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燃气专业技术知识
燃气专业技术知识
1、燃气分类及性质
燃气的种类主要有人工煤气、天然气、液化石油气和沼气。
一、人工煤气
主要介绍煤的概念：
发热量，亦称热值，标准煤的热值是7000kcal/kg（大卡/公斤）。
标准煤是一种概念。
在工业上为核算企业对能源的消耗量，统一
的计算标准，规定收到基低位发热量为7000kcal/kg的燃料为标准
煤。
标准煤实际并不存在，只是人为规定以便于对比热量。
提出标准煤的主要目的是把不同的燃料划规统一的标准，便于分析比较热力设备的经济性。
不同种类的煤具有不同的发热量，有时差别甚大。
比如发热量最
低的煤只有1910kcal/kg，发热量最高的煤可达7165kcal/kg。
热功换算：
1kcal=4.18675KJ热功单位kcal、KJ、kwh
1、固体燃料干馏煤气
煤干馏是煤化工的重要过程之一，煤干馏的目的是充分利用煤中
所含的有机质。
煤干馏的产物是焦炭、煤焦油和煤气。
干馏煤气（也叫焦炉煤气）是煤在隔绝空气条件下受热分解产生
的气体。
成分主要是
H和CH，每吨煤可产煤气
3
300～400m。
低发热
2
4
3
值一般在4000kcal／Nm左右。
干馏煤气是最早用做城市燃气的传统气源。
在天然气和油制气未
广泛开发的地区，它仍是城市燃气的主要气源。
2、固体燃料气化煤气
就是一般说的水煤气和发生炉煤气。
主要组分为一氧化碳和氢。
3
水煤气的发热值为2500kcal／Nm左右
3
发生炉煤气的发热值为1290kcal／Nm左右
由于这两种燃气的发热值低，成分为CO，毒性大，不可以单独
作为城市燃气的气源，主要用于工业。
①关于水煤气：
工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是
CO和H2，两者的体积比约为：
（1：
1）。
反应的化学方程式是：
C+H2O=H2+CO。
1吨煤可以产生多少立方水煤气？
（1000×1000/12）
×2×22.4/1000=3733m3
②关于发生炉煤气
发生炉煤气是通过水蒸气和空气混合形成气化剂后流经炽热的
固定燃烧床生成的。
空气中所含的氧气、水蒸气与燃料中的碳反应，
生成了共含有CO、CO2、H2、CH4、N2等成分的发生炉煤气。
发生炉煤气设备说明书上介绍，焦炭、无烟煤
1吨产煤气约
33000-3500m，热值约
3
5040KJ／m（1200kcal
3
／m）
二、天然气
天然气是蕴藏在地层中的可燃性气体，是多种物质的混合物。
天然气的密度是指在一个标准大气压下,每立方米天然气所具有的质量
（千克）。
各处的天然气成分是不一样的，密度也不尽相同,所以天然
气的密度也就没有十分确定的数值。
纯天然气以甲烷为主。
3
天然气在标准状态下一般数据为：
发热值：
8600kcal／Nm左右，
3
密度：
0.716kg／Nm，相对密度（设空气的密度为1）：
0.55，天然气
约比空气轻一半，爆炸极限在5％～15％之间，不易形成爆炸气体。
相关知识：
相对密度：
即单位体积的天然气的质量与同体积空气质量的比。
空气密度：
指在一个标准大气压下,每立方米空气所具有的质量
（千克）。
空气的密度大小与气温，海拔等因素有关，海拔越高密度越
低。
空气密度=1.293×（实际压力/标准物理大气压）×（273/实际绝
对温度），绝对温度=摄氏温度+273
一般情况下，空气的密度取值如下：
ρ空=1.293kg/m3（O℃、101.325kPa）;
ρ空=1.205kg/m3（20℃、101.325kPa）
天然气的两种形式：
1、压缩天然气（简称CNG）：
是天然气加压并以气态储存在容器
中。
一般情况下，CNG加气母站中，将天然气压缩增压至20MPa，天
然气体积缩小200倍，并储入容器中，便于天然气撬车运输，经济运
输半径以150公里以内为妥。
压缩天然气可用于民用也可作为汽车清
洁燃料。
压缩气体过程要产生热量，需要进行冷却。
33
CNG槽车目前水容积一般为18-23m，单车拉气量为3600-4600m。
3
槽车内天然气的重量（估算值）为：
车的实际充装气量（Nm）×0.7
3
kg／Nm
2、液化天然气（简称LNG）：
天然气在常压低温-162℃状态下转
化为液体，即液化天然气（LNG），
LNG出厂参数一般为0.3MPa（绝）、-145℃；LNG储罐储存参数
为0.5MPa（绝）、-145℃。
333
LNG的密度（液态）420kg/m，约合2.4m/T（液态），1420m/T
（气态）。
LNG的特点：
天然气在低温高压下（即在临界温度以下和临界压力以上）可以
将其从气态转变为液态，这样它的体积可以缩小约600倍。
我国目前现有LNG运输一般采用汽车槽车。
目前单辆槽车运输能
3
0.8MPa，运行压力
力最大可30000Nm气态天然气，槽车设计压力
0.3MPa，LNG在运输途中安全阀无放散现象，LNG几乎无损失。
3
3
的LNG储罐装满LNG
以一台水容积50m储罐为例说明：
一台50m
时，在不使用的情况下，完全蒸发需要近一年的时间，即平均每日蒸
3
发量约82Nm。
LNG储罐是如何维持低温的呢？
它的原理就是利用LNG的蒸发达
到降温的目的，此过程叫蒸发制冷，就是随着罐体的吸热，罐内LNG
升温，这样就会使罐内压力升高，为了降温就要根据情况适当放散一
部分气体使罐内的压力降低，使一部分液体挥发吸热，从而达到维持
罐内低温（-145℃）的目的。
LNG是现代能源新星:
LNG是低温下加工而成的液态天然气，储存于常压状态，具有纯
度高、安全性高、能量密度大（标准状态下天然气的625倍）、储存
效率高、运输灵活、气化冷量综合效益显著等6大特点，应用领域广
泛且优势突出。
LNG技术手段的成熟使它得到了迅速的发展。
天然气通过液态常
压储存运送，极大的提高了运输效率，降低了运送成本（槽车运输费
用粗算百公里仅约0.032元/立方米），并将经济运输半径扩大到了公
路1500公里、铁路4000公里，使天然气发展基本不再受地域、距离
的制约。
对于众多远离气源或输气管线的大中城市、城镇，采用LNG
技术是主要的非管道输送的供气方式，可以作为过渡气源或永久性气
源。
LNG可作为城市管网调峰和事故应急气源。
城市天然气输配系统
中，城市规模、各类用户的结构、气候条件、气温变化、节假日和用
户的生活习惯等对系统的供气需求变化会有不同程度的影响，因此在天然气供求关系中始终存在着不均衡性，并且随着使用范围与规模的扩大峰谷差不断扩大；同时，输配系统的部分或上游管道在运营中不可避免的存在着事故可能，并会造成局部、短期的供气间断。
为了解
决输配能力与用气需求之间的矛盾，保障用户用气的安全性、连续性，需要选择经济可靠的调峰装置。
LNG正以其可靠性、灵活性、机动性较强和投资小、建设周期短、储备效率高、占地面积小等优势，成为解决天然气供应的季节性调峰和事故应急的一个新选择。
LNG汽车燃料与汽油、柴油相比，天然气的清洁性、经济性、安
全性等优势突出，天然气汽车成为汽车工业的发展热点。
LNG汽车可能成为市场新宠，并将扮演重要角色:
普及LNG汽车，首先要建设大批LNG加注站，就像汽车需要加油
站一样。
目前，国内天然气资源比较丰富的地区都建有CNG加气站。
由于CNG使用管道天然气，一旦管道供气不稳定，就会影响汽车燃料
供应。
LNG不使用管网运输，不会与管道“争气”。
LNG汽车加注站不需要大型压缩机，耗能比CNG加气站小，单车
加注时间短。
LNG泄漏后需要大量吸收热，不易很快燃烧，安全性好。
LNG加注站的建设费用比CNG加气站低。
目前，我国的天然气汽车生产已经形成了规模，客车、货车、出
租车都有，上公告的产品有上百种。
通过近10年的不懈努力，我国解决了天然气的液化、储运、加
气站、气罐、发动机、汽车等一系列技术难题，培育出了市场，形成
了产业化。
液化天然气比压缩天然气更清洁，汽车续驶里程更长，一罐气可
行驶500-600公里，长途集装箱货车可装两个液化气储罐能行驶1000
公里。
应用举例：
在实际使用过程中，由于LNG不用携带大量壁厚很
大的高压气瓶，有效降低了车辆自重，也节省了车内空间。
如10.5
米LNG公交车仅携带一个335L的LNG气瓶，就可以实现连续行驶
450～500公里，如果同类车型使用CNG，则需要携带7个气瓶，连续
行驶里程也仅能达到240公里，一次加气不能满足全天运营的需要。
另外，使用LNG还有一个好处，就是能够大大加快天然气燃料的加注
速度。
从推广车型来看，LNG不但适用于城市公交车，同样也适用于出
租车和大型货运车辆，尤其是长途车辆。
LNG汽车加气站有两种形式，一种是专给LNG汽车加气的单一站，一种是可对LNG汽车，也可对CNG汽车加气的混合站（L-CNG站）。
天然气的优点：
1、清洁：
天然气是当今最清洁的可用矿物燃料之一，几乎不含硫及其它杂质。
燃烧天然气时，主要产生二氧化碳及水蒸气。
不会有烟灰，锅底不会变黑。
2、经济：
就相对热值而言，天然气价格比其他大多数燃料都便
宜。
例如，天然气比煤气便宜约34%至88%，比液化石油气便宜约38%
至52%，比电力便宜约63%至80%。
3、安全：
天然气爆炸极限在5%～15%之间，范围很小，不易形成爆炸气体；天然气不含一氧化碳或其他有毒气体，纵使吸入少量天然气也不至危害人体健康，这一点比人工煤气安全；天然气以管道输送至最终用户，免除使用罐装液化石油气时高压储存带来的危险；天然气比空气轻，万一发生漏气会迅速扩散，不容易聚结形成爆炸气体。
4、高效能：
天然气纯净，燃烧充分，燃烧效率高。
因此天然气
燃烧时较相同热值的大部分其他矿物燃料释放出的热量更多。
5、方便：
由于使用以管道输送天然气的工艺，故无需像其他燃
料如煤、罐装液化石油气一样需要搬运。
三、液化石油气（LPG）
液化石油气是在开采和炼制石油过程中，作为副产品而获得的一
部分碳氢化合物。
它的主要特点是常温常压下呈气态，当温度降低或
压力升高时很容易转变为液态，其从气态转变为液态时体积缩小约
250倍。
是目前城市燃气的重要气源之一，
3
它在标准状态下的参数如下：
密度为2.36kg／Nm，相对密度为
1.8，热值约为11000kcal／kg。
爆炸极限在2％～10％之间，不易形
成爆炸气体。
四、沼气
沼气，主要成分为甲烷，就是各种有机物在隔绝空气的条件下
发酵并在微生物的作用下产生的可燃气体。
其主要用于农村清洁能源
3
的发展，热值在5000kcal／Nm左右。
2、燃气知识
1、什么是煤层气？
煤层气是一种非常规的天然气，是吸附在煤层中的可燃气体，通
过地面钻井直接从煤层中抽采出来的。
地面抽采的煤层气甲烷（CH4）含量一般大于96.5%，当甲烷含量97.8%时，在标准状况（0℃,
101.325kPa）下，高热值：
约9299kcal/
3
Nm；低热值：
约8263kcal/
3
Nm
2、什么是矿井瓦斯气？
矿井瓦斯气是伴随采煤的过程产生的煤层气通过矿井抽放系统
抽放出来的，是混入了空气的煤层气。
井下抽采的煤层气（瓦斯）目
前一般将甲烷（CH4）含量调整到40.8%后利用，此时瓦斯的热值为：
低
热值：
约3494kcal/Nm3；高热值：
约3878kcal/Nm33、天然气对人体可能有什么危害？
天然气的主要成分是甲烷，虽然不会直接造成中毒事故，但大量吸入后会引起头昏、窒息等症状，并对神经有麻痹作用。
若燃烧不完全，还会产生一氧化碳中毒。
4、燃烧三要素是什么
物质燃烧三要素是物质燃烧必须具备的三个条件，缺一不可，称燃烧三要素。
①可燃物质
②助燃剂－氧气
③火源、火种
5、燃气在什么条件下会发生爆炸？
①燃气与空气的混合气体浓度在爆炸极限范围内；
②在相对密闭的空间；
③有引燃的火源或能量。
可以利用这个特点，进行置换和带气作业。
6、什么是爆炸极限？
可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围称为爆炸极限。
7、燃气的爆炸极限是多少？
天然气（甲烷）甲烷的爆炸极限是5%～15%。
液化石油气的爆炸极限在2％～10％之间，水煤气爆炸范围6.2％～74.4%，
8、突然停气或降低压力有什么危害？
突然停气或降压，会使燃具发生回火，导致熄火，无人发现时会引起燃气泄漏，甚至产生负压，使空气进入管道形成爆炸性混合气体。
9、突然停气用户应该怎样办？
发现停气或压力突然降低时，用户应停止使用燃气，将燃气具开关及用户燃气表前阀门关好，待接到正常供气通知或向供气企业咨询得到允许后，方可使用。
10、火源种类有哪些？
火源的种类有明火、电气火花、静电火花、撞击火花、雷电、自然火等。
11、燃气泄漏时为什么不能使用电器设备及本室电话？
燃气泄漏时使用室内电话或电器设备易产生电火花，引起爆燃或爆炸。
12、发现燃气泄漏时应防止的火源有哪些？
①抽烟、打火等产生的明火；
②开、关电器产生的电火花；
③鞋底的铁钉摩擦地面产生的火花；
④化纤衣物等摩擦产生的静电火花。
13、发现室内燃气泄漏怎么办？
应先切断气源，打开门窗进行通风，注意不得动火或开启电器，情况严重时应到室外安全场所及时电话通知供气企业进行抢修处理。
14、市民用气应注意什么？
①要先点火后送气，打火不着时严禁连续多次重复打火；
②用气期间要有专人看管；
③保持室内良好的通风；
④外出或休息时要检查燃具上的气阀和管道上的阀门是否都已
关好。
15、市民如何检查室内燃气泄漏点？
可以用肥皂水涂刷可能漏气的管道、燃具、阀门、接口等地方，如有气泡出现，就是漏气点。
16、一旦发生燃气爆炸或爆燃事故应怎样处理？
①要关闭阀门，切断气源，加强通风；
②疏散人群，保护现场；
③到安全地方向公安、消防、燃气管理、供气企业等相关部门报
警；
④如有轻度烧伤人员，要小心除去创面及周围的衣物、皮带、手表、饰品、鞋等，使其呼吸畅通，对粘在创面上的衣物应先用冷水降温后，慢慢除去，并用清洁布进行简单包扎，避免创面感染。
对烧伤
较重的人员，应用清洁的布料遮盖伤处，立即送医院救治或拨打120急救。
17、天然气中为什么要加臭？
因为天然气无色无味，泄漏不容易察觉，所以要在天然气中加入臭味剂，发生燃气泄漏时能让人及时发觉。
四氢噻吩是国际上发达国家广泛使用的燃气味添加剂，俗称“加臭剂”。
四氢噻吩（THT）是一种含硫饱和杂环化合物，不易被空气氧化，化学性质稳定。
四氢噻吩挥发性较低，但总能产生稳定的、不易散发的臭味（空气中存在0.01ppm即能闻到），它对燃气设备、运输管道垫片等材质没有腐蚀性，对人体嗅觉不会产生习惯性钝化，也不引起咳嗽、头痛、催泪等刺激反应。
因此，可作为城市燃料气，如天然气、液化石油气和以氢、一氧化碳为主要成份的燃气等燃料气体
的臭味剂，也可用作医药和农药的原料。
它与目前被广泛采用的气味剂乙硫相比，具有抗氧化性能强、化学性质稳定、气味存留时间持久、燃烧后无残留物、不污染环境、添加量少、腐蚀性小等优点。
18、天然气中含臭剂量应该是多少？
无毒气体泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%浓度时，应能察觉；有毒气体泄漏到空气中，达到人体允许的有害浓度之前能察觉。
19、天然气和液化石油气比空气重还是轻？
3
在标准状况（0℃,101.325kPa）下，空气的密度1.293kg/Nm，
天然气的密度0.716kg/Nm3，液化石油气的密度2.36kg/Nm3。
以上数据显示：
天然气比空气轻，发生泄漏时会向上扩散；液化石油气比空气重，发生泄漏时不易扩散，易集聚在低凹处。
因此天然气相对于液化石油气易扩散，安全性相对要好。
20、用户燃气引入管的安装有哪些规范和要求？
居民住宅燃气引入管应尽量直接引到用户厨房或走廊等非居住房间，并设阀门隔开。
公共建筑用户应使燃气直接引入到建筑物的用气房间或计量间内。
引入管不得敷设在卧室、浴室、地下室、半地下室、密闭室、变电间、配电间、电缆沟、烟道、进风道、易燃易爆物品的仓库及有腐蚀介质的房间。
21、燃气锅炉一小时用多少天然气（燃气锅炉小时耗气量）的计算
理论燃气锅炉用量为77.5立方米/吨.小时。
也就是说1吨锅炉每小时用量就是77.5立方米。
是几吨的锅炉就是这个数值的倍数。
此用量是指标况下的流量。
切记和实际运行起来管道直径、运行压力没有任何关系。
只和不同厂家的锅炉效率有关系，还与锅炉上的燃烧器的调试得好坏有些关系，一般情况下燃烧器的调试状况影响在5%以内。
22、怎么快速计算天然气管道的管存（多少立方天然气）？
可以用储存天燃气的管道容积乘以管道绝对压力，即约等于管子内半径×管子内半径×3.14×管子的长度×（1+表压力）
23、天然气的密度，在1标准大气压下，0℃时，是0.716kg/m3，15℃时，是0.678kg/m3。
20℃时，是0.667kg/m3。
在压力不变的情况下，
温度升高，密度降低。
24、什么是标准状况
通常指摄氏温度为0℃（273.15K）和压强为101.325kPa（1个大
气压，760毫米汞柱）的情况。
3、管输天然气的来源、调压及使用
一、我们临沂用的天然气目前全是西气东输的气，兰山区以前用的是液化石油混合气，07年夏天西气东输的气来了后，置换了天然气（以下部分数据采用的是07年的，现在已有改变）。
西气是指中国西部的气，指陕西、青海、新疆等地。
西气东输冀宁支线，管径1016mm，设计压力10MPa。
滕州—临沂支线，管径406.4mm，设计压力6.3MPa。
临沂的配套工程，管径273、219mm，供气压力1.6MPa。
天然气供应城市的一般运行的方式是门站采用高—中压调压，中压系统构成城市的主供气管网，到用户区域后采用中压—低压调压，然后供居民用户和工业、公服用户。
临沂的配套工程管线为次高压管线，压力一般为0.8-1.6MPa，进入各大公司的调压计量站，经调压成0.4MPa以下进入城市中压管网，此时的压力相当于小轿车轮胎的气压，然后通过调压箱调压至
2-3KPa，进入庭院管网后进入居民用户。
如果进入工业用户，则要根据需要调压至几千至上百千Pa不等供燃烧器使用。
天燃气灶灶前压力约为2000Pa（相当于用嘴吹的气），液化气灶的灶前压力是2800Pa，工业户的燃烧器前的压力在几千、几十千、上百千Pa不等。
二、沈阳奥德燃气公司用气为煤层气，将铁法煤业（集团）有限
责任公司的煤层气输送到沈阳市法库陶瓷城，用于陶瓷生产。
主要工
程内容有：
调兵山首站、18km长输管道（DN350mm）、法库门站、陶
瓷城中压管网、调兵山市居民供气系统、法库县居民供气系统。
煤层气是一种非常规的天然气，是吸附在煤层中的可燃气体，通
过地面钻井直接从煤层中抽采出来的。
井下抽采的煤层气（瓦斯）目
前一般将甲烷（CH4）含量调整到40.8%后利用，此时瓦斯的热值为：
低
热值：
约3494kcal/Nm3；高热值：
约3878kcal/Nm3
4、压力与温度相关知识
一、关于压力
压力单位：
大气压力约等于0.1MPa=100kPa=101325Pa（约10万Pa）。
MPa称为兆帕
6
1MPa=1000kPa=10Pa=1000000Pa
0.1MPa=1
巴（bar）=1000
百帕（hPa）=100,000
帕（Pa）
1百帕（hPa）=1毫巴（hPa）
bar是什么单位？
是压强单位，
1巴（bar）=100,000
帕（Pa）=0.1MPa
，
早先气象学中常用毫巴，现在改用等值的国际单位百帕。
hPa是什么单位？
是压强单位，1百帕（hPa）=1毫巴（hPa），在海平面的平均气压约为1013.25百帕斯卡（760毫米水银柱），这个值也被称为标准大气压。
一个标准大气压（760毫米汞柱）（10.33米水柱），代表可以压
起10.33米水柱。
通俗的说，一个压力可以将水送到10.33米的高度；水泵抽水，顶多抽成真空，吸程10.33米是个极限，是指水泵到水位的垂直距离。
关于绝对压力、表压力、大气压力、真空度的探讨绝对压力=直接作用于容器或物体表面的压力。
表压力=用压力表、真空表、U形管等仪器测出来的压力又叫相对压力，是以大气压力为起点。
大气压力=包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力。
真空度=处于真空状态下的气体稀簿程度。
关系式：
绝对压力=表压力+大气压力
真空度=大气压力—绝对压力
二、关于温度
目前国际上用得较多的温标有华氏温度（°F）、摄氏温度（°C）、热力学温度（K）。
热力学温度又称开尔文温度，或称绝对温度。
华氏度：
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