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燃气热值

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燃气热值

发布日期:2019-03-26 作者: 点击:

一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量,也称为燃气的热值。

其常用单位有千卡/标准立方米(kcal/Nm³)、千焦耳/标准立方米(KJ/Nm³)或兆卡/标准立方米(Mcal/Nm³)、兆焦耳/标准立方米(MJ/Nm³),以兆焦耳/标准立方米(MJ/Nm³)最为常用。

卡路里和焦耳的换算


  1卡(cal)=4.1868焦耳(J) 

1大卡=4186.75焦耳(J)

  1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。

  1度=1千瓦时。根据W=Pt=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3600000焦耳。

  

热值比较


  1公斤液化气燃烧热值:10800-11000大卡

  1立方米天然气热值:8000-9000大卡

  1度电的热值:860大卡

  1立方米的煤气热值:7110-7350大卡


热值分为高热值和低热值


  1)高热值指规定量的气体完全燃烧,所生成的水蒸汽完全冷凝成水而释放出的热量。

  2)低热值指规定量的气体完全燃烧,燃烧产物的温度与天然气初始温度相同,所生成的水蒸汽保持气相,而释放出的热量。

完全燃烧是指燃烧产物为二氧化碳和水等不能再进行燃烧的稳定物质。

  燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气,这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时,不但要放出温差间的热量,而且要放出水蒸气的冷凝热,所以,高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时,水蒸气并没有冷凝,冷凝热得不到利用,这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。

  日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值,我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值。

  燃气热值理论上可以用于所有的可燃气体,但实际上更多地用于人工煤气、天然气和管道液化石油气领域,是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展,燃气热值指标也正在成为重要的民生指标。


燃气值不是越高越好


  1.地方燃气公司的燃气来源于天然气长输管道中的管输天然气,燃气公司其在供气合同中就对管输天然气的热值作出了一定的要求,从这可以看出不是越高越好。

  2.燃气的热值是决定燃气价格的重要因素,同等热负荷下热值升高,居民耗气量减少。但是燃气公司从管道公司购买热值较高天然气的时候,其购买的气源价格也会比低热值的天然气价格要高。即便是耗气量减少,但是燃气的价格会上涨,居民用起来也不一定是省钱。

  3.热值高了之后,总热负荷不变情况下,所需耗气量减少。但是燃气是直接通过家里的燃气具燃烧的,燃气具都是根据一定的热值有固定的设计值,热值升高太多之后,耗气量减少太多,可能会低于燃气具额定的燃气流量值,这样也就是说会偏离额定工况,可能会影响热效率,燃气燃烧不完全,得不到有效利用,也会造成污染。


强制性国家标准GB17820-2012《天然气》

燃气热值

国外天然气热值标准及解决互换性措施


法国

  政府1997年9月16日发布政府令,准许在法国两种不同类型的输配管网中,输送H型天然气和B型天然气,H、B型管网内的天然气热值范围分别:10.7-12.8kwh/Nm³,即为38.52-40.08MJ/Nm³(9200-11006kcal/Nm³,参比条件:0℃,101.325kpa,下同)和9.5-10.5kwh/Nm³,即为34.2-37.8MJ/Nm³(8169-9028kcal/Nm³)。两套热值不同的天然气输配管网分别供应不同类型的天然气用户,以此解决气源不匹配而带来的互换性问题。

美国

  美国联邦能源监管委员会规定美国天然气的热值标准:1000Btu/ft3,即为37.26MJ/Nm³(8900kcal/Nm³),随着LNG进口量增加,气源越来越复杂,因此,目前也面临起源互换性难题。

日本

  虽然没有全国性的管网,但日本通产省规定各地天然气公司都要遵守46.05MJ/NM3(11000kcal/Nm³)的标准热值。

韩国

  燃气公司是单一垄断经营的公司,其设备的天然气热值标准为43.96MJNm³(10500kcal/Nm³)。

比利时

  投资开发适配能力强的天然气燃烧器,以燃烧器具适应天然气起源组分的变化。

荷兰和德国

  天然气存储设施容量大,通过将不同热值的天然气混配,调制成符合用户需求的混合气体来解决天然气可置换性问题。德国两套管网标准热值:10.12-10.08kwh/Nm³,即为36.18-36.03MJ/Nm³(8646-8612kcal/Nm³)和11.21-11.18kwh/Nm³,即为40.08-39.97MJ/Nm³9579-9552kcal/Nm³)。

英国

  因为拥有大量陈旧的国内设备,在天然气规格标准化的问题上采取了等待和观望的态度,目前推荐天然气热值为39.8MJ/Nm³,并以kwh/Nm³为计价标准。

  综观世界先进国家利用天然气的经验和我国天然气利用现状,可以得出一个结论:统一天然气热值标准是强大天然气利用规范管理的一个重要环节。我们必须借鉴其他国家的经验,避免重复历史错误。

燃气热值

统一天然气热值标准的必要性


  用一种燃气代替另一种燃气时,必须充分考虑燃气的“互换性”和燃具的“适应性”。当供给用户的燃气性质发生改变时,置换气必须对基准气具有“互换性”,否则就不能保证用户使用安全,这就对燃气生产单位(供应单位)提出了严格的要求,限制了燃气性质的任意改变。因此,统一天然气热值标准就显得非常重要。

  一、统一天然气热值标准是构建共同管网的需要。

  随着天然气供应管网的延伸、扩大和发展,将由小区联网发展到区域性联网,最终到全国联网、甚至是跨国联网,这是天然气产业发展的必然趁势。这是要求进入管网的各气源必须共同遵守一个热值标准,必须适应网内用气设施要求,形成多气源、多产地、多销售商和多用户的质量保证体系。

  二、统一天然气热值标准是等热值交易商业行为的需要

  目前,我国燃气价格标明的都是每一立方米金额,并未考虑热值影响因素,其实这是很不合理的,国际上通行的是热量结算方式。利比亚天然气热值为12375kcal/Nm³,与挪威天然气热值9000kcal/Nm³比相差3375kcal/Nm³;新疆LNG气热值kcal/Nm³,与峡甘宁天然气8232kcal/Nm³比相差1560kcal/Nm³。热值差异太大的天然气不可能是同一个售价,因此,从这方面讲,统一热值标准对商业结算有利。

  三、统一天然气热值标准是某些特殊工业用户的需要

  一些特殊工业制品像电视机显像管及玻璃薄壳管的加工,对温度控制要求精度很高,因此,要求燃气组分和热值相对平稳,只允许天然气热值在士100kcal/Nm?范围内波动。

  四、统一天然气热值标准是燃具生产企业和用户降低成本、提高服务质量的需要。

  同一天然气热值标准,有利于全国燃气具生产企业的协调统一。单一热值标准的燃气具生产,有利于燃具厂家降低生产成本,有利于降低整个社会的产品维修服务成本,提高经济及社会效益。

  

我国统一天然气热值标准的可能措施


  统一天然气热值标准的实质在于解决不同气源间的互换性问题,其实施的手段是调配燃气的燃烧特性。因为天然气热值与华白指数关系的单一性,因而实际表现为调整天然气热值。

  一、升高热值性

  在天然气中添加高热值气体,如液化石油气、轻烃气体等,使其达到所需要的热值。日本就是采用此方法,在天然气中添加液化石油气,使其热值达到11000kcal/Nm?,达到热值一致的目的。

  二、降低热值法

  1.掺混无热(低热)气体:在天然气中加入低热值的氮气、空气或其他低热值燃气,使天然气热值降低以达到我们所设定的目标值。

  2.轻烃分离:将天然气中热值相对较高的乙烷和丙烷等重质组分分离出来,提高甲烷含量,使热值降至目标值。

  3.天然气混和法

  按照设定的热值目标值,将不同热值,不同来源的天然气或其他燃气按相应的比例混合,使其满足要求。像荷兰和德国,就是利用其庞大的天然气储存运输设施,采用此种方法实现热值稳定,解决天然气的互换性问题。

燃气热值

液化气比天然气热值高 为什么还要用天然气


天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡。每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。气态液化气的比重为0.55。每立方液化气燃烧热值为25200大卡。每瓶液化气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。

  天然气是一种多组分的混合气体,在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少,产生的二氧化碳仅为煤的40%左右,产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生,相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势。

  液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料,已愈来愈受到人们的重视。用液化石油气作燃料,由于其热值高、无烟尘、无炭渣,操作使用方便,已广泛地进入人们的生活领域。液化石油气是一种易燃物质,空气中含量达到一定浓度范围时,遇明火即爆炸。

  也就是说天然气更安全。

  然后按照热值高,但是天然气总体的价格比液化气便宜很多,又免去了换煤气罐之类麻烦事。

  所以从安全和经济的角度来讲,还是天然气划算。

  

知识补充:


  我国目前使用的民用燃气主要有天然气、液化气、人工煤气三种。

1.天然气

  天然气的主要成分是:甲烷、乙烷、氮、二氧化碳、硫化氢、氢气。最差的天然气中甲烷成分也在75%以上。

  天然气密度低于空气。

  天然气的来源主要有两种:石油伴生气和干气田气,以干气田气为主。由于近年来大型气田不断发现与开采,特别是“西气东输”工程实施后,天然气正以其性价比、安全性等优势逐渐取代液化石油气,成为应用越来越广的民用燃气。

  2.液化石油气

  液化石油气的主要成分是:C3和C4直链烃(丙烷和丁烷),含有少量的C2和C5(乙烷和戊烷)。

  液化石油气密度大于空气。

  液化石油气的来源:主要是由炼油厂排放出来的尾气中得来的,经过分离工艺,去掉其中的C3以下和C4以上的直链烃,加压液化后即为液化石油气。

  液化石油气曾经是应用最广的民用燃气,以罐装形式使用。但因其爆炸下限较低及价格不断上涨,也逐渐被采用管道输送的天然气取代。

  3. 人工煤气人工煤气的主要成分是:H2、CO、CH4和少量的烯烃CmHn(C2、C3等直链烃类物质的简称),此外还含有一定量的N2、O2和CO2等。

  人工煤气密度低于空气。

  人工煤气的主要来源:人工煤气包括煤制气和油裂解气。

  煤制气:用煤炭制造,制造城市燃气的煤种主要是矿化程度较低的烟煤。

  油裂解气:用重油或轻油裂解得来。


  目前中国已经明确了将天然气发展成为主体能源的意见,LNG进口已经超过韩国成为全球第二大进口国。按照中国国家最新发展规划,到2030年天然气在一次能源中占比将达到15%。中国国家能源革命战略提出到2030年全国能源消费总量控制在60亿吨以内。若按照能源消费总量60亿吨标煤上限规划计算,2030年中国天然气需求将达到9亿吨,相当于7000亿立方米天然气,而目前的天然气消费仅为2400亿立方米。这一需求规模若真的实现,2030年中国天然气需求将较当前水平翻两番。


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关键词:燃气热值仪

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