《燃气输配》课件

《燃气输配》

《Gastransmission&distribution》第一章燃气的分类及其性质§1.1燃气的分类§1.2燃气的基本性质§1.3城镇燃气的质量要求§1.1燃气的分类

?燃气的概念为何对燃气进行分类如何对燃气进行分类§1.1燃气的分类一、按气源分类天然气人工燃气液化石油气

生物气（沼气）

天然气纯天然气

低发热值约为33360～36300kJ／m3

石油伴生气

低发热值约为41900kJ／m3凝析气田气

低发热值约为48360kJ／m3矿井气

低发热值约为18840kJ／m3人工燃气固体燃料干馏煤气固体燃料气化煤气油制气高炉煤气焦炉煤气连续式直立炭化炉煤气立箱炉煤气压力气化煤气水煤气发生炉煤气重油蓄热热裂解气重油蓄热催化裂解气二、按燃烧特性分类分类华白指数（MJ/m3）典型燃气一类燃气17.8～35.8人工燃气二类燃气L族H族35.8～53.735.8～51.651.6～53.7天然气三类燃气71.5～87.2液化石油气国际煤气联盟(IGU)燃气分类

§1.2燃气的基本性质一、混合气体及混合液体的平均分子量、平均密度和相对密度

二、临界参数及实际气体状态方程

三、粘度四、饱和蒸气压及相平衡常数五、沸点和露点六、液化石油气的气化潜热七、容积膨胀八、爆炸极限九、水化物十、液化石油气的状态图一、混合气体及混合液体的平均分子量、平均密度和相对密度混合气体的平均分子量可按下式计算：M=（y1M1+y2M2+……+ynMn）

式中:M——混合气体平均分子量y1、y2……yn——各单一气体容积成分(％)M1、M2……Mn——各单一气体分子量混合液体的平均分子量可按下式计算：M=（x1M1+x2M2+……+xnMn）

式中:M——混合液体平均分子量

x1、x2……xn——各单一液体分子成分(％)M1、M2……Mn——各单一液体分子量混合气体平均密度和相对密度按下式计算：S=

式中:ρ——混合气体平均密度(kg／m3)

——混合气体平均摩尔容积(m3／kmol)S——混合气体相对密度(空气为1)1.293——标准状态下空气的密度(kg／m3)注:对于由双原子气体和甲烷组成的混合气体，标准状态下的VM可取22.4m3／kmol，而对于由其他碳氢化合物组成的混合气体，则取22m3／kmol。

混合气体平均密度还可按下式计算：

燃气通常含有水蒸气，则湿燃气密度可按下式计算：式中

:——湿燃气密度(kg／m3)

——干燃气密度(kg／m3)

d——水蒸气含量(kg／m3干燃气)

0.833——水蒸气密度(kg／m3)

干、湿燃气容积成分按下式换算：式中:

——湿燃气容积成分(％)

——干燃气容积成分(％)

——换算系数，

例:

已知干燃气的容积成分为甲烷27%，一氧化碳6%，氢气56%，二氧化碳3%，氧气1%，氮气5%，CmHn(按丙烯)2%。求混合气体平均分子量、平均密度和相对密度。若含湿量为0.002kg／m3干燃气，求湿燃气的容积成分及其平均密度。二、煮临界到参数爪及实驾际气惠体状胃态方胜程临界城参数贯定义煮:温度声不超圆过某镜一数扁值，穗对气险体进遇行加创压，字可以咏使气晚体液债化，素而在尾该温挡度以蠢上，膛无论纷加多须大压鞭力都邀不能租使气牧体液唤化，攀这个弓温度弯就叫拜该气天体的使临界利温度睡。在搬临界泛温度厌下，陆使气紧体液东化所躁必须婚的压哑力叫傲做临劈燕界压健力。几种舌气体亮的液煤态-引气态算平衡秋曲线气体务的临权界温薯度越权高，抽越易烦液化北。气庄体温物度比完临界专温度味越低适，则卸液化克所需薄压力扣越小罪。实际些气体陷状态哗方程彻:Pν根=ZRT式中娇:够P四——液气体蒜的绝庭对压庆力(县Pa敢)ν—者—气蓄体的裁比容粒(m絮3／疯kg栽)Z—炒—压贝缩因浪子R—苦—气炸体常搬数[爆J／蚊(k蛮g·宪K)勇]T—昌—气侵体的乌热力顾学温获度(浇K)气体词的压芳缩因圈子Z奋与对眼比温和度T旦r、秧对比抹压力列Pr非的关落系当P呜r盟＜1伙，桨Tr才=0畏.6虽～1虫.0当P急r抄＜5兴.6六，舌Tr铲=1票.0重～2枕.0所谓药对比景温度肾Tr折，就蜓是工村作温士度T修与临疯界温康度T云c的道比值及，而萍对比裕压力松Pr稿，就侄是工掏作压惠力P甲与临虚界压油力P自c的已比值迹。此处宅温度戏为热灶力学穿温度盈，压怀力为倒绝对荷压力营。例:有一脂内径瞧为9赞00兼mm侨、长牵为1旨15飞km贴的天刺然气渣管道系。当滔天然贺气的讽平均森压力狮为3斤.0牙4M腰Pa选、温蔬度为伞27担8K睡，求浪管道赴中的铜天然棒气在仅标准凡状态灾下(像10驴13羡25伞Pa床、2贷73板.1数5K共)的萄体积疏。已止知天法然气师的容双积成桐分为确甲烷得97吗.5嗽％，丹乙烷旋0.更2％验，丙牌烷0悔.2搅％，袋氮气艺1.树6％两，二拴氧化苗碳0突.5胀％。三、旁粘度混合耕气体疤的动墨力粘灿度可匆以近茂似地窝按下亚式计涨算：式中秤:——调混合努气体陡在0雪℃时妹的动冰力粘笑度（重Pa觉•s惨）——脂各组努分的质量义成分（％龙）、——崭相应搁各组覆分在0℃时的贤动力健粘度充（P学a•盖s）t(尿℃)毒时混挡合气假体的标动力逼粘度畏按下第式计晒算：式中——碧t(满℃)悉时混拿合气返体的脑动力她粘度把(P脆a·扭s)逗；T—龙—混细合气响体的各热力钻学温初度(学K)疗；C—葡—混度合气循体的踢无因傲次实浓验系胜数，葛可用犹混合将法则吉求得侨。单迷一气雾体的体C值避可以暂查表宅得到。液态愉碳氢抢化合唇物的获动力领粘度升随分毅子量巷的增镇加而远增大茄，随管温度殃的上槽升而疏急剧痛减小河。气疑态碳仍氢化咽合物狗的动省力粘卵度则纺正相迟反，岂分子皱量越泪大，以动力劝粘度疑越小笑，温爽度越蛋上升咽，动茧力粘盛度越胁增大碰，这殖对于智一般早的气罗体都距适用福。混合字液体胃的动炮力粘教度可煌以近明似地饺按下排式计社算：式中静:、……——递各组唉分的碧分子姓成分纲（％肃）；、……——厕各组率分的宿动力袍粘度忙（P霜a•智s）吵；——勺混合肿液体燃的动悄力粘暴度（北Pa识•s然）。混合季气体劳和混贱合液慰体的颗运动舰粘度浙为：式中堤：——泡混合增气体渐或混墙合液子体的漏运动我粘度距(m2／s闪)——违相应驻的动怖力粘哀度(丹Pa喉·s瓜)——愉混合嫩气体扁或混续合液横体的何密度责(k床g／先m3)四、币饱和尘蒸气状压及陡相平怜衡常欺数饱和铅蒸气扩压概扫念：液态番烃的蜻饱和爹蒸气浩压，颂简称蒸气驼压，就尘是在献一定励温度笋下密邻闭容艇器中秘的液广体及痛其蒸胃气处泻于动态级平衡时蒸棒气所琴表示房诚的绝么对压壶力。注：幅蒸气孔压与贯密闭春容器泳的大胳小及遍液量仿无关泼，仅庆取决仁于温胶度。灯温度岩升高约时，蜓蒸气抢压增为大。混合秩液体更的蒸俩气压根据微道尔障顿定水律、厕拉乌告尔定酷律：——雄混合踢液体俩的蒸怨气压糠（P程a）——验混合阵液体谜任一汪组分此的蒸包气分蔬压（举Pa羡）——键混合筐液体中中该醒组分返的分腿子成茅分（父％）——饰该纯璃组分棉在同听温度而下的劈燕蒸气筐压（颜Pa蛋）式中莫：如果摧容器哑中为就丙烷既和丁残烷所桐组成亭的液车化石隔油气繁，当东温度味一定药时，障其蒸可气压粮取决似于丙猾烷和乘丁烷求含量答的比扁例。当使辫用容督器中努的液透化石扩油气桃时，钓总是难先蒸休发出避较多愁的丙松烷，雀而剩渴余的胸液体缴中丙温烷的肌含量菠渐渐交减少赵，所区以温誓度虽哪然不下变，响容器敞中的骗蒸气罗压也顿会逐宝渐下班降。如图乓所示刘是随层着丙使烷、百正丁菊烷混侄合物删的消衡耗，嫂当1府5℃必时容脆器中秀不同义剩余受量气出相组眼成和银液相屋组成尾的变淘化情钢况。（a泥）气黄相组盼成的亩变化酿（扭b）盟液相造组成赚的变税化相平闸衡常期数棵概念萝：式中碰：——俩相平圣衡常类数；——从混合慰液体酬的蒸蚁气压浅；——碗混合旁液体岭任一筛组分蕉饱和络蒸气届压；——伯该组站分在柱气相盘中的焦分子仔成分声(等点于容炮积成梨分)——庭该组卫分在做液相留中的趋分子头成分各。相平海衡常即数表示感在一拼定温绪度下恭，一懒定组承成的目气液舍平衡拌系统哭中，个某一漏组分识在该肚温度志下的很饱和叨蒸气筒压与黎混合冻液体谜蒸气关压的比值饼是一杂个常编数。并杆且，飘在一最定温扔度和勾压力摸下，娃气液张两相呀达到蛾平衡潮状态摘时，心气相啊中某加一组暗分的颠分子炉成分锁与其红液相仰中的似分子高成分可的比失值，盛同样狗是一涉个常文数。工程童上，凉常利掀用相斯平衡它常数金来计木算液叛化石善油气群的气杆相组巨成或擦液相脏组成完。胀值可框由图颤1—刊8查解得。图川1—织8扇一杆些碳艺氢化吹合物灵的相信平衡刘常数饰计算崇图1—络甲烷2—矛已烷3—膛丙烷4—弟正丁则烷5—些异丁捡烷6—捐正戊艳烷7—菠异戊翻烷8—博乙烯9—载丙烯液化来石油饱气的念气相涝和液钢相组腊成之丸间的布换算侧还可蚂按下独列公坑式计鸡算：1.阅当已塞知液疼相分咱子组席成，垒需确齿定气念相组居成时朗，先钳计算辩系统渗的压骡力，垫然后傻确定示各组屯分的创分子蛛成分魄，即2.孙当已肠知气由相分棵子组每成，叶需确流定液卸相组课成时兆，也郑是先置确定匠系统技的压谊力，扬即例：已知绝液化欣石油身气由残丙烷当C3H8，正平丁烷浆nC4H10和异淋丁烷截iC4H10组成所，其喜液相满分子寇组成猾为=灰70纸％，暑=2版0％敲，=址10扶％，锋求温炊度为傲20顽℃时波系统丸的压某力和晶达到占平衡雀状态唐时气酸相分富子组般成。五、废沸点虫和露拌点概念臂：通常很所说图的沸点指1谅01齐32跃5P撑a压烧力下培液体索沸腾逼时的纽奉温度垮。饱和决蒸气林经冷昆却或洋加压笛，立方即处烧于过课饱和谦状态辆，当努遇到清接触立面或异凝结割核便容液化亲成露净，这漠时的穿温度都称为露点。当用践管道里输送眯气体聚碳氢海化合凭物时透，必染须保并持其贺温度必在露沾点以狠上，椅以防强凝结档，阻倾碍输贵气。露点魔的直去接计达算:工程纯中特舍别是斤液化卖石油云气管珠道供湿气的矩工程首中所例处理间的气艘态液步化石穿油气燥或液遭化石派油气躁—空古气混迎合气杰一般臂处于变压力驾为0枣.1葡～0织.3梯MP气a的巡寿范围寇内，伴很需灶要对盏它们坡进行址露点蹲计算舰。用辰于这抄种情领况的电计算普公式总是：六、龟液化危石油户气的崭气化寒潜热气化孩潜热就是浙单位瞎质量盆(1浙kg盏)的睛液体锋变成黄与其称处于披平衡朝状态剩的蒸呢气所魂吸收穴的热扭量。名称甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷乙烯丙烯丁烯-1顺丁烯-2反丁烯-2异丁烯正戊烷沸点（℃）（101325Pa）-162.688.542.10.510.2103.747.06.263.720.886.936.2气化潜热（KJ/kg）510.8485.7422.9383.5366.3481.5439.6391.0416.2405.7394.4355.9部分鸣碳氢针化合页物的阅沸点册及沸赞点时昌的气挪化潜抵热七、液容积援膨胀液态保碳氢悄化合谈物的容积完膨胀篇系数很大粪，约倘比水讽大1主6倍姨。在绢灌装局容器员时必继须考凡虑由彼温度钥变化挣引起笛的容隔积增辛大，溪留出挑必需宫的气耐相空萌间容乳积。一些诱液态闪碳氢革化合屈物的梁容积老膨胀奔系数授列于辆表1袭-1格2。液态吨碳氢料化合险物的梳容积竖膨胀对于罩单一斥液体对于所混合说液体泄:式中府:——仍温度尊为t李1(书℃)闯时的徒液体珠体积琴；——跃温度察为t伸2(挂℃)战时的多液体鞭体积肯；——顷t1至t2温度买范围夜内的惕容积约膨胀查系数触平均度值八、姜爆炸烫极限可燃宁气体海和空领气的郑混合持物遇矛明火仔而引贴起爆爬炸时臂的可韵燃气惊体浓唐度范叔围称吨为爆炸岁极限。在灭这种侍混合倍物中龙当可够燃气脚体的为含量割减少不到不眼能形熟成爆树炸混与合物长时的奥那一便含量翠，称滴为可辩燃气邻体的爆炸幻玉下限，而骆当可警燃气堡体含拿量一发直增续加到窗不能乞形成灭爆炸踢混合爬物时油的含班量，稿称为爆炸翻上限。概念灯：(一安)只姓含有浇可燃埋气体疮的混搭合气毯体的爆炸狗极限(二歇)含碑有惰络性气体体的息混合悬气体摩的爆炸化极限（三性）含拖有氧炕气的祖混合仿气体爆炸咸极限例：已知朴燃气构的容迷积成坐分为泛=5美.7诞％，姓=弓5.售3％揪，淡=稳1.躺7％串，巡寿=叠8木.4杆％，络=制2武0.让93岭％，=1自8.育27情％，岸=3赤9.强7％葛。求般该燃呼气的摘爆炸婆极限之(CmHn按C3H6计算惭)。九、言水化蒸物如果兰碳氢瓜化合街物中州的水谣分超没过一匠定含改量，肤在一雕定温牲度压托力条降件下拦，水捐能与根液相翠和气壶相的碌C1、C2、C3和C4生成结晶愚水化损物CmHn·x食H20(对捏于甲据烷，杀x=削6～密7；扒对于戏乙烷瓣，x暮=6朴；对尖于丙漂烷及袄异丁推烷，饶x=南17轰)。水化忍物生碍成条啊件：在湿禾气中将形成助水化各物的主要价条件是压浙力及书温度仓，次要沫条件是：班含有原杂质勒、高拉速、昏紊流眠、脉张动(逼例如秋由活糟塞式杀压送旺机引荐起的勤)，射急剧讲转弯登等因厅素。概念眠：水化陡物的镜生成化，会料缩小非管道钩的流先通断估面，庙甚至腐堵塞苏管线阀、阀具件和王设备辽。水化竖物的按防止销：采用蒸降低雪压力驼、升在高温斗度、欢加入雀可以锋使水泻化物旅分解熔的反惜应剂(防冻符剂)。脱水型，使浴气体章中水童分含讽量降孙低到雅不致坏形成昌水化尝物的密程度促。十、彻液化序石油突气的肠状态视图状态碍图的艰使用屋方法泥：在进防行气逢态或兄液态鸽碳氢直化合枝物的丝式热力馆计算寻时，铜一般征需要移使用雹饱和搅蒸气拍压P瓦、比伸容ν悠、温码度T剪、焓幼值i跟及熵辨值s谁等5馋种状洒态参挡数。丸为了许使用吨上的炎方便肥，将桨这些孤参数起值绘担制成忌曲线窜图把，一层般称捞之为状态歪图。只要泄知道轧上述混五个神参数吩中的任意猴两个，即述可在裤状态哑图上石确定座其状态竟点，相应腔查出奖该状困态下转的其宏他各参亦数值叉。图呈1—肝15伐状态亩图的维构成图1世—1诸6李丙弓烷状壮态图例：求温脱度为概15芬℃时毁，容福器中艺液态聋丙烷居自然涌蒸发池时的硬饱和皂蒸气川压。利容器避中液构相和斤气相公丙烷芽的比绢容和础密度热、液挺态丙界烷的叙气化哭潜热利。