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液化天然氣的燃燒特性

　　
評論：　更新日期：2013年02月27日

?? 液化天然氣既具有天然氣易燃易爆的特點，又具有低溫液體所特有的低溫特性引起的安全問題。因此，認識LNG的安全特性必須同時了解天然氣的燃燒特性和LNG的低溫特性。

液化天然氣按照組成不同，常壓下的沸點為-166～-157℃，密度為430～460kg/m3(液)，秘值41.5～45.3MJ/m3(氣)，華白(Wobbe)指數(shù)49～56.5MJ/m3，液化天然氣的體積大約是氣態(tài)的1/625。在泄漏棗溢出時，空氣中的水蒸氣被溢出的LNG冷卻，產(chǎn)：董明豆的白色蒸汽云。LNG氣化時，其氣體密度為1.5kg/m3。氣體溫度上升到-107℃時，氣體密度與空氣密度相當，因此，LNG氣化后，氣體溫度高于-107℃時，其密度比空氣小，容易在空氣中擴散。其燃燒特性主要是燃燒范圍、著火溫度、燃燒速度等。

一、燃燒范圍
??? 可燃氣體與空氣的混合物中，如燃氣濃度低于某一限度，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以彌補散失的熱量，無法維持燃燒爆炸；當燃氣濃度超過某一限度時，由于缺氧也無法維持燃燒爆炸。燃燒范圍就是指可燃氣體與空氣形成的混合物，能夠產(chǎn)生燃燒或爆炸的溫度范圍。前者是燃燒下限(LEL)，后者是燃燒上限(UEL)。上、下限之間的溫度范圍稱為燃燒范圍。只有當燃氣在空氣中的比例在燃燒范圍之內(nèi)，混合氣體才可能產(chǎn)生燃燒。
??? 對于天然氣，在空氣中達到燃燒的比例范圍比較窄，其燃燒范圍大約在5%～15%之間，即體積分數(shù)低于5%和高于15%都不會燃燒。由于不同產(chǎn)地的天然氣組分會有所差別，燃燒范圍的值也會略有差別。LNG的燃燒下限明顯高于其他燃料，柴油在空氣中的含量只需要達到0.6%(體積)，汽油達到1.4%(體積)，點火就會燃燒。
??? 在-162℃的低溫條件下，其燃燒范圍為體積分數(shù)6%～13%。另外，天然氣的燃燒速度相對比較慢(大約是0.3m/s)。所以在敞開的環(huán)境條件，LNG和蒸氣一般不會因燃燒引起爆炸。天然氣燃燒產(chǎn)生的黑煙很少，導致熱輻射也少。
??? 對于不含氧和不含惰性氣體的燃氣的爆炸極限可按式(2-1)近似計算：
??? L=100/∑(Vi/Li)??? (2-1)
式中L——燃氣的爆炸上、下限，%；
??? Li——燃氣中各組分的爆炸上、下限，%；
??? Vi——燃氣中各組分的體積分數(shù)，%。
??? LNG組分的物性見表2-1，碳氫化合物的燃燒極限比甲烷的低。如果LNG中碳氫化合物的含量增加，將使LNG的燃燒范圍的下限降低。天然氣與汽油、柴油等燃料的特性比較見表2-2。LNG與其他燃料的比較見表2-3。
表2-1 LNG主要組分的物性

?

氣體名稱
相對分子質(zhì)量
拂點/℃
密度/(kg/m3)
液態(tài)與氣態(tài)密度比
氣態(tài)與空氣密度比
氣化熱③/(kJ/kg)
氣體①
蒸氣②
液體
甲烷
16.04
-161.5
O.6664
1.8261
426.09
639
0.544
509.86
乙烷
30.07
-88.2
1.2494
—
562.25
450
1.038
489.39
丙烷
44.10
-42.3
1.8325
—
581.47
317
1.522
425.89
? ??① 常溫常壓條件(20℃，0.1MPa)。
②、③ 常壓下的沸點(0.1MPa)。

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