焦炉煤气性质 2 1 焦炉煤气简介 2 焦炉煤气的性质 3 单一组分气体性质 一 简介1 焦炉煤气是炼焦过程中的一种气体副产品 净焦炉煤气为无色有臭味的有毒气体 2 发热量为 16 7 18 4MJ m3 4000 4400kcal m3 着火温度550 650 理论燃烧温度2150 左右 爆炸极限约为5 35 焦炉煤气性质 3 焦炉煤气可燃成分多 发热量较高 属高热值煤气 含有较多的碳氢化合物 具有易燃性 所以要注意着火事故的发生 二 焦炉煤气的性质煤气的组成决定了煤气的性质 易燃 易爆 易中毒并具有腐蚀性 1 易燃煤气中含有H2 CO CH4 CmHn等可燃气体 当生产 储存 输送煤气的设备和管道发生泄漏 在遇到点火源时易引起着火事故 2 易爆由于管道动火前 设备停送气时吹扫不彻底 阀门不严 水封及其他设备煤气泄漏或者煤气 空气倒流等原因造成煤气与空气混合达到爆炸极限 遇到点火源时会引起爆炸事故 3 易中毒大多数煤气中均含有CO CO是一种无色 无味 无刺激性的气体 但CO可与人体血液长得血红蛋白结合而导致组织缺氧 造成中毒 俗称煤气中毒 CO属于二类毒性物质 煤气中所含CO越高 其发生煤气中毒的危险性越大 生产 回收 输送 使用煤气的设备 管道及阀门等 一旦密封不严 材质选择不合理 防腐或操作不当时 煤气会有泄漏 如果作业场所通风不良 有毒气体集聚 或者进入煤气设备内作业时设备内残存有煤气而作业人员未采取安全防护措施 就会造成煤气中毒事故 严重时会造成人员死亡 4 腐蚀性煤气在使用过程中的管路输送是必不可少的 但在煤气的管路输送过程中经常发生煤气管路腐蚀泄漏的事故 煤气管路的腐蚀除外在环境的腐蚀以外 还有煤气成分中的腐蚀性物质造成的腐蚀 煤气中的酸性杂质在遇到冷凝水时溶解于水中发生电离 电离出氢离子 从而使冷凝水呈酸性 腐蚀管路及设备 焦炉煤气性质 三 单一组分气体性质了解煤气中单一气体的性质 有助于我们对不同煤气的危险性及其危险程度有充分的认识 1 从各单一气体的性质比较可以看出 无论何种煤气 其中的有毒成分主要是 CO 2 如CO2 N2和CH4含量过多 会造成人的窒息 3 煤气的可燃成分主要有H2 CO及CH4 煤气中可燃成分组成较多或是某一种可燃成分较多 决定了该种煤气的爆炸危险程度及其燃烧放热的程度 焦炉煤气性质 煤气气体的物理化学特性 安全准则 3 1 安全生产十大禁令 2 防火防爆十大禁令 3 防止中毒窒息十条规定 4 焊接作业 十不焊 5 起重 十不吊 一 安全生产十大禁令1 安全教育和岗位技术考核不合格者 严禁独立顶岗操作 2 不按规定着装或班前饮酒者 严禁进入生产岗位或施工现场 3 不戴好安全帽 严禁进入检修 施工现场或交叉作业现场 4 未办理安全作业票及不系安全带者 严禁高处作业 5 未办理安全作业票 严禁进入塔 容器 罐 油舱 反应器 下水井 电缆沟等有毒 有害 缺氧场所作业 6 未办理维修工作票 严禁拆卸停用的与系统联通的管道 机泵等设备 7 未办理电气作业 三票 严禁电气施工作业 8 未办理施工破土工作票 严禁破土施工 9 机动设备或受压容器的安全附件 防护装置不齐全好用 严禁启动使用 10 机动设备的转动部件 在运转中擦洗或拆卸 安全准则 二 防火防爆十大禁令1 严禁在厂内吸烟及携带火种和易燃易爆 有毒 易腐蚀物品入厂 2 严禁未按规定办理用火手续 在厂内进行施工用火或生活用火 3 严禁穿带易产生静电的服装进入油气区工作 4 严禁穿带铁钉的鞋进入油气区及易燃易爆装置 5 严禁用汽油 易挥发溶剂擦洗设备 衣物 工具及地面等 6 严禁未经批准的各种机动车辆进生产装置 罐区及易燃易爆区 7 严禁就地排放易燃易爆物料及化学危险品 8 严禁在油气区内用黑色金属或易产生火花的工具敲打 撞击和作业 9 严禁堵塞消防通道及随意挪用或损坏消防设施 10 严禁损坏厂内各类的防爆设施 安全准则 三 防止中毒窒息十条规定1 有毒作业 有窒息危险岗位人员 必须进行防毒急救安全知识教育 2 工作环境 设备 容器 井下 地沟 氧含量必须达到20 以上 毒害物质浓度符合国家安全规定时 方能进行工作 3 在有毒场所作业时 必须佩带防护用具必须有专人监护 4 进入缺氧或有毒气体设备内作业时 应将与其相通的管道加盲板隔绝 5 在有毒或有窒息危险的岗位 要制订防救措施和设置相应的防护用 器 具 6 对有毒有害场所的浓度情况 要定期检测 使它符合国家标准 7 对各类有毒物品和防毒器具必须有专人管理 并定期检查 8 对生产和散发有毒物质的工艺设备 机动设备 监护仪器 如易燃 易爆气体的报警器 要加强维护 定期检查 9 发生人员中毒 窒息时 处理及救护要及时正确 10 健全有毒有害物质管理制度并严格执行 长期达不到规定卫生标准的作业场所 应停止作业 安全准则 四 焊接作业 十不焊 1 不是焊工不焊 2 要害部位和重要场所 3 不了解周围情况不焊 4 不了解焊接物内部情况不焊 5 装过易燃易爆物品的容器不焊 6 用可燃材料作保温隔音的部位不焊 7 密闭或有压力的容器管道不焊 8 焊接部位旁有易燃易爆品不焊