一、燃气的分类和质量要求

　　城市燃气的种类习惯上分为天然气T、人工燃气R、液化石油气Y三大类。此外还有沼气（生物气）。

　• 天然气的主要成分是甲烷 CH4 。

　• 天然气是指在自然界地质条件下，通过生物化学作用生成、运移，在一定压力下储集的可燃气体。

　　按形成条件分为：气田气、油田伴生气、凝析气田气、矿井气四种。

　　天然气质量指标符合国家现行的标准《天然气》SY7514的规定：

　　HS（硫化氢）＜20 mg/m3

　　CO2＞3.0(体积%)

　　高热值＞31.4Mj/m3

　• 当天然气在大气压下，冷却至约-162摄氏度时，天然气气态转变成液态，称为液化天然气。液化天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。

　• 压缩天然气是天然气加压并以气态储存在容器中。它与管道天然气的成分相同。可作为车辆燃料利用。

　• 天然气的用途

　　天然气主要可用于发电，以天然气为燃料的燃气轮机电厂的废物排放量大大低于燃煤与燃油电厂，而且发电效率高，建设成本低，建设速度快；另外，燃气轮机启停速度快，调峰能力强，耗水量少，占地省。
　　
　　天然气也可用作化工原料。以天然气为原料的化工生产装置投资省、能耗低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。

　　天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷，也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。

　　天然气汽车的废气排放量大大低于汽油、柴油发动机汽车，不积碳，不磨损，运营费用低，是一种环保型汽车。

　• 天然气的转换

　　天然气的转换是将煤气置换成天然气所进行的管线、阀门、调压气、燃气具的气体转换和燃具改装工程，以适应天然气运行和使用，天然气转换是一项复杂的系统工程。首先要将管道及输气设备中的煤气置换成天然气，然后逐户对居民和单位煤气用户进行煤气转换成天然气和灶具改装等工作。转换后将进行检漏和维修。

　• 西气东输工程

　　西气东输工程所用气源主要是塔里木气田的天然气，属于气井天然气，也叫气，主要成份为甲烷（CH4），体积组分约占天然气的96%，另外还含有乙烷、丙烷等其它烃类，以及CO2、N2等，几乎不含硫化氢，比空气轻，密度约为0.70kg/NM3，热值较高，可达8000-9000千卡/NM3，是一种清洁高效的上等能源。主要优点有：

　①　：天然气不含一氧化碳等有害物质，不会因泄漏而造**员中毒；

　②　经济：据测算，我市天然气预定价格相对于人工煤气和液化气较低一些。　　　　　　天然气的热值约为普通人供煤气的2.8倍，而预定价格仅为煤气的
　　　　　　2.5倍；

　③　清洁：天然气几乎不含杂质，燃烧，污染小，可节省灶具和燃烧器维
　　　　　　修费用；

　④　高效：天然气输配压力高，故城市天然气供应系统的建设与人工煤气相比
　　　　　　可节约大量投资。且天然气热利用率较高；

　⑤　方便：天然气热值高，热利用率高，节省做饭时间；

　⑥　用途广泛：天然气可广泛应用于化工、发电、工业和城市商业民用等各个
　　　方面，在 发电和工业方面的效益特别突出。

　• 我国和世界天然气应用状况比较及应用前景

　　我国是天然气资源相对比较丰富的国家，终可采资源量为10.5万亿立方米，世界19位，但开发利用程度却很低，天然气产量和消费量在全部能源的生产和消费结构中所占比例长期徘徊在20%左右，1996年我国人均天然气消费费仅占世界人均消费量的4%。而煤炭在我国能源消费中的比例高达75%，比世界平均水平高出52个百分点，我国有害气体SOX、CO2排放量分别占世界总量的15.1%、9.6%，由此造成酸雨覆盖面积已扩大到100万平方公里，每年直接经济损失100多亿元。我国已加入WTO，与世界的贸易合作和交流将会更加紧密，而外商更需要一个清洁的投资环境，国内和世界形势都对我国发展天然气提出了迫切的要求。我国天然气的应用前景十分广阔，长江三角洲及华南地区等一些资源匮乏的地区都
需要引进煤和石油等能源，交通负担沉重，运输成本过高，都渴望经济方便的管输能源，人们对生活质量的高要求和城市的高品位，也迫切要求天然气的应用。

　• 人工燃气的主要成分是甲烷、氢气H2、一氧化碳CO等。

　• 人工燃气是以固体或液体可燃物为原料，经人为加工制得的可燃气体。

　• 按制气方式分为：干馏煤气、气化煤气、油制气、高炉煤气四种。

　• 人工煤气质量指标符合国家现行的标准《人工煤气》 GB13612的规定：

　　CO＜10.0（体积%）

　　杂质：焦油、灰尘＜10mg/m3

　　HS＜20mg/m3

　• 性质:煤气为无色的有特殊臭味的易燃易爆，剧毒气体，主要成分有：烷烃、烯烃、芳烃、氢、一氧化碳等。自燃点为648.89℃，爆炸极限为4.5％－40％。易引起燃烧浓度为21％，大爆炸压力为7.94kg/cm2。燃烧热值为：3000－6000kcal/m3 。煤气密度0.4－0.6（空气＝1）。

　• 危 险性 :与空气混合能成为爆炸混合物，遇火星、高温有燃烧爆炸危险。

　•一氧化碳及煤气的来源凡是碳及含碳物质在氧气不足的情况下燃烧，都会产生一氧化碳，而生产和生活中都离不开碳的燃烧。煤气是由煤或焦炭，半焦等固体燃料或重油等液体燃料经干馏或气化制得。

　•毒害性人体吸入一氧化碳后，通过肺泡进入血液循环。与血液中得血红蛋白结合，即形成碳氧血红蛋白。一氧化碳的血红蛋白的结合能力较氧与血红蛋白的结合能力强300倍，而碳氧血红单被本身不能携氧，自身的解离又较氧合血红蛋白解离慢3600倍，这样就严重影响了血液的携氧，使组织缺氧，表现了一氧化碳对人体内呼吸的窒息作用。（特别是儿童，孕妇易于中毒）。城市用煤气中一氧化碳的含量约占10－30％。若吸入含5‰以上一氧化碳的空气时，就会引起重度的中毒症状，如昏迷、肺水肿、脑水肿、呼吸困难或不规则、心律失常、在短时间内休克甚至死亡。

　• 液化石油气的主要成分是丙烷C3H8、丁烷C4H10、丙烯C3H6、丁烯C4H8。

　• 液化石油气是在开采和炼制石油过程中，得到的一部分碳氢化合物。

　　液化石油气质量指标应符合国家现行的标准《液化石油气》 GB11174的规定。

　　C5及C5以上组分含量（体积%）不大于3.0；

　　残留物：蒸发残留物，ml/100ml≯0.05；

　　总硫含量（mg/m3）不大于343；

　　不含游离水。

　• 性质:液化石油气属于易燃易爆物质，是丙烷、丁烷、异丁烷、丁二烯、异丁烯等低分子烃类组成的混合物，它是由原油蒸馏或其它石油加工过程中所得到的各类烃类混合物。常温常压下，为无色易燃有毒气体，通常民用液化石油气添加恶臭剂后，有特殊臭味。气态相对密度：1.5－2，液化石油气在常温常压下为气体，低温或加压两种方法兼用就变成棕黄色液体，液态相对密度约0.5，微溶与水，由液相变气相，体积扩大250－350倍左右。易聚集在低洼处。液化石油气与空气混合形成爆炸混合物，遇火或高温燃烧爆炸。爆炸极限一般约为1.5％－10％，（由于组成、成分不同，爆炸上限有时达到33％）；容器大充装量80％。

　• 特性 :

　•燃烧、爆炸性：在空气中占1.5％－10％遇明火即可燃烧爆炸；4％－5％时，燃烧、爆炸佳。

　•受热膨胀性：受热气体可扩大250－350倍，膨胀率比水大16.1倍，其液态体积膨胀率比汽油、煤油都大。

　•气体泄漏的流散性与液化气的潜伏性：液化变为气态速扩散，形成高浓度区，迅速混合区，燃烧、爆炸猛。其扩散的区与区之间，迅速扩大而且电阻率大于10 13 cm 2，他们之间静电位达300付时即放电，产生燃烧爆炸。比重是空气的1.52倍，聚积在地面或低洼处，当流入河道中时，由于摩擦作用，即使逆风也会向水流方向扩散。遇火源即燃烧、爆炸。

　•吸热**性：一旦泄漏，便由液态急剧减压气化，沸点为-42℃±0.5－7℃，从四周吸入热量，迅速降温使容器外结冰，**有**性。

　•毒害性：空气中含有1％时，使人呕吐、**，10％时二分钟使人麻醉，时间稍长即可死亡。液化石油气中含有硫化氢（H2S），对人的神经系统危害极大.

　• 液化石油气在罐装和运输中极易产生静电，所以罐装和运输中应设有静电导除装置。

　•液化石油气属碳氢化合物，具有腐蚀性，对容器、管道、橡胶管、阀门、密封物料等有腐蚀作用，易发生脆变的泄漏，所以，要经常检查维修。

　• 火灾特点：

　　（1）燃点低，热值大。

　　（2）火焰温度高，辐射热强。

　　（3）爆炸速度快，破坏冲击性强。

　　（4）复燃的危险性大。

　•危险性：液化石油气着火，无论是对贮罐，还是气瓶，皆具有直接的威胁，他们都成了威力巨大，随时可能爆炸的“”。着火时容器受火燃烧辐射和热气流的影响，其内压力变化有三种情况出现：

　•受热50℃时，其饱和蒸气压为1.4MPa，压力增加与温度升高成正比，其速度约为20.3－30.4KP/℃。

　•在容器内的液量很少时，当达到某一温度时液态全部气化，此时气体压力的增加与温度的升高成正比。

　•容器受热后，内部的液体膨胀造成内部压力剧增，此种情况危险，在火灾中这种情况极易出现。容器金属壁被加热，材料机构强度下降，发生塑性变形。容器内压力的剧增，造成容器物理性爆炸，容器一旦爆裂，除了大量的液化气冲出以外还同时会抛出金属碎块，足以伤害人体和建筑物毁坏。

　• 汽车用液化石油气执行SY7548——1998《汽车用液化石油气》标准外，还应符合下列规定：mg/m3

　• 烯烃含量≤5.0（体积%）

　• 丁二烯含量≤0.5（体积%）

　•车用丙、丁烷混合物I，车用丙烷≥60%（体积%）车用丙、丁烷混合物II，5月—10月，车用丙烷≥40%（体积%），其他月份车用丙烷≥60%（体积%）。

　• 总硫含量（mg/m3）不大于140

　• 不含游离水。

　4、沼气（生物气）的主要成分是甲烷。

　• 沼气是有机物在隔绝空气的条件下发酵，在微生物作用下产生的可燃气体，又叫生物气。

　•沼气中的组份以甲烷为主，同时含有氢气、C2和少量的一氧化碳等，是易燃易爆的窒息性气体，比重比空气轻，极易燃烧。

　•空气中甲烷（含C2以上组分）浓度高于80，人会因缺氧窒息，当空气中甲烷达20－30％，因窒息作用会引起**，脉搏加快，呼吸量增加，注意力减退，细小肌肉运动失调等。

　5、气源对比。

气源分类表

二、燃气的基本特性

　1、密度：指单位容积所含有的重量。

　　液化石油气的气态密度为2.0—2.5kg/Nm 3

　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：单位容积燃气燃烧所放出的热量，成为该燃气的热值。

　　热值分为高热值和低热值。

　　高热值是指单位燃气燃烧后，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。

　4、理论空气量：指单位燃气按燃烧反应方程式燃烧所需要的小空气量。

　　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。

　5、膨胀与压缩

　　液态液化石油气的体积因温度升高而膨胀。在装满液化石油气的密闭容器中，随温度的升高，其体积迅速膨胀使压力很快升高到将容器爆破。如将水的体积膨胀系数设为1，液态液化石油气的体积膨胀系数大约是水的16倍。

　6、饱和蒸气压

　　液态烃的饱和蒸气压，简称蒸气压，就是在一定温度下密闭容器中的液体及其蒸气压处于动态平衡时蒸气所表示的**压力。

　　饱和蒸气压与容器的大小及液量多少无关，与液化石油气的组份及温度有关。温度升高时，饱和蒸气压增大；轻组份比重组份的饱和蒸气压大。

　7、气化潜热

　　气化潜热就是单位质量（1KG）的液体变成与其处于平衡状态的蒸气所吸收的热量。

　　物质从气态转变为液态，叫液化；气态转变为液态时，要放出热量。物质从液态转变为气态，叫气化。液态转变为气态时，要吸收热量。

　　液化石油气以液态储存，各种燃具使用的都是气态液化石油气。所以液化石油气经过从液态转变为气态的过程，称气化或蒸发，要吸热。当外界温度低不能供给气化或蒸发所需的热量时，液化石油气吸收自身的热量，使温度降低直至停止气化。

　8、压力的分类

　　单位面积上的压力称作压力强度，简称压强。工程上把压强简称为压力。压力又分相对、**压力、负压力。

　　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。

　　**压力：大气压力与表压力之和，叫**压力，又叫实际压力。

　　负压力：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，因表示的数值为正，叫负压力。也叫真空度。

　• 火温度

　　燃料能连续燃烧的低温度，称着火温度。在常压（大气压）下，液化石油气的着火温度为365—460℃，天然气的着火温度为270—540℃，城市煤气着火温度为270—605℃。其着火温度比其它燃料要低的多，所以又叫。

　10、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（见后页表）

　11、燃烧的热值

　　气体燃料中的可燃成分（氢、一氧化碳、碳氢化物、硫化氢）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程叫做燃烧。

　　燃烧的三个条件：可燃物、助燃物（氧）、着火源缺一不可。

　　一标准立方米燃气燃烧所放出的热量，称为该燃气的热值。单位为KJ/m 3。

　　热值分为高热值和低热值。

　　一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3,天然气的是36000—46000KJ/m 3，液化石油气的是88000—12000KJ/m 3。

　　按1KCAL=4.1868KJ 计算：

　　焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCAL/m3；天然气的是8600—11000KCAL/m3；液化石油气的是21000—286000KCAL/m3。

三、燃气

　　燃气是易燃易爆有毒的物质，在燃气生产、供应、使用的各个环节中由于产品质量不合格，设备、管道、燃具失修、损坏以及操作使用不当等原因，使燃气泄漏出来，即可能造成火灾、爆炸、中毒事故。因此加强燃气的使用管理，保证供气，不仅是燃气供应单位的事，也是每一用户的必须加以提高认识的。

　　防火防爆主要措施

　• 防止形成爆炸性混合气体；

　• 除设备、管路的“跑、冒、滴、漏”；

　• 消除人为的燃气放散；

　• 防止空气渗入设备；

　• 设备通风装置；

　• 设备监测、报警装置。

　• 消除着火源：

　• 所有电器均应使用防爆电器；定期检查、维修；

　• 生产区内严禁烟火；

　•机动车要装消火器，不准进入生产车间，不得在生产区修理车辆；

　• 在生产区进行检修或安装工作应使用无火花工具；

　• 生产区检修动或使用非防爆电器应按危险作业规定执行；

　• 燃气设备、工艺系统采取防静电措施；

　• 罐区及建筑物采取防雷措施；

　• 生产辅助区应严格控制着火源。发生危险情况时，要能及时全部熄灭。

　• 危险作业的管理

　　生产区严禁烟火，但常用检修设备或施工，需要动火或使用非防爆工具，均属于危险作业，必须加以管理的。

　　危险作业前，应由单位负责人及有关人员对现场检查，制定作业方案，提出申请，经有关部门批准后方可实施。

　　危险作业实施前应**燃气及可燃物，做好灭火储备工作，待一起焊测确认后，由作业的负责人下令，才能开始作业。

　　作业中应有专人用仪器不断监测，发现异常情况时，应采取有效处理措施，必要时应停止作业。

　　作业后应检查，确保。

四、城市中的供气压力

　　按输送燃气压力等级分类又可分为高压燃气管道、中压燃气管道和低压燃气管道。

城镇燃气输送压力（表压）分级表

某些气体在20℃、常压时爆炸极限%