天然氣按照來源不同,可分為氣井氣、凝析井氣和油田氣三大類。目前天然氣大部分是用作燃料和化工原料,而且又是以管道輸送的商品,因此天然氣分級的主要指標是熱值、硫化氫含量和總硫含量,以及凝液含量。天然氣是一種火災和爆炸危險性較大的可燃氣體。在集輸和凈化過程中,稍有不慎,擴散到空氣中,達到天然氣的爆炸極限時,接觸火源,即發生火災爆炸事故,甚至造成重大人身傷亡和嚴重的經濟損失。因此,在集輸、凈化、使用過程中應特別注意防火防爆,采取必要的安全措施。
1. 天然氣火災危險性
(1) 燃燒性
燃燒是一種化學連鎖反應,是天然氣在點火源的作用下,在空氣或氧氣中發生的氧化放熱反應。燃燒時由于化學反應比較劇烈,常伴有發熱發光現象,亦即出現火焰。
天然氣燃燒過程中各可燃組分的燃燒反應式及放出的熱值見表8-1。
每立方米(或每千克)天然氣燃燒所放出的熱量稱為天然氣的燃燒熱值,簡稱熱值。單位是kJ/m3(或kJ/kg)。天然氣的熱值有兩種,計算熱值時,天然氣、空氣和燃燒產物處于相同的基準溫度和壓力下,燃燒生成的水全部冷凝為液體,此時測定的熱值為高熱值(或稱全熱值)。如果燃燒產物中的水保持汽相,這時測定的熱佰為低熱值(或稱凈熱值)。
天然氣燃燒沒有物態的變化,燃燒速度快,放出熱量多,因而產生的火焰溫度高,輻射熱強,造成的危害性也大。
表8-1 天然氣可燃組分燃燒熱值
組分5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
放出的熱值/(kJ/m3)5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 | |
高熱值5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
低熱值5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 | |
甲烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
37613.725Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
33866.005Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
乙烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
65891.835Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
60265.845Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
丙烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
93778.965Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
86281.835Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
丁烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
121519.585Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
112142.945Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
戊烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
149364.855Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
138112.885Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
氫5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
12069.915Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
10207.145Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
一氧化碳5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
11958.155Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
硫化氫5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
23730.025Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
21904.505Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
(2) 爆炸性
、 爆炸極限。天然氣與空氣以一定比例混合后,可能形成一種能燃燒或爆炸的混合氣體,一遇火源就能發生燃燒,在有限空間內也能發生爆炸。這種遇火源能發生燃燒或爆炸的濃度范圍稱之為爆炸極限。能發生燃燒或爆炸的天然氣最低濃度稱為爆炸下限,能發生燃燒或爆炸的天然氣最高濃度稱為爆炸上限,一般以天然氣在空氣中的體積百分數來表示。在表8-2中列出了天然氣有關組分的爆炸極限的下限和上限。
表8-2 常見物質的燃燒爆炸參數
名稱5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
爆炸危險度5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
最大爆炸壓力/×105Pa5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
爆炸下限/%5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
爆炸上限/%5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
蒸汽相對密度(空氣為1)5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
閃點/℃5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
自燃點/℃5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
甲烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
2.05Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
7.25Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
5.05Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
15.05Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
0.555Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
氣態5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
5955Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
乙烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
3.25Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
—5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
3.O5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
12.55Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
1.045Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
氣態5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
5155Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
丙烷5Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
3.55Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
8.65Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
2.15Cj天然氣(煤層氣)與管道網 |
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