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燃气基本知识

一、 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。燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气。《城镇燃气管理条例》中对燃气的定义是：作为燃料使用并符合一定要求的气体燃料。包括天然气（含煤层气）、人工燃气、液化石油气等。
二、燃气的成份
由于生产燃气所用的原料及生产工艺不同，各种燃气的组成也不相同。它主要由低级烃（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。
城镇居民和商业用的天然气应符合《天然气》GB17820的标准，城镇居民和商业用户所用天然所符合此标准中的一、二类气的标准。这个标准主要规定了燃气热值不得低于31400 kJ/m3，含总硫不得高于200mg/m3，硫化氢不高于20 mg/ Nm3，含二氧化碳不得高于3.0%。（参比条件为1大标准气压，20℃）
三、燃气的种类
（一）人工燃气
1.油制气：可分为重油制气和轻油制气二种。将原料重油或石脑油，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。
2.气化煤气：将其原料煤或焦炭放入工业炉（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。
3.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，炉内存有的是焦炭。
4.生物气：各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，在微生物作用下经生化作用产生的可燃气体，也称沼气。其组分为甲烷和二氧化碳，还有少量氮和一氧化碳。热值约为22MJ/Nm3。
（二）液化石油气
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。气态液化石油气热值为93MJ/Nm3左右；液态液化石油气热值为46MJ/Nm3左右。
（三）天然气
1.纯天然气：从地下开采出来的气田气为纯天然气。
2.凝析气田气：含石油轻质馏分的气体。为方便运输，天然气经过加工还可形成。
3.煤层气：从井下煤层抽出的矿井气。
4.矿井瓦斯：开采煤炭时采集的矿井气。
5.石油伴生气：伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气。
天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分以甲烷为主。 一般情况下，城镇燃气是无色无味的，但由于其易燃易爆的性质，在燃气泄露时，为了易于被人们发现，要求对燃气进行加臭。常用的加臭剂有乙硫醇、四氢噻酚等。
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（天然气采用此标准，加臭量为≥20mg/m3）；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。
当空气量不足时，天然气燃烧会产生一氧化碳（CO）（人工煤气的主要成分。）一氧化碳是无色无味，对人体危害极大的气体，它与人体内血红蛋白的结合力大于氧的结合力，会造成人体组织缺氧，从而使人发生窒息，严重时引起人的内脏出血、水肿及坏死。空气中一氧化碳浓度不得大于0.0024%，当大于这个浓度时会使人中毒。当发生头晕、恶心等症状时，即使能意识到是一氧化碳中毒，但往往已经丧失控制行动的能力，不能打开窗通风或呼救。此时若不被人发现，发生死亡事故的可能性很大。所以当长时间使用燃具或用天然气取暖时，应当及时开窗通风。
另外，还有液化天然气和压缩天然气：液化天然气是指天然气经过深冷液化，在﹣160℃的情况下就变成液体成为液化天然气，用液化甲烷船及专用汽车运输。 压缩天然气是指将天然气压缩增压至200kg/cm2时，天然气体积缩小200倍，并储入容器中，便于汽车运输，经济运输半径以150~200公里为妥。压缩天然气可用于民用及作为汽车清洁燃料。
**天然气的基本性质是什么？为什么需要加臭和加臭剂量？
四、燃气的基本特性
1、密度：指单位容积所含有的重量。
标准状态下天然气的密度为0.7kg/Nm3，液化石油气的气态密度为2.0—2.5kg/Nm3
2、比重：燃气的比重指单位容积的燃气所具有的密度，同相同状态下空气密度的比值，也叫相对密度或相对比重。
3、热值：一标准立方米燃气完全燃烧所放出的热量，称为该燃气的热值。单位为kJ/Nm 3。
燃烧的三个条件：可燃物、助燃物（氧）、着火源缺一不可。
热值分为高热值和低热值。
高热值是指单位燃气完全燃烧后，其烟气被冷却到初始温度，其中的水蒸气以凝结水的状态排出时，所放出的全部热量。
低热值是指单位燃气完全燃烧后，其烟气被冷却到初始温度，其中的水蒸气以蒸气的状态排出时，所放出的全部热量。
一般天然气的是36000—46000kJ/m3，焦炉煤气的低热值大约为16000—17000kJ/m3,液化石油气的是88000—12000kJ/m 3。
4、理论空气量：指单位燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的最小空气量。
标准状态下，1m 3天然气完全燃烧需空气约10 m 3。液化石油气燃烧所需空气量是天然气的3倍；是人工燃气的6倍。
**为什么在使用燃气的场所要注意通风？
5、压力的分类
单位面积上的压力称作压力强度，简称压强。工程上把压强称为压力。压力又分相对压力、绝对压力。
相对压力：用计量仪表测量出的那一部分压力，也叫表压力、正压力、工作压力。
绝对压力：大气压力与表压力之和，叫绝对压力，又叫实际压力。
用计量仪表测量出低于大气压力的那一部分压力，此时的相对压力因小于大气压力，叫负压力。也叫真空度。
** 在燃气输配、维修作业时为什么要防止超压和负压工况的产生？
燃气输配为什么要分压力级别？简单说就是从安全和经济两方面考虑。提高输配管道压力，对节约管材，减少能量损失有利；但从分配和使用的角度看，降低管道压力有利于安全。
城镇燃气中的设计压力分级：
高压A2.5MPa＜P≤4.0 MPa；
高压B1.6MPa＜P≤2.5 MPa；
次高压A压0.8MPa＜P≤1.6 MPa；
次高压B0.4MPa＜P≤0.8 MPa；
中压A0.2MPa＜P≤0.4 MPa；
中压B0.01MPa≤P≤0.2 MPa；
低压P＜0.01MPa；
用气设备的额定压力(kPa)

燃气燃烧器
人工煤气
天然气
液化石油气
矿井气
天然气
液化气混空气
油田伴生气
低压(民用燃具)
1.0
1.0
2.0
2.8或5.0
低压天然气燃具前额定压力为Pn=2 kPa，允许波动范围为0.75Pn~1.5Pn，对于天然气也就是在（1500~3000）kPa范围内是正常的。
**民用低压天然气的额定灶前压力和允许波动范围是多少？超压和欠压运行存在什么危害？
6、着火温度
燃料能连续燃烧的最低温度，称为着火温度。在常压（大气压）下，天然气的着火温度为270—540℃，液化石油气的着火温度为365—460℃，人工煤气着火温度为270—605℃。因燃气的着火温度比其它燃料要低的多所以又叫易燃气体。
7、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。在这种混合物中当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为可燃气体的爆炸下限；而当可燃气体的含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为爆炸上限（天然气的爆炸极限为5%—15%）。
**什么是燃气的爆炸极限，天然气的爆炸极限范围是多少？
五、燃气使用常识
（一）民用燃气泄漏的原因
1、胶管问题致使燃气泄漏：燃气胶管是指连接燃气管道和燃气用具的专用耐油胶管。因燃气胶管老化，连接灶具或燃气阀的两端脱落造成燃气泄漏。
2、点火失败，致使未燃烧的燃气直接泄漏。
3、使用灶具煮饭或烧开水时，发生汤水溢出浇灭炉火或风吹灭炉火造成燃气泄漏。
4、灶具使用完毕，忘记关火或关火后灶具阀门未关严致使燃气泄漏。
5、管道腐蚀或燃气表、阀门、接口损坏。
6、搬迁、装修或人为的在室内管道上拉绳或悬挂物品等外力破坏，使管道接口松动，造成燃气从损坏或松动部位泄漏。
7、燃气灶具的损坏致使漏气。
8、使用燃气灶具过程中突然发生供气中断，而未及时关闭燃气阀门，致使恢复供气时管道燃气的泄漏。
9、其它原因的燃气泄漏等。
（二）民用燃气泄漏预防措施
1、经常检查连接燃气管道和燃气用具的胶管是否压扁、老化、接口是否松动、是否被尖利物品扎破或其他损坏如发生上述现象应立即关闭双嘴或室内球阀，更换胶管。
2、定期更换胶管。根据有关燃气安全管理规定和技术规范，每两年应更换一次胶管。但使用过程中应注意经常检查胶管情况。更换胶管时应注意以下几点：
(1)软管连接时，应采用专用的气嘴接头，然后用管卡紧固。
(2)软管长度应小于2米。软管不得产生弯折、拉伸、脚踏等现象。龟裂、老化的软管不得使用。
(3)软管不应安装在下列地点：有火焰和辐射热的地点、隐蔽处。胶管，不宜跨过门窗、穿屋过墙使用。
(4)软管不要与灶具紧贴。对台式灶具，软管不要盘在下面或穿越，应靠边绕过，软管如果从高处接下来，不要让火苗烤到。对嵌入式灶具，软管不要紧贴在灶具下方。软管应在灶面下自然下垂，保持10厘米以上的距离，长度不宜超过2米，以免被火烤焦烧断。
(5)装好软管后，可用肥皂水检测是否漏气。打开燃气开关，看是否有连续的冒泡，如有，则表明漏气，不安全，需重新安装，重新检查，直至不漏气为止。
3、使用时应先点火，后开气。一次未点着，要迅速关闭天然气灶开关，切忌先放气，后点火。使用自动点火灶具时，将开关旋钮向里推进，按箭头指示方向旋转，点火并调节火焰大小。
4、使用天然气灶具时，请勿远离并注意观察，以防止火焰被沸水溢息或被风吹灭。并注意厨房通风，保持室内空气新鲜。
5、使用完毕，注意及时关好天然气灶或热水器开关，同时将表前阀门或双嘴关闭确保安全。
6、在燃气使用过程中如遇突发供气中断，应及时关闭天然气阀门，防止空气混入管道内。在恢复供气时应将管道内的空气排放后方可使用。
7、严禁燃气管道及设施用装修材料包覆，以免燃气泄漏无法及时散发；禁止把有燃气管道及设施的房间当卧室，禁止在安装燃气管道及设施的室内存放易燃及易爆物品，并经常保持通风换气，保持良好的空气流通。
8、请勿在燃气管道上拴宠物、拉绳、搭电线或悬挂物品，容易造成燃气管道的接口处在重力作用下发生松动，致使燃气泄漏。
9、晚上睡觉前、长时间外出或长时间不使用燃气时，请检查灶具阀门是否关闭，并关好燃气表前阀门或双嘴。
10、进行搬迁或装修时，请勿人为破坏或私自改动燃气管道及其燃气设施，如有需要与燃气公司联系。
11、经常用肥皂水、洗涤灵或洗洁精等检查室内天然气设备接头、开关、软管等部位，看有无漏气，切忌用明火检漏。
12、教育儿童不要玩弄燃气管道上的阀门或燃气设施开关，以免损坏灶具或忘记关闭阀门。
13、有条件的家庭可配备小型灭火器或少量干粉灭火剂，以防燃气事故的发生。
（三）民用燃气泄漏应急措施
保持冷静，采取以下措施：
1、关闭气源。立即关闭燃具开关，灶前阀门、及燃气表前阀门。
2、勿动电器，杜绝明火。严禁触动任何室内电器开关，因为打开和关闭任何电器（如电灯、电扇、排风扇，抽油烟机、空调、电闸、有线与无线电话、门铃冰箱等），都可能产生微小电火花，导致爆炸。原来的电器处于什么状态就维持什么状态。
3、疏散人员。迅速疏散家人、邻居、阻止无关人员靠近。
4、轻轻打开门窗，让空气流通，以便燃气散发。
5、电话报警。在未发生燃气泄漏的地方，切记不能在有燃气泄漏的场所拨打，到室外向燃气公司客服中心报险。
（四）燃气泄漏着火应急措施
请保持冷静，采取以下措施：
⑴切断气源。切记“断气即断火“。应立即关闭灶前阀门及表前总阀门，即可灭火。如果火势较大，灶前阀门附近有火焰，可用一把干粉从上向下用力打火焰的根部或用湿毛巾、湿衣物包手，尽量关闭阀门。
⑵尽量灭火。用灭火器、干粉灭火剂、湿棉被等扑打火焰根部灭火。
⑶疏散人员。迅速疏散家人、邻居、阻止无关人员靠近。
⑷电话报警，在没有燃气泄漏的地方，如室外拨打燃气公司客户服务中心电话报修。如火势无法控制，请在疏散人员后，迅速离开现场，在没有燃气泄漏的地方，拨打火警“119”，并立即向燃气公司客服中心报险。
六、燃气相关计量单位
1、压力：压力的单位应以Pa(帕)为单位，当数值较大时可用kPa(千帕)或MPa(兆帕)表示。
Pa(帕)为法定计量单位，与kPa(千帕) 、MPa(兆帕)的换算关系是：1Pa=10-3 kPa(千帕)=10-6MPa(兆帕)，也就是1 MPa =103 kPa= 106Pa，
我们平时说的公斤【kgf/m2(千克力每平方米)实际上用的是kgf/cm2】、水柱（实际是毫米水柱mmH2O）、巴（bar）等，还有标准大气压（atm）、工程大气压（at）等均为非法定计量单位，它们与法定计量单位及相互之间的换算关系是：
1公斤（kgf/cm2）=98066.5 Pa≈105 Pa=100kPa=0.1 MPa
1巴（bar）=105 Pa 1工程大气压（at）=98066.5 Pa ≈105 Pa
1标准大气压（atm）=101325 Pa≈105 Pa
平时最常把0.1 MPa说成1公斤，也就是1巴，大约是1工程大气压。
中压天然气中压有中压A0.01MPa≤P≤0.2 MPa中压B0.2MPa＜P≤0.4 MPa；低压是小于0.01MPa，也就是10kPa，居民用户和一般商业用户供应低压气，民用灶前额定压力是2 000Pa（200mmH2O），允许波动范围是（1500~3000）Pa。
2、流量（m3/h和Nm3/h）
m3/h是在101325 Pa（也就是1标准大气压）20℃时的小时流量
Nm3/h在101325 Pa（也就是1标准大气压）0℃时的小时流量
3、常用到的换算关系
用气设备上所标注的是负荷（kW或MW），一般不标注小时流量，是因为各地使用燃气的热值可能不一样，这样会导致小时流量不同，所以不标注小时流量，有热负荷可以换算为小时流量。
常用燃气具额定耗气量（参考值）
计算公式：（Nm3/h）
Lg—燃气流量（Nm3/h）；
Q—热负荷（kW）；
η—热效率（一般为0.9）
Hl—燃气低热值（kJ/Nm3，一般近似为36000 kJ/Nm3）。
近似公式：（Nm3/h）
单位换算：1J＝0.24cal
常用燃气具额定耗气量（Nm3/h，参考值）
序号
燃气具名称
规格
1
家用灶具
单眼(4kW)
双眼(8kW)

0.4~0.6
0.8~1.2

2
公福大灶
20 kW
30 kW
36 kW
42 kW
2~2.5
3.5~4
4~4.5
4.5~5
3

家用热水器
8L(16 kW)
10L(20 kW)
12L(24 kW)

1.5~2
2~2.5
2.5~3

4
家用壁挂炉
20L(20 kW)
26L(26 kW)
28L(28 kW)
30L(30 kW)
2~2.5
3~3.5
3~4
3.5~4
5
工业锅炉
1T(0.7MW)
2T(1.4MW)
3T(2.1MW)

75~80
150~160
220~240

6
直燃机(制冷)
20(233 kW)
50(582 kW)
100(1163 kW)
200(2326 kW)
18.3
45.8
91.6
184
7
直燃机(制热)
20(179 kW)
50(449 kW)
100(897 kW)
200(1791 kW)
19.4
48.5
97
194
8
煲仔炉
单眼3.6MJ
单眼5.8MJ
四眼131MJ

0.1
0.16
3.6

中餐炒灶3.5m3/h 6头煲仔4 m3/h 9头灶3 m3/h
12头煮灶3.5 m3/h 蒸车4 m3/h