液化天然氣的燃燒特性
評(píng)論: 更新日期:2013年02月27日
二、著火溫度
??? 可燃?xì)怏w與空氣混合物,在沒(méi)有火源情況下,達(dá)到某一溫度后,能夠自動(dòng)點(diǎn)燃著火的最低溫度稱(chēng)為著火溫度。著火溫度并不是一個(gè)固定值,它和空氣與燃料的混合濃度和混合氣體的壓力有關(guān)??扇?xì)怏w在純氧中的著火溫度要比在空氣中低50~100℃。即使是單一可燃組分,其著火溫度也不是固定值,與可燃組分在空氣混合物中的濃度、混合程度、壓力、燃燒室特性等有關(guān)。工程上實(shí)用的著火溫度應(yīng)由試驗(yàn)確定。
表2-2 天然氣與汽油、柴油燃燒特性比較
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燃料種類(lèi) | 天然氣 | 汽油 | 柴油 |
燃燒范圍/%(體積) | 5~15 | 1.4~7.6 | 0.6~5.5 |
自燃溫度/℃ | 450 | 300 | 230 |
空氣中最小點(diǎn)火能/mJ | 0.285 | 0.243 | O.243 |
火焰峰值溫度/℃ | 1884 | 1977 | 2054 |
表2-3 LNG與其他燃料比較
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名稱(chēng) | LNG | 丙烷 | 柴油 | 汽油 | 甲醇 | 乙醇 |
著火溫度/℃ | 538 | 493 | 252 | 257 | 464 | 423 |
燃燒范圍/%(體積) | 5~15 | 3.4~13.8 | O.6~5.5 | 1.4~7.6 | 6.7~36 | 3.3~19 |
亮度/% | -60 | 60 | 100 | 100 | O.03 | 3.O |
蒸氣密度/(kg/m3) | O.60 | 1.52 | ≥4 | 3.4 | 1.1 | 1.59 |
??? 甲烷性質(zhì)穩(wěn)定,以甲烷為主要成分的天然氣著火溫度較高。在大氣壓條件下,純甲烷的平均自動(dòng)著火溫度為650℃。如果混合氣體的溫度高于自動(dòng)著火點(diǎn),則在很短的時(shí)間后,氣體將會(huì)自動(dòng)點(diǎn)燃。如果溫度比著火點(diǎn)高得多,氣體將立即點(diǎn)燃。LNG的自動(dòng)著火溫度隨著組分的變化而變化,例如,若LNG中碳?xì)浠衔锏闹亟M分比例增加,則自動(dòng)著火溫度降低。
??? 除了受熱點(diǎn)火鈐,天然氣也能被火花點(diǎn)燃。如衣服上的靜電,也能產(chǎn)生足夠的能量點(diǎn)燃天然氣。因此,工作人員不能穿化纖布(尼龍、腈綸等)類(lèi)的衣服操作天然氣,化纖布比天然纖維更容易產(chǎn)生靜電。
三、燃燒速度
? ??燃燒速度是火焰在空氣一燃料的混合物中的傳遞速度。燃燒速度也稱(chēng)為點(diǎn)燃速度或火焰速度。天然氣燃燒速度較低,其最高燃燒速度只有0.3m/s。隨著天然氣在空氣中的比例增加,燃燒速度亦增加。
? ??對(duì)于直徑大于100m的LNG層狀著火形成的火焰的表面發(fā)散能(SEP)很高,火焰高度可用式(2-2)[1]計(jì)算:
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??? D——火焰底部直徑,m;
??? m——質(zhì)量燃燒速度,kg/(m3·h);
??? p——空氣密度,kg/m3;
??? g——重力加速度,m/s。
??? 游離云團(tuán)中的天然氣處于低速燃燒狀態(tài),云團(tuán)內(nèi)形成的壓力低于5kPa,一般不會(huì)造成很大的爆炸危害。但若廚圍空間有限,云團(tuán)內(nèi)部有可能形成較高的壓力波。
參考文獻(xiàn)
1徐文淵等.天然氣利用手冊(cè).北京:中國(guó)石化出版社,2002