液化天然气的燃烧特性

　　评论：　更新日期：2013年02月27日

液化天然气既具有天然气易燃易爆的特点，又具有低温液体所特有的低温特性引起的安全问题。因此，认识LNG的安全特性必须同时了解天然气的燃烧特性和LNG的低温特性。

液化天然气按照组成不同，常压下的沸点为-166～-157℃，密度为430～460kg/m³(液)，秘值41.5～45.3MJ/m³(气)，华白(Wobbe)指数49～56.5MJ/m³，液化天然气的体积大约是气态的1/625。在泄漏枣溢出时，空气中的水蒸气被溢出的LNG冷却，产：董明豆的白色蒸汽云。LNG气化时，其气体密度为1.5kg/m³。气体温度上升到-107℃时，气体密度与空气密度相当，因此，LNG气化后，气体温度高于-107℃时，其密度比空气小，容易在空气中扩散。其燃烧特性主要是燃烧范围、着火温度、燃烧速度等。

一、燃烧范围

可燃气体与空气的混合物中，如燃气浓度低于某一限度，氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量，无法维持燃烧爆炸；当燃气浓度超过某一限度时，由于缺氧也无法维持燃烧爆炸。燃烧范围就是指可燃气体与空气形成的混合物，能够产生燃烧或爆炸的温度范围。前者是燃烧下限(LEL)，后者是燃烧上限(UEL)。上、下限之间的温度范围称为燃烧范围。只有当燃气在空气中的比例在燃烧范围之内，混合气体才可能产生燃烧。

对于天然气，在空气中达到燃烧的比例范围比较窄，其燃烧范围大约在5%～15%之间，即体积分数低于5%和高于15%都不会燃烧。由于不同产地的天然气组分会有所差别，燃烧范围的值也会略有差别。LNG的燃烧下限明显高于其他燃料，柴油在空气中的含量只需要达到0.6%(体积)，汽油达到1.4%(体积)，点火就会燃烧。

在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为体积分数6%～13%。另外，天然气的燃烧速度相对比较慢(大约是0.3m/s)。所以在敞开的环境条件，LNG和蒸气一般不会因燃烧引起爆炸。天然气燃烧产生的黑烟很少，导致热辐射也少。

对于不含氧和不含惰性气体的燃气的爆炸极限可按式(2-1)近似计算：

L=100/∑(V_i/L_i) (2-1)

式中L——燃气的爆炸上、下限，%；

L_i——燃气中各组分的爆炸上、下限，%；

Vi——燃气中各组分的体积分数，%。

LNG组分的物性见表2-1，碳氢化合物的燃烧极限比甲烷的低。如果LNG中碳氢化合物的含量增加，将使LNG的燃烧范围的下限降低。天然气与汽油、柴油等燃料的特性比较见表2-2。LNG与其他燃料的比较见表2-3。

表2-1 LNG主要组分的物性

气体名称	相对分子质量	拂点/℃	密度/(kg/m³)			液态与气态密度比	气态与空气密度比	气化热^③/(kJ/kg)
气体名称	相对分子质量	拂点/℃	气体^①	蒸气^②	液体	液态与气态密度比	气态与空气密度比	气化热^③/(kJ/kg)
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