天然氣燃燒特性課件

1、天然氣氣質(zhì)變化對燃燒的影響同濟大學 姜正侯上海市燃氣管理處 席德粹天然氣氣質(zhì)變化對燃燒的影響同濟大學 姜正侯上海市燃氣管理一、燃氣的分類 二、燃氣輪機對燃燒的要求 三、天然氣的物理、化學、燃燒特性 五、天然氣的質(zhì)量標準 六、燃氣輪機對天然氣的質(zhì)量要求 七、結(jié)論 四、天然氣的組分和特性參數(shù) 一、燃氣的分類 二、燃氣輪機對燃燒的要求 三、天然氣的物理、一、燃氣的分類1、天然氣 以CH4為主要成分,尚有C2H6、C3H8、N2、CO2等成分，屬熱值較高的燃氣。 2、液化石油氣 以C3H8、C3H6、C4H10、C4H8為主要成分，屬熱值最高的燃氣。3、人工燃氣 以煤、油為原料生產(chǎn)的燃氣,由H2、CO

2、、CH4、CnHm 、CO2、N2、O2等組成.屬熱值中等或較低的燃氣。以上三類燃氣都適用于燃氣輪機,但以天然氣為最優(yōu)。 三類燃氣的燃燒特性和設計參數(shù)各不相同。 一、燃氣的分類1、天然氣 以CH4為主要成分,尚有C2H6、二、燃氣輪機對燃燒的要求 2、燃燒火焰穩(wěn)定不脫火、不回火、燃燒完全（不結(jié)炭、煙氣中CO、CH4等殘留物少）。1、熱負荷穩(wěn)定3、熱效率高過剩空氣系數(shù)小，燃燒完全度高。4、排放物符合環(huán)保要求CO、SO2、NOX、固體顆粒等排放物不超標。5、不損壞機器.燃燒前與燃燒后的腐蝕、磨損、損傷、堵塞。固體雜質(zhì)、液滴、水露、烴露、硫化物、痕量金屬。二、燃氣輪機對燃燒的要求 2、燃燒火焰穩(wěn)定不

3、脫火、不回火、燃三、天然氣的物理、化學和燃燒特性 2、密度、相對密度3、熱值 （高熱值、低熱值） 4、華白數(shù)W（熱負荷指數(shù)）代表燃燒速度的快慢、火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊目炻?6、水露點 7、烴露點 1、組分5、燃燒勢CP三、天然氣的物理、化學和燃燒特性 2、密度、相對密度3、熱值8、著火溫度與著火濃度 9、爆炸極限 10、固體顆粒含量 11、硫含量 12、金屬含量 13、其他（壓縮系數(shù)、粘度、比熱等） 以上這些特性都可以按天然氣組分計算或?qū)嶒灉y定 下限上限純CH45%15%純C2H62.9%13%8、著火溫度與著火濃度 9、爆炸極限 10、固體顆粒含量 1四、天然氣的組分和特性參數(shù) 成分 塔里木氣 陜甘

4、寧氣 東海氣 西澳卡拉沙LNG印尼東周LNG CH4 96.226 94.70 88.48 88.774 96.64 C2H6 1.770 0.55 6.68 7.542 1.97 C3H8 0.300 0.08 0.35 2.588 0.34 iC4H10 0.0620.01nC4H10 0.0750.01iC5H12 0.020nC5H12 0.016C6H14 0.051四、天然氣的組分和特性參數(shù) 成分 塔里木氣 陜甘寧氣 東海氣成分 塔里木氣 陜甘寧氣 東海氣 西澳卡拉沙LNG印尼東周LNG C7+ 0.038 CO2 0.473 2.71 3.52N2 0.967 1.92 0.97

5、 0.074 0.90 He 0.02 H2S 0.002 H2O 其他 1.022 0.15 總計 100 100 100 100 100 注：1、不同資料來源數(shù)據(jù)略有不同 2、天然氣均以CH4, C2H6為主要成分 3、上述天然氣均屬城市燃氣分類中的12T 成分 塔里木氣 陜甘寧氣 東海氣 西澳卡拉沙印尼東周C7+ 天然氣的若干特性參數(shù)（0、101.328kPa） 特性單位 純甲烷塔里木氣 陜甘寧氣 東海氣 西澳卡拉沙LNG印尼東周LNG 密度kg/m3 0.71740.74990.76700.81900.79200.7377相對密度 0.55480.5799 0.59320.63340.

6、61250.5705高熱值 MJ/m3(kcal/m3) 39.842( 9516 )40.282(9621) 38.224(9130) 40.306 (9627) 43.296 (10341) 40.233(9609)低熱值 MJ/m3(kcal/m3)35.906( 8576)36.336( 8679) 34.456 ( 8230) 36.398(8694)39.145(9350)36.286(8667)華白數(shù)（高） MJ/m3(kcal/m3）53.494(12777)52.895(12633)49.628(11854)50.648(12097)55.323(13214)53.268(1

7、2723)華白數(shù)（低） MJ/m3(kcal/m3)48.209(11515)47.716(11397)44.736(10685)45.738(10924)50.019(11947)48.042(11475)燃燒勢 40.339.837.438.741.840.2天然氣的若干特性參數(shù)（0、101.328kPa） 特性單位特性單位純甲烷塔里木氣 陜甘寧氣 東海氣 西澳卡拉沙LNG印尼東周LNG 最低著火溫度540運動粘度m2/s14.5氣體常數(shù)J/kg.k518臨界壓力MPa4.641臨界溫度K190.7臨界壓縮因子0.290空氣中爆炸極限（上限）%15空氣中爆炸極限（下限）%5定壓比熱kJ/m

8、3.K1.545絕熱指數(shù)1.309導熱系數(shù)W/m.K0.03024特性單位純甲烷塔里木氣 陜甘寧氣 東海氣 西澳卡拉沙印尼東周五、天然氣的質(zhì)量標準 GB5002898城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范規(guī)定： 1、城鎮(zhèn)燃氣應按基準氣分類,其熱值和組分的波動應符合城鎮(zhèn)燃氣互換性的要求。 2、城鎮(zhèn)燃氣偏離基準氣的波動范圍宜按現(xiàn)行的國家標準城鎮(zhèn)燃氣分類GB/T 13611的規(guī)定采用，并應適當留有余地。 4、在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，天然氣的烴露點應比最低環(huán)境溫度低5，天然氣中不應含有固態(tài)、液態(tài)或膠狀物質(zhì)。 3、天然氣的熱值、總硫和硫化氫含量、水露點指標應符合現(xiàn)行國家標準天然氣GB17820的一類氣或二類氣的規(guī)定

9、。 以上質(zhì)量標準對燃氣輪機基本上也適用。五、天然氣的質(zhì)量標準 GB5002898城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范燃 氣華白數(shù)（高） MJ/m3(kcal/m3) 燃燒 勢 類 別標準 范圍 標準范圍天然氣10T 43.8（10451） 41.247.3 （9832） （11291）33 31-34 天然氣12T 53.5（12768） 48.157.8 （11495） （13796）40 36-88 天然氣13T 56.5（13500） 54.358.8 （12960） （14040）41 40-94 GB/T13611-92城市燃氣的分類（摘錄） 燃 氣華白數(shù)（高） MJ/m3(kcal/m3) 燃燒 勢G

10、B50028-93推薦的10T和12T天然氣華白數(shù)波動范圍（MJ/m3） 類別 標準（基準氣） GB/T13611-92范圍 城鎮(zhèn)燃氣商品氣范圍 10T43.8 41.247.3-5.94%8.00% 42.4945.99-3%5% 12T 53.5 48.157.8-10.1%8.0% 50.8356.18-5%5% GB50028-93推薦的10T和12T天然氣類別 標準（基GB17820天然氣（摘錄） 天然氣的技術(shù)指標 GB/T 17283 水露點() GB/T 13610 =3.0 二氧化碳(體積%) GB/T 11060.1 =460 =20=6硫化氫(mg/m3)GB/T 1106

11、1 =460 =200 31.4 高熱值(MJ/m3)實驗方法 三類 二類 一類 項目 城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范規(guī)定應使用一類或二類氣,但CO2含量可放寬。在天然氣交接點的壓力和溫度條件下,天然氣的水露點應比最低環(huán)境溫度低5 GB17820天然氣（摘錄） 天然氣的技術(shù)指標 GB/T國標對城鎮(zhèn)天然氣12T的具體質(zhì)量要求 高熱值 33.7 MJ/m3（0時） 華白數(shù)允許波動范圍 5% 總硫（以硫計） =200mg/m3 硫化氫 31.4 MJ/m3（20時）國標對城鎮(zhèn)天然氣12T的具體質(zhì)量要求 高熱值 33.六、燃氣輪機對天然氣的質(zhì)量要求性能指標 高限 低限 說明 低熱值 4MJ/m3校正華白數(shù) +5%

12、-5% 超過范圍時可協(xié)商 過熱度 50F(27.8 )高于水露點或烴露點的度數(shù)天然氣組分 CH4 100 85 占反應物體積% C2H6 15 0 同上C3H8 15 0 同上C4+ 5 0 同上H2 0 0 同上CO 15 0 同上O2 10 0 同上CO2 15 0 占天然氣總量體積%N2 30 0 同上六、燃氣輪機對天然氣的質(zhì)量要求性能指標 高限 低限 說明 低性能指標 高限 低限 說明 惰性氣體總量 30 0 占天然氣總量體積% 硫 中國國標規(guī)定符合要求 芳烴（苯，甲苯等） 需要提出數(shù)據(jù) 0當天然氣預熱溫度較高時會生成膠狀物 固體顆粒總量ppmw 23-35 0 尚需乘以天然氣低熱值/純甲烷低熱值 10顆粒ppmw 0.2-0.4 0 同上痕量金屬（鈉、鉀）ppmw 0.8 0 同上。一般天然氣中只含有由鹽水帶入的鈉，鉀 液滴 0 0 液滴會損壞機器部件 點火性能 應符合一般天然氣的點火性能，否則需協(xié)商 供氣壓力 與燃氣輪機型號有關(guān)，供貨方應提出建議。壓力波動可通過調(diào)壓器穩(wěn)壓。性能指標 高限 低限 說明 惰性氣體總量 30 0 占天然氣結(jié) 論 1、燃氣輪機對天然氣的質(zhì)量要