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燃气知识——燃气的性质

一、天然气的主要性质
(一)天然气的密度和相对密度
单位体积天然气的质量称为天然气的密度，单位为kg/m³。天然气的相对密度是指在同温同压条件下，天然气的密度与空气的密度之比。通常所说的天然 气的相对密度，是指压力为101.325kPa(1个大气压)、温度为273.5K (即0℃)条件下天然气密度与空气密度之比，即天然气在标准状态下的相对密度。常温、常压下甲烷的密度为0.7174kg/m³,相对密度为0.5548。天然气的密度一般为0.75～0.80kg/m³,相对密度一般为0.58～0.62。

Pg=m/v

式中   Pg——天然气的密度，kg/m³;
      m——天然气的质量，kg;
      v——天然气的体积，m³。
(二)含水量
天然气中水汽的含量与输送温度、压力有关，常以绝对湿度、相对湿度和露点来表示其含量的多少。
1.绝对湿度
单位体积天然气所含水汽的质量，称为天然气的绝对湿度，单位为g/m³。
2.相对湿度
在给定条件下，天然气含水汽量与其饱和时含水汽量之比，称为天然气的相对湿度。
3.露点
在一定压力下，天然气含水量达到饱和时的温度，称为天然气的露点。
水汽在天然气中的存在具有潜在的危险，当输送温度降低到天然气的露点时，水汽会凝析出来，从而降低输气能力和降低热值，加速 H₂S 和 CO₂ 对管道的腐蚀。为此，输气之前，必须将天然气中的水汽尽量脱除，使得其露点低于输送温度。
(三)爆炸极限计算
爆炸极限不是一个固定值，它会随着混合气体原始温度、原始压力以及其中的惰性介质含量等因素而变化。
只含有可燃气体的混合气体的爆炸极限可按式(1-2)计算：

式中     L——混合气体的爆炸下(上)限，%;
        L1,L₂ ,…,Ln——混合气体中各可燃气体的爆炸上(下)限，%
        y₁ ,Y₂ ,…,yn——各组分体积分数，%。

二 、燃气燃烧
(一)燃气着火温度
着火温度是指将物质在空气中加热时，开始并继续燃烧的最低温度，也叫燃点，亦称着火点。可燃混合物只有达到着火温度后才能自燃。着火温度并非可燃混合物的固定参数，当环境散热能力强时，着火温度将升高。
燃气开始燃烧时的温度称为燃气着火温度。不同可燃气体的着火温度不同，在纯氧气中的着火温度比在空气中的数值低50～100℃。
(二)燃气的火焰传播速度
燃气、空气的混合气体中，火焰面向未燃气体方向传播或燃烧的速度叫燃烧 速度或火焰传播速度。人们将达到着火温度的燃气与空气混合气的瞬间燃烧称为点火。燃烧首先从极薄的表面上开始，燃气分子同氧进行反应，产生的热同时使附近的混合气层点燃形成新的火焰面，并逐层传播。
燃烧速度是气体燃烧的最重要特性之一，其大小是与燃气的成分、温度、混合速度、混合气体压力、燃气与空气的混合比例有关。如氢气的热传导系数大，燃烧速度快，而甲烷、丙烷、丁烷气体的热传导系数小，燃烧速度就慢。燃气中如含惰性气体，火焰传播速度降低。可燃气体温度上升，火焰传播速度和火焰温度也上升。当空气量略低于理论空气量，即一次空气系数小于1时，燃烧速度为最大。燃烧速度因火焰的方向而异，一般是向上最快，横向次之，向下最慢。
(三)热值单位的换算
热值定义：1标准立方米某种气体完全燃烧放出的热量。符号为q,单位为焦耳每立方米(J/m³)。
常用热值单位的换算：
1 卡(cal)=4.186 焦(J);
1 大 卡 = 1kcal=1000 卡；
1 兆 焦 = 1MJ=1000000J=239kcal;
大庆石油伴生气的低位热值为48.4MJ/m³(11562kcal/m³);用气的低位热值为36.44MJ/m³(8709kcal/m³);通常天然气的低位热值为36MJ/m³(8600kcal/m³)。
热值换算：
天然气=1;
焦炉煤气=0.471;
90*汽油(kg)=1.212;
电力(kW ·h)=0.101;
标煤(kg)=0.834。