1、燃氣新技術研究燃氣新技術研究報告人：周衛紅報告人：周衛紅遼寧科技大學資源與土木工程學院遼寧科技大學資源與土木工程學院日期：日期：2011年年4月月2日日 一、燃氣互換性研究一、燃氣互換性研究 二、燃氣自動巡檢系統簡介二、燃氣自動巡檢系統簡介1. 燃氣互換性研究背景燃氣互換性研究背景 氣源結構發生改變。（以人工煤氣為主，逐步轉氣源結構發生改變。（以人工煤氣為主，逐步轉化為以天然氣為主）化為以天然氣為主） 天然氣的種類很多。（氣田氣、石油伴生氣、煤天然氣的種類很多。（氣田氣、石油伴生氣、煤層氣、液化天然氣。進口的液化天然氣和管輸天層氣、液化天然氣。進口的液化天然氣和管輸天然氣）然氣） 終端用戶要求

2、不同。（新灶具和熱水器標準已經終端用戶要求不同。（新灶具和熱水器標準已經執行，大量工業用戶，汽車用戶）執行，大量工業用戶，汽車用戶） 氣源不穩定。氣源不穩定。 氣源緊張，需要備用氣源。氣源緊張，需要備用氣源。 互換性：互換性：以某種氣體（置換氣）代替另一種氣體（基準以某種氣體（置換氣）代替另一種氣體（基準氣）后，其華白數和燃燒性質在一定范圍內。氣）后，其華白數和燃燒性質在一定范圍內。 美國在美國在2020世紀世紀3030年代根據本國天然氣情況制定了年代根據本國天然氣情況制定了AGAAGA法法等判定方法。等判定方法。2020世紀世紀5050年代歐洲也相繼制定了自己的標年代歐洲也相繼制定了自己的標

3、準。準。 2020世紀世紀9090年代美國和加拿大開始大量進口國外天然氣，年代美國和加拿大開始大量進口國外天然氣，開始了新一輪燃氣互換性標準的研究。開始了新一輪燃氣互換性標準的研究。 美國：美國：20052005年年2 2月，白皮書，月，白皮書，3 3年過渡期內的標準。年過渡期內的標準。 歐洲：歐洲：20052005年年2 2月天然氣標準，月天然氣標準，20062006年生效；年生效； 20102010年年6 6月，與燃燒性質相關的參數。月，與燃燒性質相關的參數。 2. 燃氣互換性研究現狀燃氣互換性研究現狀 20072007年，中國燃氣協會，中國浙江，年，中國燃氣協會，中國浙江，“城市天然氣城

4、市天然氣互換性研討會互換性研討會”，開始了燃氣互換性工作的研究。，開始了燃氣互換性工作的研究。 協會呼吁：發出了協會呼吁：發出了“關于開展天然氣互換性研究的關于開展天然氣互換性研究的建議建議”的倡議。的倡議。 國內，只有燃氣國內，只有燃氣分類標準分類標準GB/T 13611-2006GB/T 13611-2006城鎮燃城鎮燃氣分類和基本特性氣分類和基本特性，沒有互換性標準。沒有互換性標準。 李猷嘉院士在李猷嘉院士在20102010年連續發表多篇文章詳細闡述關于年連續發表多篇文章詳細闡述關于燃氣互換性問題。燃氣互換性問題。 我們想做的工作也就是在分類標準和國外以前判定方我們想做的工作也就是在分類

5、標準和國外以前判定方法的基礎上找出合適的備用氣源。法的基礎上找出合適的備用氣源。按燃氣的來源可分為：按燃氣的來源可分為：天然氣天然氣人工燃氣人工燃氣液化石油氣液化石油氣生物質氣生物質氣 序號序號燃氣類別燃氣類別體積分數（體積分數（%）低熱值低熱值/(MJ/m3)CH4C3H8C4H10CmHnCOH2CO2O2N2（一）（一）固體燃料干餾煤固體燃料干餾煤氣氣1焦爐煤氣焦爐煤氣27265631518.252連續式直立炭化連續式直立炭化爐煤氣爐煤氣181.7175650.3216.16（二）（二）固體燃料氣化煤固體燃料氣化煤氣氣1加壓氣化煤氣加壓氣化煤氣180.7185630.3415.412水煤

6、氣水煤氣1.234.452.08.20.2410.383發生爐煤氣發生爐煤氣1.80.430.48.42.40.256.45.90（三）（三）油制氣油制氣1重油蓄熱熱裂解重油蓄熱熱裂解氣氣34.08.31.528.73.816.73.60.43.041.532重油蓄熱催化裂重油蓄熱催化裂解氣解氣16.6517.246.57.01.06.717.54（四）（四）高爐煤氣高爐煤氣0.328.02.710.558.53.94序序號號燃氣類別燃氣類別體積分數（體積分數（%）低熱值低熱值/(MJ/m3)CH4C3H8C4H10CmHnCOH2CO2O2N21純天然氣純天然氣980.30.30.41.03

7、6.222石油伴生氣石油伴生氣81.76.24.864.940.30.21.845.473凝析氣田氣凝析氣田氣74.36.751.8814.91.620.5548.364煤層氣煤層氣99.140.8635.58液化石油氣：液化石油氣：50%50%丙烷；丙烷；50%50%戊烷；戊烷； 低熱值：低熱值：108.44 MJ/m3 生物質氣：生物質氣：60%甲烷；甲烷；35%二氧化碳二氧化碳 低熱值：低熱值：21.77 MJ/m3沼氣的用途沼氣的用途 發電發電 汽車加氣汽車加氣 城市氣源城市氣源 沼氣利用過程中的一個重要問題沼氣利用過程中的一個重要問題氣體凈化。氣體凈化。 凈化手段：凈化手段： 化學吸

8、收、物理吸收、物理方法（變壓吸附）化學吸收、物理吸收、物理方法（變壓吸附）鞍山羊耳峪垃圾填埋氣鞍山羊耳峪垃圾填埋氣沈陽老虎沖填埋沼氣發電效果圖沈陽老虎沖填埋沼氣發電效果圖 華白數華白數dHWh/華白數：燃氣華白數：燃氣熱值熱值和和相對密度相對密度相關的參數。相關的參數。 在壓力不變時，華白數是選用灶具的重要參數。在壓力不變時，華白數是選用灶具的重要參數。 燃燒勢燃燒勢dCHCOHHKCPn4m23 . 0C6 . 00 . 1）（220054. 01OK 反應燃燒速度的參數，也是與回火、離焰和黃焰反應燃燒速度的參數，也是與回火、離焰和黃焰相關的參數。相關的參數。 燃氣互換性計算程序燃氣互換性計

9、算程序組分組分(v/v)CH4H2COCO2N2O2C2H6C3H8C4H10天然氣天然氣89.38003.465.390.061.580.110.02人工煤氣人工煤氣22.360.592.22.812.200液化石油液化石油氣氣C3H8C3H6正丁烷正丁烷異丁烷異丁烷1-丁烯丁烯順丁烯順丁烯反丁烯反丁烯1.3丁二烯丁二烯0.520.6423.4552.5712.143.86.70.18 不同燃氣成分組成不同燃氣成分組成燃氣種類燃氣種類密度密度相對密度相對密度高熱值高熱值低熱值低熱值高華高華白數白數低華低華白數白數燃燒燃燒勢勢爆炸下爆炸下限限爆炸上爆炸上限限天然氣天然氣0.8020.62036

10、.86033.23446.80242.19735.3494.94114.99人工煤氣人工煤氣0.4490.34819.28017.08632.69928.977126.024.68638.341液化石油液化石油氣氣2.6332.036130.12120.4591.18984.4182.0491.6948.776 燃氣相關參數計算結果燃氣相關參數計算結果高華白數高華白數燃燒勢燃燒勢12T50.7345.67-54.7840.336.3-69.37R3128.57-33.12120.971.5-129華白數和燃燒勢判定標準華白數和燃燒勢判定標準天然氣為基準氣天然氣為基準氣理論計算可行的方案：理論計

11、算可行的方案：焦爐煤氣焦爐煤氣+天然氣天然氣液化石油氣液化石油氣+空氣空氣焦爐煤氣焦爐煤氣+液化石油氣液化石油氣+空氣空氣焦爐煤氣焦爐煤氣+液化石油氣液化石油氣+天然氣天然氣1. 多種氣體摻混為備用氣源，解決氣源緊張問題多種氣體摻混為備用氣源，解決氣源緊張問題2. 燃氣置換期間，氣體的互換性問題燃氣置換期間，氣體的互換性問題上海市：分批置換。天然氣上海市：分批置換。天然氣“照付不議照付不議” 天然氣改制氣。天然氣改制氣。3. 尋找新的可替代氣源尋找新的可替代氣源大連市：輕油催化裂解制氣大連市：輕油催化裂解制氣+液化石油氣液化石油氣其它：其它： 沼氣沼氣礦井氣（巷道氣）礦井氣（巷道氣） 煤制甲烷煤制甲烷 二甲醚二甲醚 新能源探索之路，任重道遠。造福企業和人類。新能源探索之路，任重道遠。造福企業和人類。4. 新的能源儲存和運輸方式新的能源儲存和運輸方式CNG、LNG、ANG（吸附天然氣）、天然氣水合物（吸附天然氣）、天然氣水合物燃氣摻混過程中注意的其它問題：燃氣摻混過程中注意的其它問題： 1. 除滿足互換性要求外，還需要考慮如露點、除滿足互換性要求外，還需要考慮如露點、爆炸極限、濕度等參數。爆