燃 气 常 识
第一部分 燃气的分类与性质
一、燃气的分类
燃气是指所有的天然和人工的气体燃料，城市用燃气是由多种气体组成的混合气体，其
中含有可燃气体、少量惰性气体和混杂气体。
可燃气体有：氢（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烯（C4H8）、丁烷（C4H10）、戊烯（C5H10）、戊烷（C5H12）、苯（C6H6）等。 惰性气体有：氮（N2）及其它不活泼气体。
混杂气体有：水蒸气（H2O）、二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）、氰化氢（HCN）和硫化氢（H2S）等。
其中，CO、H2S、HCN都是有毒气体，对人体有害，还有许多气体在高温下能对金属起腐蚀作用。
燃气按成因不同，主要分为：天然气、人工燃气、液化石油气和沼气。 （一）天然气
天然气一般可分为四种：
1、气田气，也称纯天然气（简称天然气）
主要成分是CH4，体积分数为95%左右，还含有少量的CO2、H2S、N2和微量的氦、氖、氩等气体。我国四川地区，陕北长庆干气田天然气属于这一类，四川天然气CH4体积分数不少于90%，标态下发热量34800-36800KJ/m3；长庆气田CH4体积分数98%，标态下发热量为36590KJ/m3。
2、石油伴生气
伴生气是石油开采过程中提出的气体，它的主要成分也是甲烷，体积分数为80%左右，另外，还含有一些其它烷烃类占15%，所以热值较高。大港地区的天然气属于这一类，CH4体积分数为80%，乙烷、丙烷和丁烷等体积分数约为15%，标准状态下发热量为41900KJ/m3。
3、凝析气田气
含有石油轻质馏分的燃气。
4、矿井气（煤层气） 从煤矿矿井中抽出的燃气。
5、煤层气俗称瓦斯
是一种以吸附状态为主、生成并储存于煤层及其围岩中的甲烷气体,是煤矿事故的\头号杀手\在俄罗斯、加拿大之后我国是世界上第三大煤层气储量,储量预计为36.81万亿立方米,相当于450亿吨标煤,350亿吨标油,与陆上常规天然气资源量相当,其中适于开发的约占总量的60%。
（二）人工燃气 1、干馏煤气
煤在隔绝空气的情况下经加热干馏所得的燃气。含CH4和H2量较高低热值为18MJ/Nm3左右，无色无味。
2、高炉煤气
是炼铁高炉生产过程中的副产品，可燃成分主要是CO，同时还含有大量的CO2和N2，热值很低，一般不超过3700KJ/Nm3。无色无味，无臭，毒性极强。
3、发生炉煤气
主要成份是CO和H2。用来作为工厂内部燃料或城市煤气中的掺混气而生产的。热值为3900-5400KJ/Nm3。
4、水煤气
主要成份是CO和H2。发热量为10800KJ/Nm3左右。
5、高压气化气
主要成份是H2、CO和CH4。发热量为16700KJ/Nm3左右。
6、油制气
（1）蓄热热裂解气：主要成份是CH4、H2、C2H4、C3H6。
（2）蓄热催化裂解气：主要成份是H2、CH4、CO。热值为17600-20900KJ/Nm3。 （3）自热裂解气和加压裂解气：热值为16700KJ/Nm3。 （三）液化石油气
是开采和炼制过程中，作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。主要成份是：C3H8、C3H6、C4H10、C4H8，习惯上又称C3、C4。常温、常压下呈气态，当压力升高或温度降低时，很容易转变为液态。其液态体积约为气态时的1/250，所以液态时便于运输。气态时的热值为92100-121400KJ/Nm3。液态时的热值约为45200-46100KJ/kg。
液化石油气属于二次能源。 （四）沼气
各种有机物质，如蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等。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，叫做沼气。主要成份：CH4占60%左右，CO2占35%左右，含有少量H2、CO等，发热值约20900KJ/Nm3。
确定城市输配系统的压力级制、管径、燃气管网构筑物及防护和管理措施，都与燃气的种类有关。
二、燃气的性质
（一）气体燃料特点：
1、具有基本无公害燃料的综合特性
气体燃料是一种比较清洁的燃料。它的灰分、含硫量和含氨量较煤和油燃料要低得多，燃气中粉尘含量极少，近年来，由于气体燃料脱硫技术的进步，在燃烧时几乎可以忽略SOX的发生。气体燃料中所含的氮与其他燃料相比，燃烧时转化成NOX少，并且对于高温生成的NOX量的抑制，也比其他燃料容易实现。因此，对于保护环境提供了有利条件，同时，气体燃料由于采用管道输送，没有灰渣，基本消除了在运输、贮存过程中发生的有害气体、粉尘和噪声干扰。燃烧烟气还可以直接加热热水或对物料进行干燥。在有些情况下，利用降低烟气温度，使烟气中大量蒸汽析出，回收凝对水，甚至比其他方法制取软水更为合算。
2、容易进行燃烧调节
燃烧气体燃料时，只要喷嘴选择合适，便可以在较宽范围内进行燃烧调节，而且还可以实现燃烧的微调，使其处于最佳状态。燃料气体燃烧不仅可以适应低过氧燃烧，而且具有能够迅速适应负荷变动的特性，从而为降低燃料消耗、增大燃烧效率提供了有利条件。
3、作业性好
与油燃料相比，气体燃料输送免去了一系列的降粘、保温、加热预处理等装置，在用户处也不需要贮存措施。因此燃气系统简单，操作管理方便，容易实现自动化。另外，燃气几乎没有灰分，允许大幅度提高烟气流速，受热面的积灰和污染远比燃煤、燃油时轻微，不需要吹灰设备，在其他条件相似的情况下，燃气锅炉的炉膛热强度高于燃煤、燃油锅炉。因此，燃气锅炉的体积小、金属、耐火、保温等材料以及建设投资大大降低。
4、容易调整发热量
特别是在燃烧液化石油气燃料时，在避开爆炸范围的部分加入空气，可以按需要任意调整发热量，因此，在液化石油气贮配站中常设有鼓风机或用压缩空气来稀释燃气。
气体燃料的主要缺点是它与空气在一定比例下混合形成爆炸性气体，而且气体燃料大多数成分对人和动物是窒息性的或有毒的，对使用安全技术提出了较高的要求。
（二）燃气基本性质
为了更好的了解燃气特性，表1-1和表1-2中列出了几种常用燃气组成成分的特性数据，实际应用时，根据具体情况，按照实际的供气组成体积比，加以核对和计算。
某些低级烃的基本性质[273.15K、101325Pa] 表1-1
气体 分子式 分子量M 摩尔容积 VM（Nm3/kmol） 密度 ρ（kg/Nm3） 气体常数 R[KJ/（kg.k）] 临界温度Te（K） 临界压力 Pe（MPa） 临界密度 Ρc（kg/N/m3） 高发热值 39.842 70.351 63.438 Hh（MJ/Nm3） 低发热值 H1（MJ/Nm3） 爆炸极限 爆炸下限 5.0 Lh（体积%） 爆炸上限 15.0 L1（体积%） 粘度 13.0 34.0 9.5 11.7 8.5 8.5 8.3 2.9 2.7 2.1 2.0 1.5 1.8 1.4 162 210 220 226 发热值 101.266 93.667 133.886 123.649 133.048 122.853 169.377 156.733 232 225 221 232 517.1 273.7 284.3 184.5 193.8 137.2 137.8 107.3 22.3621 22.1872 22.2567 21.9362 21.990 21.5036 21.5977 20.891 甲烷 CH4 16.0430 乙烷 C2H6 30.0700 乙烯 C2H4 28.1540 丙烷 C3H8 44.0970 丙烯 C3H6 42.0810 正丁烷 异丁烷 正戊烷 C4H10 C4H8 C5H12 58.12458.12472.1510 0 0 0.7174 1.3553 1.2605 2.0102 1.9136 2.7030 2.6912 3.4537 临界参数 191.05 305.45 282.95 368.85 364.75 425.95 407.15 470.35 4.6407 4.8839 5.3398 4.3975 4.7623 3.6173 3.6578 3.3437 35.902 64.397 59.477 93.240 87.667