新人培訓燃氣基礎知識

燃氣基本知識和安全管理知識主講人：葉永茂

第一節(jié)

燃氣基礎知識一、燃氣基礎知識（一）燃氣的基本性質燃氣是氣體，同時又具有燃燒的性質。燃氣不但可以流動，而且可以壓縮和膨脹。燃氣的體積大小與它所承受的壓力和自身的溫度有關。壓力越高，燃氣的體積就越小；溫度越高，燃氣的體積就越大。這是人們在生活中切身感受到的。實驗證明，一定量的氣體，在恒定的溫度下，氣體的體積與壓力成反比。

第一節(jié)

燃氣基礎知識氣體的臨界溫度越高，越易液化。天然氣主要成分甲烷的臨界溫度低，故較難液化；而液化石油氣的碳氫化合物的臨界溫度較高，故較易液化。氣體溫度距臨界溫度越小，則液化所需壓力越小。例如20℃時使丙烷液化的絕對壓力為0.846MPa，而當溫度為-20℃時，液化石油氣在0.248MPa絕對壓力下即可液化。（二）燃氣的液化、臨界壓力、臨界溫度任何物質都有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三態(tài)變化。燃氣也不例外。但物質的三態(tài)變化是有條件的。物質由氣態(tài)變成液態(tài)，必須具備兩方面條件：一是壓力、二是溫度。溫度不超某一數(shù)值，對氣體進行加壓，可以使氣體液化，而在該溫度以上，無論加多大壓力都不能使氣體液化，這個溫度就叫該氣體的臨界溫度。在臨界溫度下，使氣體液化所必須的壓力叫作臨界壓力。12345燃氣的種類

液化天然氣（LNG--liquefiednaturalgas的縮寫形式)焦爐煤氣液化石油氣-空氣混合氣（LPG-airmixture）（三）燃氣的種類及其主要特性液化石油氣（LPG--liquefiedpetroleumgas的縮寫形式天然氣（NG------naturalgas的縮寫形式）

1.液化石油氣

液化石油氣是開采和煉制石油過程中，作為副產品而獲得的一部分碳氫化合物。目前我國供應的液化石油氣主要來自煉油廠的催化裂化裝置。液化石油氣產量通常約占催化裂化裝置處理量的7-8%。液化石油氣的主要成分是丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、丁烷（C4H10）和丁烯（C4H8），習慣上又稱碳三、碳四，即只用烴的碳原子（C）數(shù)表示。這些碳氫化合物在常溫、常壓下呈氣態(tài)，當壓力升高或溫度降低時，很容易轉變?yōu)橐簯B(tài)。從氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，其體積約縮小250倍，即液、氣態(tài)體積之比為1：250。丙烷（C3H8）丙烯（C3H6）液化石油氣的液態(tài)比水輕，密度只有0.56-0.65t/m3,（水是1），氣態(tài)密度為1.9-2.5kg/Nm3，比空氣重（空氣1.29kg/Nm3），因此，氣態(tài)易沉積于低洼處。液化石油氣的低熱值為108.4MJ/Nm3，液化石油氣無色、無味、無毒。丁烯（C4H8），

2.天然氣天然氣一般可分為四種：從天然氣氣井開采出來的氣田氣稱純天然氣；伴隨石油一起開采出來的石油氣，稱石油伴生氣；含石油輕質餾分的天然氣稱凝析氣田氣；從煤礦井下煤層抽出的天然氣稱煤礦礦井氣?，F(xiàn)代科學技術可以將天然氣物壓縮和液化（CNG、LNG），便于儲存和運輸。從而擴大了天然氣的應用領域。將天然氣壓縮到20Mpa，可使儲存容器的儲氣能力為常壓的200倍；將天然氣冷凍到上圖為冷凍情況下的板栗園天然氣儲備罐。使儲存容器的儲氣能力為常溫常壓的－161.6℃制成LNG,壓力為常壓，體積約為氣體的1／600，可600倍。天然氣既是制取合成氨、炭黑、乙炔等化工產品的原料氣，又是優(yōu)質燃料氣，是理想的城市氣源。由于開采、儲運和使用天然氣既經濟又方便，所以近些年來，許多國家大力發(fā)展天然氣工業(yè)。純天然氣（簡稱天然氣）的主要成份為甲烷（80-98%），(新疆廣匯的為86.23%)，還含有少量的二氧化碳、硫化氫、氮和微量的氦、氖、氬等墮性氣體。液態(tài)密度0.47t/Nm3左右，氣態(tài)密度為0.75-0.8kg/Nm3，比空氣輕，低熱值為36.74MJ/Nm3（8777cal/Nm3,200C、1atm），液氣態(tài)體積比為1：620-650。天然氣是無色、無味、無毒的氣體，對生理無害，但有窒息作用。當其在空氣中濃度達到10%時，可使人窒息死亡。甲烷

3.液化天然氣天然氣的主要成分是甲烷，在常溫下，無法僅靠加壓將其液化。需要采用天然氣液化工藝，將天然氣最終在溫度為112K（-161℃）、壓力為0.1MPa左右的條件下液化成為LNG。液態(tài)天然氣的體積為氣態(tài)時的1/600，十分有利于輸送和儲存。有些天然氣資源缺乏的國家也進口液化天然氣以發(fā)展城市燃氣事業(yè)。有利于運輸和儲存。由于液化后的天然氣能量密度高，解決遠洋和邊遠地區(qū)所開發(fā)天然氣的遠距離運輸問題，液化天然氣的生產工藝流程主要是：天然氣經過預處理(凈化)、制冷液化、LNG儲存三個主要環(huán)節(jié)。

4.焦爐煤氣焦爐煤氣屬于人工煤氣的一種。人工煤氣還有水煤氣和發(fā)生爐煤氣、利用重油（煉油廠提取汽油、煤油和柴油之后所剩的油品）制取的油制氣、高爐煤氣（冶金工廠煉鐵時的副產品）等。焦爐煤氣是利用焦爐對煤進行干餾所獲得的煤氣稱為干餾煤氣。是我國目前城市燃氣的重要氣源之一，本公司柳北片供應的就是柳鋼煉焦的副產品。焦爐煤氣的主要成份為氫（56%）、甲烷（22-27%）、CO（6%），密度為0.4-0.5kg/Nm3，比空氣輕，低熱值為17-18.3MJ/Nm3。焦爐煤氣中的一些組分對人體是有害的，如一氧化碳，硫化物和氮氧化合物，侵入人體都會造成人體中毒。人體中毒的程度因人吸入量和作用時間長短不同而不同。是一種無色無味的有毒氣體，它與人體血紅蛋白的結合能力是氧的200倍。焦爐煤氣中存在有一氧化碳（CO），一氧化碳有劇毒。吸入一氧化碳后，與人體內的血紅蛋白結合成碳氧血紅蛋白，使血液中的氧合血紅蛋白減少，造成人體組織缺氧，神志不清，嚴重時內臟出血、水腫及壞死，甚至危及生命?？諝庵幸谎趸己砍^0.3%體積時，人不到10分鐘就感到頭痛，隨著嘔吐，繼續(xù)吸入半小時會導致死亡，因此在人工煤氣的生產輸配和使用過程中，防毒是一項非常重要的工作。一氧化碳焦爐煤氣中又因為硫化氫（H2S）存在而有氣味，易覺察。硫化氫對人的呼吸道和眼鼻粘膜有異常刺激作用，并嚴重危害神經系統(tǒng)。空氣中硫化氫濃度大于0.01%體積時，如果長時間接觸，就會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象?？諝庵卸趸颍⊿O2）的濃度如果達到0.05%體積時，對生命會造成危害。焦爐煤氣中含有降低，燃氣中的萘會冷凝以結晶狀態(tài)析出，積于管道內而使管道堵塞，影響使用。萘，當燃氣在管道輸送過程中溫度逐漸

它是由空氣與液化石油氣（液化氣）按一定的比例（一般為56：44）混合而成的，混合后的氣體其密度為1.798kg/Nm3，熱值接近于天然氣（49.14MJ/Nm3），所以也稱代天然氣。本公司的兩座混氣站分別位于蟠龍山和河西板栗園氣站。以上燃氣氣種中，只有焦爐煤氣因一氧化碳的存在而有毒，還由于二氧化硫、硫化氫、萘等的存在而容易覺察和識別，但液化石油氣（液化氣）和天然氣則因無毒、無氣味（沒有硫化氫存在）而需要加臭劑才能識別。5.液化石油氣-空氣混合氣燃氣的種類管道天然氣（含代天然氣）管道焦爐氣液化石油氣

（三）我們公司目前主要經營的燃氣種類燃燒必須具備的三要素助燃物可燃物著火源，是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應，通常伴有火焰、發(fā)光、發(fā)煙的現(xiàn)象。物質燃燒需要同時具備可燃物、助燃物和著火源這三要素。燃燒（四）燃燒三要素1.可燃物是指能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應的物質，如燃氣、木材、紙張、布料等?？扇嘉镏杏幸恍┪锲?，遇到明火特別容易燃燒，稱為易燃物品，常見的有燃氣、汽油、酒精等。2.助燃物是能幫助和支持可燃物質燃燒的物質，即能與可燃物發(fā)生氧化反應的物質，如空氣、氧氣。3.著火源是指供給可燃物與助燃劑發(fā)生燃燒反應能量的來源。除明火外，電火花、摩擦、撞擊產生的火花及發(fā)熱，造成自燃起火的氧化熱等物理化學因素都能成為著火源。要發(fā)生燃燒，三要素缺一不可。因此，如采取措施使三要素不同時存在，比如控制可燃物、隔絕空氣、消除著火源，即可阻止燃燒發(fā)生，從而實現(xiàn)防火救災的目的?！锸裁唇泄艿烂簹猓抗艿烂簹?，就是采用管道將煤氣送給客戶的一種形式。管道煤氣優(yōu)點是：安全穩(wěn)定、環(huán)保情結、使用方便，是現(xiàn)代化生活的標志之一。（五）燃氣輸配原理1、天然氣（1）液化天然氣輸配工藝流程BOG儲罐LNG槽車LNG貯罐LNG空溫式氣化器NG加熱器熱水鍋爐BOG復熱器調壓、計量、加臭中壓輸氣管網

調壓器低壓輸氣管網

用戶天然氣管網基本情況

柳州市柳南片民用燃氣輸配系統(tǒng)采用中、低壓二級系統(tǒng)，采用箱式調壓器進行調壓的供應方式。中壓設計壓力為0.4MPa，低壓設計壓力為5KPa，調壓器出口壓力天然氣為2500±300Pa、用戶燃具額定壓力為2KPa。中壓管道從板栗園儲配站分出兩條管線，一條管線經石爛路、革新路、紅巖路、鵝山路、南站路、飛鵝路、駕鶴路、水南路、天山路連接蟠龍山儲配站（備用），經東環(huán)路向高新開發(fā)區(qū)和陽和開發(fā)區(qū)沿途輸送天然氣，其中還在駕鶴路分出支管經紅峰路、屏山大道、柳石路、航銀路向柳機、舊飛機場等地方沿途輸送天然氣，此管線為柳江南片的魚峰區(qū)、城中區(qū)的高新片、柳南區(qū)的舊飛機場方向及靜蘭橋東的陽和開發(fā)區(qū)一帶輸送天然氣。另一條管線經柳工大道、河西路、潭中西路、西環(huán)路和鵝山路與前一條管線匯合（中壓管道現(xiàn)狀布置見管網圖），為上汽通用五菱及柳南區(qū)河西片輸送天然氣。天然氣中壓干管現(xiàn)有150公里，管徑從DN100～DN400，主要管材有球墨鑄鐵管、PE管和鋼管。庭院管網由中壓干管經箱式調壓器調壓后結合庭院布置。（2）長輸天然氣輸配工藝流程長輸

門站接收門站過濾、調壓、計量

次高壓管線輸配

氣站調壓、計量、加臭

中壓輸氣管網

調壓器低壓輸氣管網

用戶CNG母站CNG加氣站汽車公交車計量過濾壓縮加氣機

汽車公交車2、焦爐氣焦爐氣輸配工藝流程柳鋼氣源廠用戶低壓輸氣管網焦爐氣柜氣體壓縮機中壓輸氣管網

調

壓器焦爐氣管網基本情況

柳州市柳北片民用燃氣的輸配系統(tǒng)采用中、低壓二級系統(tǒng)。區(qū)域調壓站為主，箱式調壓器為輔的供應方式。中壓設計壓力為0.4MPa（舊管網設計壓力為0.1MPa），低壓設計壓力為5KPa，調壓器出口壓力為2000±500Pa。用戶燃具額定壓力為1KPa。焦爐煤氣從柳鋼焦化廠出來經柳北儲配站加壓后沿馬廠路、前鋒路、北雀路北段到勝利路口后分兩條管線向城中區(qū)方向供氣。一條管線沿勝利路向東穿越鐵路，穿過一棉宿舍，沿白沙路經三中路至廣場路轉向西后沿廣雅、雅儒路至清水塘儲配站（備用）；另一條管線從勝利路口向南沿北雀路經雅儒路回到清水塘儲配站到形成環(huán)狀（中壓管道現(xiàn)狀布置見管網圖）。低壓干管管網一般為環(huán)枝結合布置，結合庭院布置。我公司現(xiàn)有焦爐燃氣中壓干管50公里，管徑從DN100～DN600；低壓干管93公里，管徑從DN100～DN400，主要管材有灰口鑄鐵管、球墨鑄鐵管、鍍鋅鋼管、無縫鋼管、3PE螺旋鋼管。1、完全燃燒燃氣燃燒時，環(huán)境提供助燃空氣量足以令可燃氣體燃燒，只產生二氧化碳和水份，是最理想的燃燒工況?；鹧娉释该鞯乃{色。外焰內焰

2、不完全燃燒的危害性燃氣燃燒時，環(huán)境未能提供足夠助燃空氣令可燃氣體燃燒，除產生二氧化碳和水份外，還產生一氧化碳。一氧化碳是無色無味，有毒性及不易察覺

燃氣不但可以燃燒，而且可以爆炸。但是燃氣爆炸是有條件的。燃氣與空氣必須摻混到一定濃度，在密閉的空間，遇到明火才會發(fā)生爆炸。可燃氣體和空氣的混合物遇明火而引起爆炸時的可燃氣體濃度范圍稱為爆炸極限。在這種混合氣體中，當可燃氣體的含量減少到不能形成爆炸混合物時的那一含量，

天然氣的爆炸極限為5%--15%；焦爐煤氣的爆炸極限為4.5%--30%；液化石油氣的爆炸極限為2%--9%稱為爆炸上限。而當可燃氣體含量一一直增加到不能形成爆炸混合物時的含量，稱為可燃氣體的爆炸下限，（六）燃氣的爆炸、爆炸極限

燃料能連續(xù)燃燒的最低溫度，稱為著火溫度。在常壓（大氣壓）下，（七）著火溫度液化石油氣的著火溫度為365—460℃，其著火溫度比其它燃料要低的多，天然氣的著火溫度為270—540℃，城市煤氣著火溫度為270—605℃。所以又叫易燃氣體。幾種燃氣的性能參數(shù)燃氣名稱主要成分及含量熱值

（MJ/Nm3）氣態(tài)密度（kg/Nm3)液態(tài)密度

（t/Nm3)爆炸極限

（%）著火溫度（℃）焦爐煤氣氫（5