入り口随伴ガスの発熱量。 ガス燃料
表は質量を示しています 比熱燃料（液体、固体、気体）およびその他の可燃性物質の燃焼。 次の燃料が検討されました: 石炭、薪、コークス、泥炭、灯油、石油、アルコール、ガソリン、天然ガスなど。
テーブルのリスト:
燃料の酸化による発熱反応中に、その化学エネルギーが熱エネルギーに変換され、一定量の熱が放出されます。 結果として 熱エネルギー通常、燃料の燃焼熱と呼ばれます。 それはその化学組成、湿度に依存し、それが主なものです。 質量 1 kg または体積 1 m 3 あたりの燃料の燃焼熱は、燃焼の質量または体積比熱を形成します。
燃料の燃焼比熱は、固体、液体、または単位質量または単位体積の完全燃焼中に放出される熱量です。 気体燃料。 で 国際システム単位は、この値は J/kg または J/m 3 で測定されます。
燃料の燃焼比熱は、実験的に決定することも、分析的に計算することもできます。実験による測定方法 発熱量これらは、例えばサーモスタットと燃焼ボンベを備えた熱量計などで、燃料が燃焼するときに放出される熱量の実際の測定に基づいています。 化学組成が既知の燃料の場合、燃焼比熱は周期式を使用して決定できます。
燃焼比熱には高いものと低いものがあります。発熱量が高いほうが、 最大数燃料に含まれる水分の蒸発に費やされる熱を考慮した、燃料の完全燃焼中に放出される熱。 正味発熱量 値より小さい凝縮熱の量が多くなります。凝縮熱は燃料の水分と有機物の水素から形成され、燃焼中に水に変わります。
燃料品質指標の決定および熱計算 通常はより低い燃焼比熱を使用しますこれは燃料の最も重要な熱特性と性能特性であり、以下の表に示されています。
固体燃料（石炭、薪、泥炭、コークス）の燃焼比熱
表は乾式の燃焼比熱を示しています。 固形燃料寸法はMJ/kgです。 表内の燃料は名前のアルファベット順に並べられています。
考慮された固体燃料の中で、コークス炭が最も高い発熱量を持ち、その燃焼比熱は 36.3 MJ/kg (または SI 単位では 36.3・10 6 J/kg) です。 また、石炭、無煙炭、木炭、褐炭は発熱量が高いのが特徴です。
エネルギー効率の低い燃料には、木材、薪、火薬、粉砕泥炭、オイルシェールなどがあります。 たとえば、薪の燃焼比熱は 8.4 ～ 12.5 ですが、火薬の燃焼比熱はわずか 3.8 MJ/kg です。
| 燃料 | |
|---|---|
| 無煙炭 | 26,8…34,8 |
| 木質ペレット（ペレット） | 18,5 |
| 乾燥した薪 | 8,4…11 |
| 乾燥した白樺の薪 | 12,5 |
| ガスコークス | 26,9 |
| ブラストコークス | 30,4 |
| セミコークス | 27,3 |
| 粉 | 3,8 |
| スレート | 4,6…9 |
| オイルシェール | 5,9…15 |
| 固体ロケット燃料 | 4,2…10,5 |
| 泥炭 | 16,3 |
| 繊維状泥炭 | 21,8 |
| 粉砕された泥炭 | 8,1…10,5 |
| ピートクラム | 10,8 |
| 褐炭 | 13…25 |
| 褐炭（練炭） | 20,2 |
| 褐炭（粉塵） | 25 |
| ドネツク石炭 | 19,7…24 |
| 木炭 | 31,5…34,4 |
| 石炭 | 27 |
| 原料炭 | 36,3 |
| クズネツク石炭 | 22,8…25,1 |
| チェリャビンスクの石炭 | 12,8 |
| エキバストゥズ石炭 | 16,7 |
| フレストルフ | 8,1 |
| スラグ | 27,5 |
液体燃料（アルコール、ガソリン、灯油、油）の燃焼比熱
液体燃料およびその他の有機液体の燃焼比熱を表に示します。 ガソリン、ディーゼル燃料、オイルなどの燃料は燃焼時の発熱が大きいことに注意してください。
アルコールとアセトンの燃焼比熱は、従来のモーター燃料よりも大幅に低くなります。 また、比較的、 低い価値液体ロケット燃料には発熱量があり、これらの炭化水素 1 kg が完全燃焼すると、それぞれ 9.2 MJ と 13.3 MJ に相当する熱量が放出されます。
| 燃料 | 燃焼比熱、MJ/kg |
|---|---|
| アセトン | 31,4 |
| ガソリン A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| 航空ガソリン B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| ガソリン AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| ベンゼン | 40,6 |
| 冬季ディーゼル燃料 (GOST 305-73) | 43,6 |
| 夏用ディーゼル燃料 (GOST 305-73) | 43,4 |
| 液体ロケット燃料（灯油＋液体酸素） | 9,2 |
| 航空灯油 | 42,9 |
| 照明用灯油 (GOST 4753-68) | 43,7 |
| キシレン | 43,2 |
| 高硫黄燃料油 | 39 |
| 低硫黄燃料油 | 40,5 |
| 低硫黄燃料油 | 41,7 |
| 硫黄燃料油 | 39,6 |
| メチルアルコール（メタノール） | 21,1 |
| n-ブチルアルコール | 36,8 |
| 油 | 43,5…46 |
| メタン油 | 21,5 |
| トルエン | 40,9 |
| ホワイトスピリット (GOST 313452) | 44 |
| エチレングリコール | 13,3 |
| エチルアルコール（エタノール） | 30,6 |
気体燃料および可燃性ガスの燃焼比熱
気体燃料およびその他の可燃性ガスの燃焼比熱を MJ/kg の単位で示した表が示されています。 考慮されたガスの中で、燃焼の質量比熱が最も高くなります。 このガス 1 キログラムが完全に燃焼すると、119.83 MJ の熱が放出されます。 また、天然ガスなどの燃料は発熱量が高く、天然ガスの燃焼比熱は 41...49 MJ/kg (純粋なガスの場合は 50 MJ/kg) です。
| 燃料 | 燃焼比熱、MJ/kg |
|---|---|
| 1-ブテン | 45,3 |
| アンモニア | 18,6 |
| アセチレン | 48,3 |
| 水素 | 119,83 |
| 水素、メタンとの混合物 (重量比 50% H 2 および 50% CH 4) | 85 |
| 水素、メタンおよび一酸化炭素との混合物 (33-33-33 重量%) | 60 |
| 水素、一酸化炭素との混合物 (重量比 50% H 2 50% CO 2) | 65 |
| 高炉ガス | 3 |
| コークス炉ガス | 38,5 |
| 液化炭化水素ガスLPG（プロパン・ブタン） | 43,8 |
| イソブタン | 45,6 |
| メタン | 50 |
| n-ブタン | 45,7 |
| n-ヘキサン | 45,1 |
| n-ペンタン | 45,4 |
| 関連ガス | 40,6…43 |
| 天然ガス | 41…49 |
| プロパジエン | 46,3 |
| プロパン | 46,3 |
| プロピレン | 45,8 |
| プロピレン、水素と一酸化炭素の混合物 (90%-9%-1 重量%) | 52 |
| エタン | 47,5 |
| エチレン | 47,2 |
一部の可燃性物質の燃焼比熱
一部の可燃性物質 (木、紙、プラスチック、わら、ゴムなど) の燃焼比熱の表が提供されています。 燃焼中に発熱量が多い材料には注意が必要です。 このような材料には、さまざまな種類のゴム、発泡ポリスチレン (発泡体)、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが含まれます。
| 燃料 | 燃焼比熱、MJ/kg |
|---|---|
| 紙 | 17,6 |
| レザーレット | 21,5 |
| 木材（含水率14%の棒材） | 13,8 |
| 積み上げられた木材 | 16,6 |
| オーク材 | 19,9 |
| 松の材木 | 20,3 |
| ウッドグリーン | 6,3 |
| パイン材 | 20,9 |
| カプロン | 31,1 |
| カーボライト製品 | 26,9 |
| 段ボール | 16,5 |
| スチレンブタジエンゴム SKS-30AR | 43,9 |
| 天然ゴム | 44,8 |
| 合成ゴム | 40,2 |
| ラバーSKS | 43,9 |
| クロロプレンゴム | 28 |
| ポリ塩化ビニルリノリウム | 14,3 |
| ポリ塩化ビニル二層リノリウム | 17,9 |
| フェルトベースのポリ塩化ビニルリノリウム | 16,6 |
| 温間系ポリ塩化ビニルリノリウム | 17,6 |
| 布ベースのポリ塩化ビニルリノリウム | 20,3 |
| ゴムリノリウム（リリン） | 27,2 |
| パラフィン パラフィン | 11,2 |
| 発泡ポリスチレン PVC-1 | 19,5 |
| 発泡プラスチック FS-7 | 24,4 |
| 発泡プラスチックFF | 31,4 |
| 発泡ポリスチレンPSB-S | 41,6 |
| ポリウレタンフォーム | 24,3 |
| 繊維板 | 20,9 |
| ポリ塩化ビニル(PVC) | 20,7 |
| ポリカーボネート | 31 |
| ポリプロピレン | 45,7 |
| ポリスチレン | 39 |
| 高圧ポリエチレン | 47 |
| 低圧ポリエチレン | 46,7 |
| ゴム | 33,5 |
| ルベロイド | 29,5 |
| チャンネルすす | 28,3 |
| 干し草 | 16,7 |
| ストロー | 17 |
| 有機ガラス（プレキシガラス） | 27,7 |
| テクソライト | 20,9 |
| トール | 16 |
| TNT | 15 |
| コットン | 17,5 |
| セルロース | 16,4 |
| 羊毛および羊毛繊維 | 23,1 |
出典:
- GOST 147-2013 固体鉱物燃料。 高位発熱量の決定と低位発熱量の計算。
- GOST 21261-91 石油製品。 高位発熱量の求め方と低位発熱量の算出方法。
- GOST 22667-82 天然可燃性ガス。 発熱量、相対密度、ウォッベ数を求める計算方法。
- GOST 31369-2008 天然ガス。 成分組成に基づいて発熱量、密度、相対密度、ウォッベ数を計算します。
- Zemsky G. T. 無機および有機材料の可燃性特性: 参考図書 M.: VNIIPO、2016 - 970 p。
燃焼熱は可燃性物質の化学組成によって決まります。 可燃性物質に含まれる化学元素は、一般に認められた記号で示されています。 と , N , について , N , S、灰と水はシンボルです あそして Wそれぞれ。
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燃焼熱は可燃性物質の作動質量に関係する可能性があります Q P (\displaystyle Q^(P))つまり、消費者に届く形の可燃性物質に対して。 物質の乾燥重量に対して Q C (\displaystyle Q^(C)); 可燃性物質の塊に Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma ))つまり、水分や灰を含まない可燃性物質になります。
もっと高いものもあります( Q B (\displaystyle Q_(B))) 以下 ( Q H (\displaystyle Q_(H))) 燃焼熱。
下 より高い発熱量燃焼生成物を冷却する際の水蒸気の凝縮熱を含む、物質の完全燃焼中に放出される熱の量を理解します。
正味発熱量水蒸気の凝縮熱を考慮せずに、完全燃焼中に放出される熱量に相当します。 水蒸気の凝縮熱とも言います。 蒸発潜熱（凝縮）.
低い発熱量と高い発熱量は、次の関係によって関連付けられます。 Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),
ここで、k は 25 kJ/kg (6 kcal/kg) に等しい係数です。 Ｗは可燃性物質中の水の量、％（質量による）である。 H は可燃性物質中の水素の量、% (質量による) です。
発熱量の計算
したがって、より高い発熱量は、可燃性物質の単位質量または単位体積（ガスの場合）が完全に燃焼し、燃焼生成物が露点温度まで冷却される間に放出される熱量です。 熱工学計算では、発熱量の高い方を100％として計算します。 ガスの燃焼潜熱は、燃焼生成物に含まれる水蒸気の凝縮中に放出される熱です。 理論上は11％に達する可能性がある。
実際には、完全に凝縮するまで燃焼生成物を冷却することは不可能であるため、低位発熱量 (QHp) の概念が導入されています。低位発熱量 (QHp) は、燃焼生成物に含まれる水蒸気の気化熱を高位発熱量から差し引くことで得られます。物質とその燃焼中に形成される物質。 1kgの水蒸気を蒸発させるには2514kJ/kg（600kcal/kg）が必要です。 低位発熱量は次の式 (kJ/kg または kcal/kg) によって決定されます。
Q H P = Q B P − 2514 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(固形物の場合)
Q H P = Q B P − 600 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(液体物質の場合)、ここで:
2514 - 0 °C での蒸発熱と 大気圧、kJ/kg。
H P (\displaystyle H^(P))そして W P (\displaystyle W^(P))- 作動燃料中の水素と水蒸気の含有量、%;
９は、１ｋｇの水素を酸素と組み合わせて燃焼させると９ｋｇの水が生成されることを示す係数である。
燃焼熱は燃料の最も重要な特性であり、固体燃料または液体燃料 1 kg、または気体燃料 1 m3 の燃焼によって得られる熱量を kJ/kg (kcal/kg) で決定します。 1 kcal = 4.1868 または 4.19 kJ。
低位発熱量は物質ごとに実験的に求められた参考値です。 また、元素組成が既知の固体および液体材料については、D.I. メンデレーエフの式 (kJ/kg または kcal/kg) に従って計算して決定することもできます。
Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25.14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\displaystyle Q_(H)^(P)=339\cdot C^(P)+1256\ cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25.14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P))
Q H P = 81 ⋅ C P + 246 ⋅ H P − 26 ⋅ (O P + S L P) − 6 ⋅ W P (\displaystyle Q_(H)^(P)=81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P))、 どこ：
C P (\displaystyle C_(P)), H P (\displaystyle H_(P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\displaystyle S_(L)^(P)), W P (\displaystyle W_(P))- 燃料の作動質量中の炭素、水素、酸素、揮発性硫黄および水分の含有量 (%) (重量による)。
比較計算には、燃焼比熱が 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg) である、いわゆる従来型燃料が使用されます。
ロシアでは、熱計算（爆発や火災の危険性に関して部屋のカテゴリーを決定するための熱負荷の計算など）は通常、次の基準に従って実行されます。 熱を下げる米国、英国、フランスでは最高レベルの燃焼が行われています。 英国と米国では、メートル法が導入される前は、燃焼比熱はポンド (lb) あたりの英国熱単位 (BTU) で測定されていました (1Btu/lb = 2.326 kJ/kg)。
物質と材料 正味発熱量 Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P))、MJ/kg ガソリン 41,87 灯油 43,54 紙：書籍、雑誌 13,4 木材 (ブロック W = 14%) 13,8 天然ゴム 44,73 ポリ塩化ビニルリノリウム 14,31 ゴム 33,52 短繊維 13,8 ポリエチレン 47,14 発泡ポリスチレン 41,6 綿が緩んだ 15,7 プラスチック 41,87 有機起源の物質には、燃焼すると一定量の熱エネルギーを放出する燃料が含まれます。 熱生成は、効率が高く、副作用、特に人間の健康や環境に有害な物質がないことを特徴としなければなりません。
火室に積み込みやすいように、木材は長さ 30 cm までの個々の要素に切断されますが、使用効率を高めるために、薪は可能な限り乾燥し、燃焼プロセスが比較的ゆっくりである必要があります。 多くの点で、オークや樺、ヘーゼルやトネリ、サンザシなどの広葉樹からの木材は、施設の暖房に適しています。 樹脂含有量が多いため、 速度の増加燃焼性と低発熱量 針葉樹この点において、彼らは著しく劣っている。
発熱量の値は木材の密度に影響されることを理解してください。
堆積岩から抽出された植物由来の天然素材です。
このタイプの固形燃料には炭素などが含まれています。 化学元素。 材料はその年代に応じて種類に分けられます。 褐炭が最も新しいと考えられ、次に硬炭が続き、無煙炭は他のすべての種類よりも古いと考えられています。 可燃性物質の年齢によっても水分含有量が決まりますが、水分含有量は若い物質ほど多く含まれます。
石炭の燃焼中に環境汚染が発生し、ボイラー火格子にスラグが形成され、正常な燃焼にある程度の障害が生じます。 材料中の硫黄の存在も、大気中ではこの元素が硫酸に変換されるため、大気にとって好ましくない要因となります。
しかし、消費者は自分の健康を心配する必要はありません。 この材料の製造業者は、個人顧客を考慮して、その中の硫黄含有量を減らすよう努めています。 石炭は同じ種類であっても発熱量が異なります。 その違いは、亜種の特徴とそのミネラル含有量、および生産地によって異なります。 固体燃料としては、純石炭だけでなく、練炭に圧縮された低濃縮石炭スラグも使用されます。
ペレット（燃料顆粒）は、木材や植物の廃棄物（削りくず、樹皮、ボール紙、わら）から工業的に作られた固体燃料です。
粉砕された原料は乾燥され、造粒機に注入され、そこから特定の形状の顆粒の形で得られます。 塊に粘性を加えるために、植物ポリマーであるリグニンが使用されます。 複雑 生産工程そして需要の高さがペレットのコストを決定します。 この材料は特別に装備されたボイラーに使用されます。
燃料の種類は、燃料が加工される材料に応じて決まります。
- あらゆる樹種の丸い材木。
- ストロー;
- 泥炭;
- ひまわりの殻。
燃料ペレットが持つ利点の中で、次の特性に注目する価値があります。
- 環境への優しさ。
- 変形しにくく、真菌に対して耐性がある。
- 屋外でも簡単に保管できます。
- 燃焼の均一性と持続時間。
- 比較的低コスト。
- さまざまな加熱装置に使用可能。
- 特別に装備されたボイラーへの自動装填に適した粒子サイズ。
練炭
練炭は、多くの点でペレットに似ている固体燃料です。 それらの製造には、木材チップ、削りくず、泥炭、殻、わらなどの同じ材料が使用されます。 製造工程では、原料を粉砕し、圧縮してブリケットに成形します。 この材料は環境に優しい燃料でもあります。 屋外でも保管できるので便利です。 この燃料のスムーズで均一なゆっくりとした燃焼は、暖炉やストーブ、暖房ボイラーの両方で観察できます。
上で説明した種類の環境に優しい固体燃料は、熱を発生させるための優れた代替品です。 燃焼に悪影響を与える化石熱エネルギー源と比較して 環境さらに、代替燃料は再生不可能であるため、明らかな利点があり、比較的低コストであるため、特定のカテゴリーの消費者にとっては重要です。
同時に、そのような燃料の火災の危険性ははるかに高くなります。 そのため、保管や壁の耐火性材料の使用などに安全対策を講じる必要があります。
液体燃料と気体燃料
液体および気体の可燃性物質については、以下のような状況です。
単位量の燃料が完全に燃焼するときに放出される熱量は、発熱量 (Q) または発熱量、または発熱量と呼ばれることもあり、燃料の主な特性の 1 つです。
通常、ガスの発熱量を1といいます。 m3、通常の状態で撮影したもの。
技術的な計算では、通常の状態とは、温度 0℃、圧力 760℃のガスの状態を意味します。 mmHg 美術。この条件下でのガスの体積は次のように表されます。 nm3(通常立方メートル)。
GOST 2923-45 に準拠した工業用ガス測定用 通常の状態温度 20°C、圧力 760 を想定 mmHg 美術。これらの条件に割り当てられるガスの体積とは対照的に、 nm3電話します メートル 3 (立方メートル)。
ガスの発熱量 (問))で表現される kcal/nm eまたはで kcal/m3。
液化ガスの場合、発熱量を1とします。 kg。
発熱量には高い (Qc) と低い (Qn) があります。 総発熱量には燃料の燃焼時に発生する水蒸気の凝縮熱が考慮されています。 水蒸気は凝縮せず、燃焼生成物と一緒に持ち去られるため、より低い発熱量には、燃焼生成物の水蒸気に含まれる熱は考慮されていません。
概念 Q in および Q n は、燃焼によって水蒸気が放出されるガスのみを指します (これらの概念は、燃焼時に水蒸気を生成しない一酸化炭素には適用されません)。
水蒸気が凝縮すると、539 に等しい熱が放出されます。 kcal/kg。また、凝縮液が0℃（または20℃）に冷却されると、それぞれ100％または80％の熱が放出されます。 kcal/kg。
水蒸気の凝縮により、合計 600 以上の熱が放出されます。 kcal/kg、これは、ガスの高い発熱量と低い発熱量の差です。 都市ガス供給で使用されるほとんどのガスでは、この差は 8 ～ 10% です。
一部のガスの発熱量を表に示します。 3.
都市ガスの供給には、現在、原則として発熱量が 3500 以上のガスが使用されています。 kcal/nm ３．これは、都市部ではガスがかなりの距離にわたってパイプを通じて供給されるという事実によって説明されます。 発熱量が低い場合には多量に供給する必要があります。 これは必然的にガスパイプラインの直径の増加につながり、その結果、ガスネットワークの建設のための金属投資と資金の増加、そしてその後の運営コストの増加につながります。 低カロリーガスの重大な欠点は、ほとんどの場合、次のものが含まれていることです。 かなりの量一酸化炭素は、ガスを使用するときだけでなく、ネットワークや設備を保守するときにも危険を高めます。
ガス発熱量3500未満 kcal/nm3産業で最もよく使用されており、長距離を輸送する必要がなく、燃焼を組織するのが簡単です。 都市ガスの供給では、ガスの発熱量が一定であることが望ましい。 すでに確立したように、変動は 10% を超えては許容されません。 ガスの発熱量が大きく変化すると、新たな調整が必要となり、場合によっては変更が必要になります。 大量家庭用電化製品のバーナーを統合することは、重大な困難を伴います。
可燃性ガスの分類
都市や産業企業にガスを供給するには、起源、化学組成、物理的特性が異なるさまざまな可燃性ガスが使用されます。
可燃性ガスは、その起源に基づいて、固体燃料と液体燃料から生成される天然ガス、または天然ガスと人工ガスに分類されます。
天然ガスは、純粋なガス田または油田の井戸から石油とともに抽出されます。 油田から発生するガスは随伴ガスと呼ばれます。
純粋なガス田からのガスは主にメタンで構成されており、重炭化水素が少量含まれています。 それらは一定の組成と発熱量によって特徴付けられます。
随伴ガスには、メタンとともに、大量の重炭化水素 (プロパンおよびブタン) が含まれています。 これらのガスの組成と発熱量は大きく異なります。
人工ガスは特殊なガスプラントで生成されるか、冶金プラントや石油精製プラントで石炭を燃焼させる際の副産物として得られます。
から発生するガス 石炭、私たちの国では、それらは非常に限られた量で都市ガスの供給に使用されており、その比重は絶えず減少しています。 一方で、ガス・ガソリン工場や石油精製時に随伴する石油ガスから得られる液化炭化水素ガスの生産・消費も増加しています。 液体 炭化水素ガス都市ガスの供給に使用され、主にプロパンとブタンで構成されます。
ガスの組成
ガスの種類とその組成は、ガス適用範囲、ガスネットワークのレイアウトと直径、ガスバーナーデバイスと個々のガスパイプラインコンポーネントの設計ソリューションを主に決定します。
ガス消費量は発熱量、つまりガスパイプラインの直径とガスの燃焼条件に依存します。 産業設備でガスを使用する場合、燃焼温度と火炎伝播速度、およびガス燃料の組成の一定性が非常に重要です。 物理化学的特性それらは主にガスの種類と入手方法に依存します。
可燃性ガスは、さまざまなガスの機械的混合物です。<как горючих, так и негорючих.
気体燃料の可燃部分には以下が含まれます: 水素 (H 2) - 無色、味、無臭のガス、低発熱量は 2579 kcal/nm3\メタン (CH 4) - 色、味、匂いのないガスは、天然ガスの主な可燃部分であり、その低い発熱量は 8555 です。 kcal/nm3;一酸化炭素 (CO) - 無色、無味、無臭のガスで、燃料の不完全燃焼によって生成され、非常に有毒で、発熱量が低い 3018 kcal/nm3;重炭化水素 (S p N t)、この名前<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 kcal/nm*。
気体燃料の不燃部分には、二酸化炭素 (CO 2 )、酸素 (O 2 )、窒素 (N 2 ) が含まれます。
ガスの不燃部分は通常バラストと呼ばれます。 天然ガスは、発熱量が高く、一酸化炭素が完全に存在しないことが特徴です。 同時に、主にガスや石油などの多くの鉱床には、非常に有毒 (および腐食性) ガスである硫化水素 (H 2 S) が含まれており、ほとんどの人工石炭ガスには、大量の非常に有毒なガスである一酸化炭素 (CO) が含まれています。 ). ガス中に酸化物が存在する炭素やその他の有毒物質は、操作作業を複雑にし、ガス使用時の危険性を高めるため、非常に望ましくありません。ガスの組成には、主成分に加えて、さまざまな不純物が含まれており、具体的な値は次のとおりです。これはパーセンテージで言えば無視できますが、ガスパイプラインが数千、さらには数百万立方メートルのガスを供給していることを考慮すると、不純物の総量はかなりの値に達します。多くの不純物がガスパイプライン内に落下し、最終的にはガスの削減につながります。したがって、ガスパイプラインを設計するとき、および運用中に、ガス中の不純物の存在を考慮する必要があります。
不純物の量と組成は、ガスの生成または抽出の方法、およびその精製の程度によって異なります。 最も有害な不純物は、粉塵、タール、ナフタレン、湿気、硫黄化合物です。
ダストは、製造プロセス（抽出）中またはパイプラインを通したガス輸送中にガス中に発生します。 樹脂は燃料の熱分解生成物であり、多くの人工ガスに含まれます。 ガス中に粉塵が含まれている場合、樹脂はタール泥プラグの形成やガスパイプラインの閉塞の原因となります。
ナフタレンは人工の石炭ガス中によく見られます。 低温では、ナフタレンがパイプ内で沈殿し、他の固体および液体の不純物とともにガスパイプラインの流路面積を減少させます。
蒸気の形の水分は、ほとんどすべての天然ガスおよび人工ガスに含まれています。 ガス田自体で水面との接触により天然ガスに混入したり、人工ガスの場合は製造過程で水分が飽和したりするため、ガス中に水分が多量に存在すると発熱量が低下するため好ましくない。加えて、ガスの気化熱容量が高く、ガス燃焼中の水分は燃焼生成物とともにかなりの量の熱を大気中に運び去ります。また、ガス中の水分含有量が多いと、冷却時に凝縮するため望ましくありません。ガスがパイプ内を移動する際、ガスパイプライン（下部）に水栓ができる可能性があり、これを削除する必要があります。 これには、特別な凝縮水コレクターを設置し、それらをポンプで排出する必要があります。
硫黄化合物には、すでに述べたように、硫化水素のほか、二硫化炭素、メルカプタンなどが含まれます。これらの化合物は、人の健康に悪影響を与えるだけでなく、配管に重大な腐食を引き起こします。
その他の有害な不純物には、主に石炭ガスに含まれるアンモニアやシアン化物化合物などがあります。 アンモニアおよびシアン化物化合物の存在は、パイプ金属の腐食の増加につながります。
可燃性ガス中に二酸化炭素や窒素が存在することも望ましくありません。 これらのガスは燃焼プロセスに関与せず、発熱量を低減するバラストとなるため、ガスパイプラインの直径が増大し、ガス燃料使用の経済効率が低下します。
都市ガス供給に使用されるガスの組成は、GOST 6542-50 (表 1) の要件を満たさなければなりません。
表1
国内で最も有名なガス田からの天然ガスの組成の平均値を表に示します。 2.
ガス田産（乾式）
ウクライナ西部。 。 。 81,2 7,5 4,5 3,7 2,5 - . 0,1 0,5 0,735 シェベリンスコエ................................................ 92,9 4,5 0,8 0,6 0,6 ____ . 0,1 0,5 0,603 スタヴロポリ地域。 。 98,6 0,4 0,14 0,06 - 0,1 0,7 0,561 クラスノダール地方。 。 92,9 0,5 - 0,5 _ 0,01 0,09 0,595 サラトフスコエ...................................... 93,4 2,1 0,8 0,4 0,3 足跡 0,3 2,7 0,576 ブハラ地方ガズリ 96,7 0,35 0,4" 0,1 0,45 0,575 ガス田および油田から（関連） ロマシキノ...................................... 18,5 6,2 4,7 0,1 11,5 1,07 7,4 4,6 ____ 足跡 1,112 __ . トゥイマジ………… 18,4 6,8 4,6 ____ 0,1 7,1 1,062 - アッシュ…… 23,5 9,3 3,5 ____ 0,2 4,5 1,132 - 脂肪........ ................................ 。 2,5 . ___ . 1,5 0,721 - シズランネフチ.................................... 31,9 23,9 - 5,9 2,7 0,8 1,7 1,6 31,5 0,932 - イシムベイ...................................... 42,4 20,5 7,2 3,1 2,8 1,040 _ アンディジャン。 ................................................... 66,5 16,6 9,4 3,1 3,1 0,03 0,2 4,17 0,801 ; ガスの発熱量
単位量の燃料が完全に燃焼するときに放出される熱量は、発熱量 (Q) または発熱量、または発熱量と呼ばれることもあり、燃料の主な特性の 1 つです。
通常、ガスの発熱量を1といいます。 m3、通常の状態で撮影したもの。
技術的な計算では、通常の状態とは、温度 0℃、圧力 760℃のガスの状態を意味します。 mmHg 美術。この条件下でのガスの体積は次のように表されます。 nm3(通常立方メートル)。
GOST 2923-45 に基づく工業用ガス測定の場合、温度 20°C、圧力 760 が通常の条件と見なされます。 mmHg 美術。これらの条件に割り当てられるガスの体積とは対照的に、 nm3電話します メートル 3 (立方メートル)。
ガスの発熱量 (問))で表現される kcal/nm eまたはで kcal/m3。
液化ガスの場合、発熱量を1とします。 kg。
発熱量には高い (Qc) と低い (Qn) があります。 総発熱量には燃料の燃焼時に発生する水蒸気の凝縮熱が考慮されています。 水蒸気は凝縮せず、燃焼生成物と一緒に持ち去られるため、より低い発熱量には、燃焼生成物の水蒸気に含まれる熱は考慮されていません。
概念 Q in および Q n は、燃焼によって水蒸気が放出されるガスのみを指します (これらの概念は、燃焼時に水蒸気を生成しない一酸化炭素には適用されません)。
水蒸気が凝縮すると、539 に等しい熱が放出されます。 kcal/kg。また、凝縮液が0℃（または20℃）に冷却されると、それぞれ100％または80％の熱が放出されます。 kcal/kg。
水蒸気の凝縮により、合計 600 以上の熱が放出されます。 kcal/kg、これは、ガスの高い発熱量と低い発熱量の差です。 都市ガス供給で使用されるほとんどのガスでは、この差は 8 ～ 10% です。
一部のガスの発熱量を表に示します。 3.
都市ガスの供給には、現在、原則として発熱量が 3500 以上のガスが使用されています。 kcal/nm ３．これは、都市部ではガスがかなりの距離にわたってパイプを通じて供給されるという事実によって説明されます。 発熱量が低い場合には多量に供給する必要があります。 これは必然的にガスパイプラインの直径の増加につながり、その結果、ガスネットワークの建設のための金属投資と資金の増加、そしてその後の運営コストの増加につながります。 低カロリーガスの重大な欠点は、ほとんどの場合、大量の一酸化炭素が含まれていることです。これにより、ガスの使用時だけでなく、ネットワークや設備の保守時にも危険が高まります。
ガス発熱量3500未満 kcal/nm3産業で最もよく使用されており、長距離を輸送する必要がなく、燃焼を組織するのが簡単です。 都市ガスの供給では、ガスの発熱量が一定であることが望ましい。 すでに確立したように、変動は 10% を超えては許容されません。 ガスの発熱量が大きく変化すると、新たな調整が必要になり、場合によっては家庭用電化製品の標準化された多数のバーナーを交換する必要があり、これには重大な困難が伴います。