圖書在版編目（犆犐犘）數據燃氣工程技術和安全管理／李明等主編．—濟南：山東科學技術出版社，２０１２（燃氣基礎知識）ＩＳＢＮ９７８７５３３１５８６７５Ⅰ．①燃．．．Ⅱ．①李．．．Ⅲ．①城市燃氣—市政工程—工程技術②城市燃氣—市政工程—安全管理Ⅳ．①ＴＵ９９６中國版本圖書館ＣＩＰ數據核字（２０１２）第０２０２１４號燃氣工程技術和安全管理———燃氣基礎知識主編李明薛希法田貫三李興泉張增剛劉新領崔永章出版者：山東科學技術出版社地址：濟南市玉函路１６號郵編：２５０００２電話：（０５３１）８２０９８０８８網址：ｗｗｗ．ｌｋｊ．ｃｏｍ．ｃｎ電子郵件：ｓｄｋｊ＠ｓｄｐｒｅｓｓ．ｃｏｍ．ｃｎ發行者：山東科學技術出版社地址：濟南市玉函路１６號郵編：２５０００２電話：（０５３１）８２０９８０７１印刷者：山東人民印刷廠萊蕪廠地址：萊蕪市贏牟大街郵編：２７１１００電話：（０６３４）６２７６０２５開本：７８７ｍｍ×１０９２ｍｍ１／１６印張：１６．５版次：２０１２年８月第１版第１次印刷犐犛犅犖９７８７５３３１５８６７５定價：１８０．００元（４冊總定價）《燃氣工程技術和安全管理》編委會名單主
任楊煥彩副主任宋守軍主
編李明薛希法田貫三李興泉張增剛劉新領崔永章委
員李明薛希法馬誌遠楊春生劉慶堂田貫三李興泉張增剛沙其興劉建軍孫煒劉傳機蘇嗣君榮慶利李新安張傳民薄純全劉宏國劉保安胡
平李誌強（煙台）蔡明經丁
莉仲愛華張
鵬英玲張軍車學輝邵明光程忠誌劉仲春葛長海李誌強（萊蕪）孫
健張永飆呂來升段文通盧如剛閔祥濤張
輝馬林薛良森許俊亮孫擁軍石國劉福啟序言燃氣特別是天然氣是重要的清潔能源，對於改善環境質量，優化能源結構，提高人民生活水平，推進經濟社會健康持續發展具有重要作用。認真總結燃氣安全管理經驗，加強燃氣基礎知識的學習，全麵普及燃氣法規，切實加強城市燃氣規劃與建設管理，著力強化燃氣工程建設與運行安全管理，了解掌握液化天然氣（ＬＮＧ）技術與應用等知識，對於保障燃氣供應，防止和減少燃氣安全事故，保障公民生命、財產安全和公共安全，維護燃氣經營者和燃氣用戶的合法權益，促進燃氣事業健康發展具有十分重要的意義。
山東是人口大省、經濟大省，對天然氣等燃氣資源需求巨大。近年來，山東大力推進天然氣發展利用，確保安全穩定供應、燃氣事業取得了長足發展，管道燃氣普及率大幅度提高，城市管道燃氣普及率已達到６０％，用氣量年均增長２０％以上，年均新增天燃氣用戶２００萬戶。但是，隨著全省經濟社會的發展，我省燃氣事業發展也麵臨繁重的任務，去年我省利用天然氣５６億方，占一次性能源消費結構的比重不足３％，低於全國平均水平。為了加快天然氣發展利用，省住房城鄉建設廳編製實施了《山東省ＣＮＧ、ＬＮＧ專項規劃》等燃氣發展規劃，明確了天然氣發展的目標、氣化範圍和重點，積極引導社會資金投入，加大天然氣氣源引進力度，加快天然氣設施建設，確保天然氣供應有序推進。
燃氣易燃易爆，稍有不慎，容易發生安全事故，造成人員傷亡和財產損失。２０１１年３月１日，國務院《城鎮燃氣管理條例》（國務院令第５８３號）正式頒布實施，首次明確了燃氣安全管理製度以及燃氣安全事故預防與處理機製，對保障燃氣行業安全運行發揮了重要作用。但是，當前燃氣安全監管仍然存在一些薄弱環節，特別是燃氣行業管理隊伍和從業人員技術素質不高的問題較為突出。目前山東１７００多家燃氣企業、４萬多人的從業人員中，燃氣專業工程１
師以上職稱的人員不多，技術力量薄弱，管理人員技術素質不高的問題長期製約著燃氣行業的發展。為貫徹落實國家《城鎮燃氣管理條例》要求，加強從業人員的安全技能培訓考核，我們組織有關專家學者編寫了燃氣安全管理技術係列叢書，係統闡述了燃氣行業相關的法規規範、燃氣基本常識、燃氣設施安全運行管理以及ＣＮＧ、ＬＮＧ、ＬＰＧ等場站管理常識，通俗易懂，非常適合廣大管理人員、技術人員和燃氣行業的廣大職工學習應用。希望全省燃氣行業廣大幹部職工，借助此書，認真學習業務知識，提升業務素質和職業技能，全麵提高燃氣行業管理服務水平，增強燃氣安全保障能力，為經濟文化強省建設作出新的更大的貢獻。
２前言燃氣是國民經濟的主要能源之一。燃氣高效安全的應用，為方便人民生活，提高生活質量，促進經濟發展和節能減排起到了積極作用。
近年來，隨著我國經濟社會的發展和城市化進程的加快，城鎮燃氣事業得到了快速發展。作為城市公用事業和重要基礎行業，燃氣事業在經濟社會中的地位和作用越來越重要。目前，已經發展到以天然氣為主氣源的時代，傳統的燃氣發展和管理模式受到很大衝擊。天然氣的需求量愈來愈大，應用領域迅速擴展，給燃氣行業帶來前所未有的挑戰和發展機遇，對燃氣工程的規劃、建設、運行和管理提出了更高的要求，同時，對燃氣行業從業人員專業知識水平的要求也越來越高。山東省城市燃氣安全檢查監督站、山東省燃氣協會結合燃氣工程新的研究與應用成果和實踐經驗，組織省內外專家、學者和專業技術人員編寫了這本《燃氣基礎知識》，旨在為燃氣從業人員提供一部內容比較係統而實用的關於燃氣基礎知識的參考書。
本書在山東省住房城鄉建設廳的統一組織領導下，由山東省城市燃氣安全檢查監督站、山東省燃氣協會、山東建築大學、山東大學、山東英才學院、青島積成電子有限公司、泰安市公用事業管理局、萊蕪市燃氣熱力管理辦公室等單位的有關同誌共同編寫。本書共分九章。第一章燃氣種類及其基本性質，主要介紹了燃氣的種類、基本性質和質量要求；第二章燃氣生產與淨化常識，主要介紹了天然氣、人工燃氣及液化石油氣的生產與淨化；第三章燃氣的供應與需求，主要介紹了燃氣的用戶類型、燃氣的需用工況及燃氣調峰；第四章燃氣輸配係統，主要介紹了燃氣輸配係統的構成及管網分類、燃氣管網的布線、燃氣管道材料、附屬設備及管道防腐；第五章燃氣設施，主要介紹了燃氣儲罐、燃氣調壓與計量裝置、燃氣壓送裝置、門站及儲配站等；第六章燃氣信息化係統，主要介紹了燃氣ＳＣＡＤＡ係統、ＧＩＳ係統、ＯＡＳ係統及自動化抄表１
係統；第七章燃氣燃燒與應用基礎知識，主要介紹了燃氣的燃燒計算、燃燒過程、燃燒方法、燃燒裝置、燃燒汙染的控製、燃氣的互換性及燃氣汽車；第八章燃氣安全使用知識，主要介紹了天然氣、人工燃氣及液化石油氣的安全使用知識；第九章燃氣安全技術基礎知識，主要介紹了燃氣成分控製技術、燃氣超壓預防技術、靜電消除技術、安全切斷技術、燃氣泄露分析、爆炸泄壓及火焰隔離技術、燃氣防災技術等。
編者２０１２年４月２
目錄第１章燃氣種類及其基本性質…………………………………………………１
１．１燃氣的種類……………………………………………………………………（）１
１．２燃氣的基本性質………………………………………………………………（）８
１．３燃氣的質量要求………………………………………………………………（）１２第２章燃氣生產與淨化常識……………………………………………………（）１５２．１天然氣生產與淨化……………………………………………………………（）１５２．２人工燃氣生產與淨化…………………………………………………………（）１９２．３液化石油氣的生產與淨化……………………………………………………（）２３第３章燃氣的供應與需求………………………………………………………（）２６３．１燃氣用戶類型…………………………………………………………………（）２６３．２燃氣需用工況…………………………………………………………………（）３０３．３燃氣調峰………………………………………………………………………（）３６第４章燃氣輸配係統……………………………………………………………（）４１４．１燃氣輸配係統構成及管網分類………………………………………………（）４１４．２城鎮燃氣管網的布線…………………………………………………………（）４６４．３燃氣管道材料附屬設備及管道防腐………………………………………（）５４第５章、
（）燃氣設施……………………………………………………………………６４５．１燃氣儲罐………………………………………………………………………（）６４５．２燃氣的壓力調節與計量裝置…………………………………………………（）６７５．３燃氣壓送裝置…………………………………………………………………（）７９５．４門站和儲配站…………………………………………………………………（）８３第６章燃氣信息化係統…………………………………………………………（）８６６．１燃氣ＳＣＡＤＡ係統……………………………………………………………（）８６６．２燃氣ＧＩＳ係統…………………………………………………………………（）９４６．３燃氣ＯＡＳ係統………………………………………………………………（）９９６．４自動化抄表係統……………………………………………………………（）１０４第７章燃氣燃燒與應用基礎知識……………………………………………（
）１２０７．１燃氣的燃燒計算……………………………………………………………（
）１２０（
）１
７．２７．３７．４７．５７．６７．７７．８第８章８．１８．２８．３第９章９．１９．２９．３９．４９．５９．６９．７９．８
燃氣燃燒過程………………………………………………………………（１２４）燃氣燃燒方法………………………………………………………………（１２９）燃氣燃燒裝置………………………………………………………………（１３６）燃氣燃燒裝置的自動控製…………………………………………………（１７３）燃氣燃燒汙染的控製………………………………………………………（１８５）燃氣的互換性………………………………………………………………（１８９）燃氣汽車……………………………………………………………………（１９６）燃氣安全使用知識……………………………………………………（２１０）人工燃氣的安全使用知識…………………………………………………（２１０）液化石油氣的安全使用知識………………………………………………（２１９）天然氣的安全使用知識……………………………………………………（２２５）燃氣安全技術基礎知識………………………………………………（２２６）燃氣安全技術總論…………………………………………………………（２２６）燃氣成分控製技術…………………………………………………………（２３３）燃氣超壓預防技術…………………………………………………………（２３６）靜電消除技術………………………………………………………………（２４１）安全切斷技術………………………………………………………………（２４２）燃氣的泄漏分析……………………………………………………………（２４６）爆炸泄壓及火焰隔離技術…………………………………………………（２４８）燃氣製造、輸配、應用的防災技術…………………………………………（２５０）２
1.1燃氣的種類城市民用和工業用燃氣是由幾種氣體組成的混合氣體,其中含有可燃氣體和不可燃氣體。可燃氣體有碳氫化合物、氫和一氧化碳,不可燃氣體有二氧化碳、氮和氧等。燃氣按照其來源及生產方式大致可分為四類:天然氣、人工燃氣、液化石油氣和生物氣等。
1.1.1天然氣一般認為,天然氣是古代動、植物的遺體在不同的地質條件下,通過生物化學作用以及地質變質作用生成的可燃氣體。在一定壓力下,天然氣經運移,儲集在地下適宜的地質構造中,形成礦藏,埋藏在深度不同的地層中。天然氣是一種混合氣體,其主要成分是低分子量烷烴,還含有少量的二氧化碳、硫化氫和氮氣等。
天然氣開采係統基建投資少、建設工期短、見效快,新建的氣井一般當年即可投產。據有關資料介紹,按標準燃料計算,天然氣的生產成本是石油的25%,煤炭的5%~15%。天然氣從地下開采出來時壓力很高,有利於遠距離輸送,送到用戶時仍能保持較高壓力。天然氣熱值高,容易燃燒且燃燒效率高,是優質的氣體燃料。
天然氣不僅是優質能源,而且是應用廣泛的化工原料。綜合利用天然氣,充分有效地發揮天然氣資源的作用,才能取得顯著的經濟效益。
1.天然氣的分類天然氣通常是按照其礦藏特點或氣體組成進行分類。(1)根據礦藏特點分類1)氣田氣氣田氣是指由氣田開采出來的純天然氣。其主要成分為甲烷,含量為80%~90%,還含有少量的二氧化碳、硫化氫、氮及微量的氦、氖、氬等氣體。我國四川的天然氣即為氣田氣,其中甲烷含量一般不少於90%。
2)凝析氣田氣凝析氣田氣是指含有少量石油輕質餾分(如汽油、煤油成分)的天然氣。當凝析氣田氣由氣田開采出來後,經減壓降溫,可分離為氣液兩相。凝析氣田氣中1
甲烷含量約為75%。
3)石油伴生氣石油伴生氣是指與石油共生的、伴隨石油一起開采出來的天然氣,石油伴生氣又分為氣頂氣和溶解氣兩類。氣頂氣是不溶於石油的氣體,為保持石油開采過程中必要的井壓,這種氣體一般不隨便采出。溶解氣是指溶解在石油中,伴隨石油開采而得到的氣體。石油伴生氣的主要氣體是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷,還有少量的戊烷和重烴。氣油比一般在20~500之間。我國大港地區華北油田的石油伴生氣中,甲烷含量約為80%,乙烷、丙烷及丁烷等含量約為15%。石油伴生氣的成分和氣油比,會因油田構成和開采的季節等條件的不同而有一定差異。
(2)天然氣根據組成分類天然氣根據其組分可分為幹氣、濕氣、貧氣和富氣,也可分為酸性天然氣和潔氣等。