天然氣氣質變化對燃燒的影響1同濟大學姜正侯上海市燃氣管理處席德粹一、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、燃燒特性四、天然氣的組分和特性參數五、天然氣的質量標準六、燃氣輪機對天然氣的質量要求七、結論2一、燃氣的分類31、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、油為原料生產的燃氣,由H2、CO、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。三類燃氣的燃燒特性和設計參數各不相同。二、燃氣輪機對燃燒的要求41、熱負荷穩定2、燃燒火焰穩定不脫火、不回火、燃燒完全（不結炭、煙氣中CO、CH4等殘留物少）。3、熱效率高過剩空氣系數小，燃燒完全度高。4、排放物符合環保要求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、液滴、水露、烴露、硫化物、痕量金屬。三、天然氣的物理、化學和燃燒特性51、組分2、密度、相對密度3、熱值 （高熱值、低熱值）4、華白數W （熱負荷指數）5、燃燒勢CP代表燃燒速度的快慢、火焰傳播速度的快慢6、水露點7、烴露點8、著火溫度與著火濃度9、爆炸極限610、固體顆粒含量11、硫含量12、金屬含量13、其他（壓縮系數、粘度、比熱等）以上這些特性都可以按天然氣組分計算或實驗測定下限上限純CH45%15%純C2H62.9%13%四、天然氣的組分和特性參數7成分塔里木氣陜甘寧氣東海氣西澳卡拉沙

LNG印尼東周

LNGCH496.22694.7088.4888.77496.64C2H61.7700.556.687.5421.97C3H80.3000.080.352.5880.34iC4H100.0620.01nC4H100.0750.01iC5H120.020nC5H120.016C6H140.051成分塔里木氣陜甘寧氣東海氣西澳卡拉沙

LNG印尼東周

LNGC7+0.038CO20.4732.713.52N20.9671.920.970.0740.90He0.02H2S0.002H2O其他1.0220.15總計1001001001001008注：1、不同資料來源數據略有不同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天然氣的若干特性參數（0℃、101.328kPa）9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/m30.71740.74990.76700.81900.79200.7377相對密度0.55480.57990.59320.63340.61250.5705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（高）MJ/m3(kcal/m3）53.494(12777)52.895(12633)49.628(11854)50.648(12097)55.323(13214)53.268(12723)華白數（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/m3.K1.545絕熱指數1.309導熱系數W/m.K0.0302410五、天然氣的質量標準11GB50028—98《城鎮燃氣設計規范》規定：1、城鎮燃氣應按基準氣分類,其熱值和組分的波動應符合城鎮燃氣互換性的要求。2、城鎮燃氣偏離基準氣的波動范圍宜按現行的國家標準《城鎮燃氣分類》GB/T 13611的規定采用，并應適當留有余地。3、天然氣的熱值、總硫和硫化氫含量、水露點指標應符合現行國家標準《天然氣》GB17820的一類氣或二類氣的規定。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境溫度低5℃，天然氣中不應含有固態、液態或膠狀物質。以上質量標準對燃氣輪機基本上也適用。燃氣華白數（高）

MJ/m3(kcal/m3)燃燒勢類別標準范圍標準范圍天然氣10T43.8（10451）41.2~47.3（9832）

~（11291）3331-34天然氣12T53.5（12768）48.1~57.8（11495）

~（13796）4036-88天然氣13T56.5（13500）54.3~58.8（12960）

~（14040）4140-9412GB/T13611-92《城市燃氣的分類》（摘錄）GB50028-93推薦的10T和12T天然氣華白數波動范圍（MJ/m3）13類別標準（基準氣）GB/T13611-92范圍城鎮燃氣商品氣范圍10T43.841.2~47.3-5.94%~8.00%42.49~45.99-3%~5%12T53.548.1~57.8-10.1%~8.0%50.83~56.18-5%~5%GB17820《天然氣》（摘錄）天然氣的技術指標14《城鎮燃氣設計規范》規定應使用一類或二類氣,但CO2含量可放寬。項目一類二類三類實驗方法高熱值(MJ/m3)>31.4GB/T11062總硫（以硫計）(mg/m3)<=100<=200<=460GB/T11061硫化氫(mg/m3)<=6<=20<=460GB/T11060.1二氧化碳(體積<=3.0GB/T13610%)水露點(℃)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境溫度低5℃GB/T17283國標對城鎮天然氣12T的具體質量要求15高熱值華白數允許波動范圍總硫（以硫計）硫化氫±5%<=200mg/m3<=20mg/

m3水露點、烴露點：在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，應比最低環境溫度低5℃不應有固態、液態或膠狀物質>33.7>31.4MJ/m3（0℃時）MJ/m3（20℃時）六、燃氣輪機對天然氣的質量要求性能指標高限低限說明低熱值4MJ/m3校正華白數+5%-5%超過范圍時可協商過熱度50F(27.8℃)高于水露點或烴露點的度數天然氣組分CH410085占反應物體積%C2H6150同上C3H8150同上C4+50同上H200同上CO150同上O2100同上CO2150占天然氣總量體積%16N300同上性能指標高限低限說明惰性氣體總量300占天然氣總量體積%硫中國國標規定符合要求芳烴（苯，甲苯等）需要提出數據0當天然氣預熱溫度較高時會生成膠狀物固體顆粒總量

ppmw23-350尚需乘以天然氣低熱值/純甲烷低熱值>10μ顆粒

ppmw0.2-0.40同上痕量金屬（鈉、鉀）ppmw0.80同上。一般天然氣中只含有由鹽水帶入的鈉，鉀液滴00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，否則需協商供氣壓力與燃氣輪機型號有關，供貨方應提出建議。壓力波動可通過調壓器穩壓。

17結