天然氣基礎知識

能源 石油 用車 汽車 護卡小象 2017-05-12

燃氣發動機和共軌發動機有很多共同點,也有很多差別。

這些差別,更多的是根據天燃氣的一些屬性進行的設計,更多的瞭解天燃氣,可能就會更好的排查故障。

一、天然氣的成分:

液化天然氣正常是無色、無味、易燃、易爆的透明液體;

對金屬沒有腐蝕性;

不溶解於水,但在許多有機化合物以及氫氣和氧氣中是溶解的。

天然氣主要以甲烷(CH4)為主,同時含有少量的丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)等烴類氣體,氮、二氧化碳、硫化氫及微量的氫、氦、氬等非烴類氣體。

各個地方的天然氣的形成過程不盡相同,所以成分也不完全一樣。

天然氣的密度與甲烷含量及空氣密度有關:

甲烷含量越高則天然氣密度越小,

環境溫度越高則天然氣密度越小,

天然氣的密度正常一般在426-470kg/m³,

燃燒速度0.3m/s。

二、天然氣與汽、柴油的區別:

1、密度:

汽油的密度一般在0.70-0.78g/cm³,

柴油的密度一般在0.81-0.86g/cm³,

天然氣的密度一般在0.42-0.47g/cm³。

2、燃燒體積比:

汽油與空氣形成可燃混合氣的濃度達到1-7.5%時遇到明火或靜電則容易產生燃燒或爆炸,

柴油在1.6-8.2%時則容易燃燒或爆炸,

天然氣在5-15%時則容易燃燒或爆炸。

3、自燃溫度:

汽油的自燃溫度一般在220-480℃,

柴油的自燃溫度在250-380℃,

天然氣的自燃溫度在530-650℃。

4、燃燒熱值:

汽油的燃燒熱值能達到11270卡,

柴油的燃燒熱值一般能達到10670卡,

天然氣燃燒熱值一般能達到9260卡。

5、辛烷值:

汽油的辛烷值一般在80-100之間,

柴油的十六烷值一般在30-65之間,

天然氣的辛烷值一般在130左右。

6、理論空燃比:

汽油機的理論空燃比一般約14.8/1kg,

柴油的理論空燃比一般是14.3/1kg,

天然氣的理論空燃比一般是17.2/1kg。

7、沸點:

汽油的沸點一般在30-205℃,

柴油的沸點一般在180-370℃,

天然氣的沸點一般在-162℃。

8、冰點:

汽油的冰點一般在-68--75℃,

柴油的冰點一般在5--50℃,

天然氣的一般在-182℃以上。、

三、天然氣的安全性:

天然氣極易蒸發,如果天然氣有洩漏會迅速蒸發到大氣中。

燃燒體積比在5-15%,

只要體積不在這個範圍內就不會燃燒,

所以天然氣相對於汽油和柴油來說還是比較安全的。

但是,天然氣的溫度極低,容易產生凍傷。

四、天然氣的種類:

天然氣按照開採方式的不同大致有以下幾種:

1、從天然氣田開採出來的純天然氣。

2、開採石油時出來的伴生氣,包括頁岩油中的頁岩氣。

3、開採煤礦時收集的煤礦瓦斯氣體。

4、井下煤層抽出的礦井氣。

5、來自海底可燃冰。

按照生產或儲存方式分大致有以下幾種:

1、CNG-壓縮天然氣:

主要成分是甲烷,

與LNG的主要區別是CNG呈氣態,

LNG是液態。

2、LNG-液化天然氣:

主要成分是甲烷,

LNG可以作為CNG的原料。

3、LPG-液化石油氣:

主要成分是丙烷。

五、天然氣車輛與柴油機車輛對比所具有的特點

1、經濟性:

天然氣價格低廉,所以天然氣車輛具有優越的經濟性。

2、動力性:

由於天然氣燃燒擴散速度慢,動力性不如柴油機,如果採用電控柴油噴射系統進行預燃,然後噴入天然氣則動力會有提升,但結構複雜,價格昂貴,對維修能力要求較高。

3、環保性:

天然氣發動機尾氣排放主要是水和二氧化碳,PM和NOx排放較少,比較容易符合環保法規要求。

4、安全性:

天然氣的燃燒體積比在5-15%範圍內,低於或高於該範圍天然氣無法燃燒。

另外,天然氣的自燃溫度比汽油和柴油要大得多,所以天然氣具有更安全的性能。

瞭解了以上的特性,對天燃氣發動機的原理及故障排查會更容易一點。

張喜順

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