Введение
Топливо, которое при обычных условиях находится в газообразном состоянии. Топливный газ – это один из видов топлива, который при обычных условиях является газообразным. Большинство топливных газов состоит из углеводородов (таких как метан и пропан), водорода, угарного газа или их смесей. Эти газы являются источниками энергии, которые можно легко транспортировать и распределять по трубопроводам. Топливный газ отличается от жидкого и твердого топлива, хотя некоторые топливные газы сжижаются для хранения или транспортировки (например, автогаз и сжиженный нефтяной газ). Газообразное состояние имеет свои преимущества, позволяя избежать сложностей транспортировки твердого топлива и опасностей, связанных с разливом жидкого топлива, но также имеет и ограничения. Существует риск, что утечка топливного газа останется незамеченной и приведет к взрыву. Поэтому в большинство топливных газов добавляют одоранты. Наиболее распространенным видом топливного газа в настоящее время является природный газ.
Fuel gas is one of a number of fuels that under ordinary conditions are gaseous. Most fuel gases are composed of hydrocarbons (such as methane and propane), hydrogen, carbon monoxide, or mixtures thereof. Such gases are sources of energy that can be readily transmitted and distributed through pipes. Fuel gas is contrasted with liquid fuels and solid fuels, although some fuel gases are liquefied for storage or transport (for example, autogas and liquified petroleum gas). While their gaseous nature has advantages, avoiding the difficulty of transporting solid fuel and the dangers of spillage inherent in liquid fuels, it also has limitations. It is possible for a fuel gas to be undetected and cause a gas explosion. For this reason, odorizers are added to most fuel gases. The most common type of fuel gas in current use is natural gas.
Типы топливных газов
Существует два основных класса горючих газов, классифицируемых не по химическому составу, а по источнику их происхождения и способу получения: газы природного происхождения и газы, полученные из других материалов.
Спецификация
Помимо химического состава, топливный газ может нуждаться в соответствии с такими параметрами, как теплотворная способность, индекс Воббе, температура точки росы и т.д. Следующая спецификация предназначена для британской национальной системы передачи. +Спецификация топливного газаТеплотворная способность37,0 – 44,5 МДж/м3Индекс Воббе*47,2 – 51,41 МДж/м3Температура точки росы воды< 10 °C при 85 барТемпература точки росы углеводородов< 2 °CСодержание сероводорода*≤5 мг/м3Общее содержание серы (включая H2S)*≤50 мг/м3Содержание водорода*≤0,1% (молярная доля)Содержание кислорода*≤0,2% (молярная доля)Содержание углекислого газа≤2,0% (молярная доля)Содержание азота<5,0% (молярная доля)Общее содержание инертных газов<7,0%Коэффициент неполного сгорания*≤0,48Индекс дымности*≤0,60
Incomplete Combustion Factor (ICF) – an empirical index that relates the composition of a gas to its tendency to burn incompletely in a gas appliance. Dutton defined the ICF as: ICF = 0.64 × (W − 50.73 + 0.03 × PN) where W is the Wobbe index, MJ/m3; PN is the volumetric percentage of C3H8 plus N2 in a three component mixture. Soot Index (SI) – an empirical index that relates the composition of a gas to its tendency to produce soot during combustion in a gas appliance. The calorific value of manufactured gas is around 500 Btu per cubic foot (18,629 kJ/m3). Whereas, the calorific value of natural gas is twice that at around 1000 Btu per cubic foot (37,259 kJ/m3). For a given amount of heat only half the volume of natural gas is required.
Коэффициент неполного сгорания (ICF) – эмпирический показатель, связывающий состав газа с его склонностью к неполному сгоранию в газовом приборе. Даттон определил ICF как: ICF = 0,64 × (W − 50,73 + 0,03 × PN), где W – индекс Воббе, МДж/м3; PN – объемная доля C3H8 плюс N2 в трехкомпонентной смеси. Индекс дымности (SI) – эмпирический показатель, связывающий состав газа с его склонностью к образованию сажи при сгорании в газовом приборе. Теплотворная способность газа, полученного из угля, составляет около 500 БТЕ на кубический фут (18 629 кДж/м3). В то время как теплотворная способность природного газа примерно вдвое выше – около 1000 БТЕ на кубический фут (37 259 кДж/м3). Для получения одинакового количества тепла требуется только половина объема природного газа.
Incomplete Combustion Factor (ICF) – an empirical index that relates the composition of a gas to its tendency to burn incompletely in a gas appliance. Dutton defined the ICF as: ICF = 0.64 × (W − 50.73 + 0.03 × PN) where W is the Wobbe index, MJ/m3; PN is the volumetric percentage of C3H8 plus N2 in a three component mixture. Soot Index (SI) – an empirical index that relates the composition of a gas to its tendency to produce soot during combustion in a gas appliance. The calorific value of manufactured gas is around 500 Btu per cubic foot (18,629 kJ/m3). Whereas, the calorific value of natural gas is twice that at around 1000 Btu per cubic foot (37,259 kJ/m3). For a given amount of heat only half the volume of natural gas is required.
Использование горючего газа
Одним из первых применений было газовое освещение, которое позволило широко использовать уличные фонари и освещать здания в городах. Газ также использовался в газовых горелках, в частности, в горелке Бунзена, используемой в лабораториях. Его также можно использовать в газовых обогревателях, походных плитах и даже для привода транспортных средств, благодаря его высокой теплотворной способности. Газ широко используется промышленными, коммерческими и бытовыми потребителями. В промышленности газ используется для нагрева печей, обжиговых печей, котлов и духовых шкафов, а также для обогрева и сушки помещений. В электроэнергетике газ используется для питания газовых турбин с целью выработки электроэнергии. Требования к газу для газовых турбин могут быть весьма строгими. Газ также может использоваться в качестве сырья для химических процессов. В коммерческом секторе газ используется для отопления, приготовления пищи, выпечки и сушки, а в бытовом секторе – для отопления и приготовления пищи. В настоящее время газы, особенно синтез-газ, широко используются для производства аммиака для удобрений, а также для получения многих моющих средств и специальных химикатов. На промышленных предприятиях газ может использоваться для продувки трубопроводов и аппаратов для предотвращения попадания воздуха. Излишки газа могут утилизироваться путем сжигания в факельной установке предприятия. Для потребителей, сжигающих газ напрямую, газ подается под давлением около 15 psi (1 барг). Газовым турбинам требуется давление 250–350 psi (17–24 барг).