表1-3 一些可燃?xì)怏w在空氣中的著火溫度
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氣體名稱 | 著火溫度/℃ | 氣體名稱 | 著火溫度/℃ |
測(cè)得最小值 | 測(cè)得最大值 | 測(cè)得最小值 | 測(cè)得最大值 |
氫 | 530 | 590 | 苯 | 720 | 770 |
一氧化碳 | 610 | 658 | 甲苯 | 660 | 660 |
甲烷 | 645 | 850 | 硫化氫 | 290 | 487 |
乙烷 | 530 | 594 | 乙烯 | 510 | 543 |
丙烷 | 530 | 588 | 煉焦煤氣 | 640 | 640 |
丁烷 | 490 | 569 | 含二氧化碳頁(yè)巖氣 | 700 | 700 |
乙炔 | 335 | 500 |
表1-4 常見燃?xì)獾膮⒖急舛葮O限(體積比)
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爆炸濃度極限 | 天然氣 | 焦?fàn)t煤氣 | 液化石油氣 | 沼氣 | 輕烴氣 | 二甲醚 |
下限/% | 5.O | 4.5 | 1.7 | 8.8 | 1.3 | 3.4 |
上限/% | 15.0 | 35.8 | 9.7 | 24.4 | 8.5 | 17.0 |
六、水化物
1. 水化物的生成條件
如果碳?xì)浠衔镏械乃殖^(guò)一定含量，在一定溫度壓力條件下，水能與液相和氣相的C1、C2、C3和C4生成結(jié)晶水化物CmHn·xH2O(對(duì)于甲烷，x=6～7；對(duì)于乙烷，x=6；對(duì)于丙烷及異丁烷，x=17)。水化物在聚集狀態(tài)下是白色的結(jié)晶體，或帶鐵銹色，依據(jù)它的生成條件，一般水化物類似于冰或致密的雪。水化物是不穩(wěn)定的結(jié)合物，在低壓或高溫的條件下易分解為氣體和水。
在濕氣中形成水化物的主要條件是壓力及溫度。同時(shí)，雜質(zhì)、高速、紊流、脈動(dòng)(例如由活塞式壓送機(jī)引起的)、急劇轉(zhuǎn)彎等因素也會(huì)對(duì)水化物的形成有影響。
如果氣體被水蒸氣飽和，即輸氣管的溫度等于濕氣的露點(diǎn)，則水化物即可以形成，因?yàn)榛旌衔镏兴魵夥謮哼h(yuǎn)超過(guò)水化物的蒸氣壓。但如果降低氣體中水分含量使得水蒸氣分壓低于水化物的蒸氣壓，則水化物也就不存在了。
高壓輸送天然氣并且管道中含有足夠水分時(shí)，會(huì)遇到生成水化物的問(wèn)題，此外，丙烷在容器內(nèi)急速蒸發(fā)時(shí)也會(huì)形成水化物。
2. 水化物的防止
水化物的生成，會(huì)縮小管道的流通斷面，甚至堵塞管線、閥件和設(shè)備。為防止水化物的形成或分解已形成的水化物有如下兩種方法。
(1) 采用降低壓力、升高溫度、加入可以使水化物分解的反應(yīng)劑(防凍劑)最常用來(lái)作為分解水化物結(jié)晶的反應(yīng)劑是甲醇(木精)，其分子式為CH3OH。此外，還用甘醇(乙二醇)CH3CH2OH、二甘醇、三甘醇、四甘醇作為反應(yīng)劑。
醇類之所以能用來(lái)分解或預(yù)防水化物的產(chǎn)生，是因?yàn)樗恼魵馀c水蒸氣可形成溶液，水蒸氣變?yōu)槟鏊?，降低了水蒸氣的含量，降低形成水化物的臨界點(diǎn)。醇類水溶液的冰點(diǎn)比水的冰點(diǎn)低得多，吸收了氣體中的水蒸氣，因而使氣體的露點(diǎn)降低很多。在使用醇類的地方，一般裝有排水裝置，將輸氣管中液體排出。
(2) 脫水使氣體中水分含量降低到不致形成水化物的程度。為此要使露點(diǎn)降低到大約低于輸氣管道工作溫度5～7℃，這樣就使得在輸氣管道的最低溫度下，氣體的相對(duì)濕度接近于60%，達(dá)到LPG標(biāo)準(zhǔn)要求。
七、華白數(shù)
??? 在燃?xì)夤こ讨袑?duì)不同類型燃?xì)忾g互換時(shí)，要考慮衡量熱流量(熱負(fù)荷)大小的特性指數(shù)(即華白數(shù))，華白數(shù)一般用下式計(jì)算：
式中QH——燃?xì)飧邿嶂?，kJ/m3；
S——燃?xì)獾南鄬?duì)密度。
為了保證燃燒器具的燃燒穩(wěn)定，華白數(shù)的波動(dòng)范圍，一般不超過(guò)5%。對(duì)于混合氣體的華白數(shù)，分別計(jì)算出混合氣體的熱值QH和相對(duì)密度s，即可求出混合氣體的華白數(shù)。
八、燃燒勢(shì)
內(nèi)焰高度與離焰、回火和不完全燃燒工況密切有關(guān)，那就有可能得出一個(gè)反映內(nèi)焰高度的指數(shù)來(lái)判定離焰、回火。該指數(shù)稱為燃燒勢(shì)，并是燃?xì)庀鄬?duì)密度、燃燒速度的函數(shù)，而燃燒速度又是燃?xì)饣瘜W(xué)組成的函數(shù)。德爾布經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，確定燃燒勢(shì)的表達(dá)形式為：
式中???????????? Cp——燃燒勢(shì)；
H、CO、CH4、CmHn——燃?xì)庵袣洹⒁谎趸?、甲烷和碳?xì)浠衔?除甲烷外)的體積成分；
a、b、c、d——相應(yīng)的系數(shù)；
??? ?????????S——燃?xì)獾南鄬?duì)密度。
我國(guó)城市燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)中燃燒勢(shì)可按下式計(jì)算：
式中k——燃?xì)庵醒鹾啃拚禂?shù)。
九、燃?xì)馊紵姆€(wěn)定性和互換性
1. 燃?xì)馊紵姆€(wěn)定性
以有無(wú)脫火、回火和黃焰的現(xiàn)象來(lái)衡量燃?xì)馊紵姆€(wěn)定性。正常燃燒時(shí)，燃?xì)怆x開火孔速度同燃燒速度相等，這樣在火孔上形成一個(gè)穩(wěn)定的火焰。如果燃?xì)怆x開火孔的速度大于燃燒速度，火焰就不能穩(wěn)定在火孔出口處，而離開火孔一段距離，并有些顫動(dòng)，這種現(xiàn)象叫離焰；如果燃?xì)怆x開火孔的速度繼續(xù)增大，火焰繼續(xù)上浮，最后會(huì)熄滅，這種現(xiàn)象叫脫火。相反，當(dāng)燃?xì)怆x開火孔的速度小于燃燒速度，火焰會(huì)縮入火孔內(nèi)部，導(dǎo)致混合物在燃燒器內(nèi)進(jìn)行燃燒，破壞一次空氣的引射，并形成化學(xué)不穩(wěn)定燃燒，甚至?xí)鸨ǖ任ｋU(xiǎn)，這個(gè)現(xiàn)象稱為回火。
當(dāng)燃燒時(shí)空氣供應(yīng)不足(如風(fēng)門關(guān)小)，不會(huì)產(chǎn)生回火，但此時(shí)在火焰表面將形成黃色邊緣，這種現(xiàn)象稱為黃焰，它表明燃?xì)馓幱诨瘜W(xué)不完全燃燒狀態(tài)。但當(dāng)過(guò)量增大一次空氣時(shí)，火焰就縮短，甚至火從進(jìn)氣風(fēng)門處冒出來(lái)，這也是常見的回火現(xiàn)象。
總之，脫火、回火、離焰和黃焰等現(xiàn)象，是與一次空氣系數(shù)、火孔出口流速、火孔直徑以及制造燃燒器的材料等因素有關(guān)。
2.燃?xì)饣Q性
任何燃具都是按一定的燃?xì)獬煞衷O(shè)計(jì)的，即燃具通常只適用于一種燃?xì)?。在一些情況下，即使燃燒器不需要重新調(diào)整，也能適應(yīng)燃?xì)獬煞职l(fā)生的某些改變。當(dāng)燃?xì)獬煞肿兓淮髸r(shí)，燃燒器燃燒工況雖有改變，但尚能滿足燃具原有設(shè)計(jì)要求，那么這種變化是允許的。但當(dāng)燃?xì)獬煞肿兓^(guò)大時(shí)，燃燒工況的改變使得燃具不能正常工作，這種變化就是不允許的。
一般的，設(shè)某一燃具以A燃?xì)鉃榛鶞?zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整，由于某種原因要以S燃?xì)庵脫QA燃?xì)?，如果燃燒器不加以任何調(diào)整而能保證燃具正常工作，則表示S燃?xì)饪梢灾脫QA燃?xì)?，或稱S燃?xì)鈱?duì)A燃?xì)舛跃哂小盎Q性”。A燃?xì)夥Q為“基準(zhǔn)氣”，S燃?xì)夥Q為“置換氣”。反之，如果燃具不能正常工作，則稱S燃?xì)鈱?duì)A燃?xì)舛詻](méi)有互換性。應(yīng)該指出，互換性并不總是可逆的，既S燃?xì)饽苤脫QA燃?xì)?，并不代表A燃?xì)庖欢苤脫QS燃?xì)狻?/span>
