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3.2 燃气质量

3.2.1 城镇燃气质量指标应符合下列要求：
    1 城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分的波动应符合城镇燃气互换的要求；
    2 城镇燃气偏离基准气的波动范围宜按现行的国家标准《城市燃气分类》GB/T13611的规定采用，并应适当留有余地。
3.2.2 采用不同种类的燃气做城镇燃气除应符合第3.2.1条外，还应分别符合下列第1～4款的规定。
    1 天然气的质量指标应符合下列规定：
        1）天然气发热量、总硫和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准《天然气》GB17820的一类气或二类气的规定；
        2）在天然气交接点的压力和温度条件下：
        天然气的烃露点应比最低环境温度低5℃；
        天然气中不应有固态、液态或胶状物质。
    2 液化石油气质量指标应符合现行国家标准《油气田液化石油气》GB9052.1或《液化石油气》GB 11174的规定；
    3 人工煤气质量指标应符合现行国家标准《人工煤气》GB13612的规定；
    4 液化石油气与空气的混合气做主气源时，液化石油气的体积分数应高于其爆炸上限的2 倍，且混合气的露点温度应低于管道外壁温度5℃。硫化氢含量不应大于20mg/m³。
3.2.3 城镇燃气应具有可以察觉的臭味，燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定：
    1 无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20％时，应能察觉；
    2 有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉；
    对于以一氧化碳为有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量达到0.02％（体积分数）时，应能察觉。
3.2.4 城镇燃气加臭剂应符合下列要求：
    1 加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味；
    2 加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害；
    3 加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害，并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料；
    4 加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5％（质量分数）；
    5 加臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。

条文说明

3.2.1 城镇燃气是供给城镇居民生活、商业、工业企业生产、采暖通风和空调等做燃料用的，在燃气的输配、储存和应用的过程中，为了保证城镇燃气系统和用户的安全，减少腐蚀、堵塞和损失，减少对环境的污染和保障系统的经济合理性，要求城镇燃气具有一定的质量指标并保持其质量的相对稳定是非常重要的基础条件。
为保证燃气用具在其允许的适应范围内工作，并提高燃气的标准化水平，便于用户对各种不同燃具的选用和维修，便于燃气用具产品的国内外流通等，各地供应的城镇燃气（应按基准气分类）的发热量和组分应相对稳定，偏离基准气的波动范围不应超过燃气用具适应性的允许范围，也就是要符合城镇燃气互换的要求。具体波动范围，根据燃气类别宜按现行的国家标准《城市燃气分类》GB/T 13611的规定采用并应适当留有余地。
现行的国家标准《城市燃气分类》GB/T13611，详见表1（华白数按燃气高发热量计算）。
以常见的天然气10T和12T为例（相当于国际联盟标准的L类和H类），其成分主要由甲烷和少量惰性气体组成，燃烧特性比较类似，一般可用单一参数（华白数）判定其互换性。表1中所列华白数的范围是指GB/T13611-92规定的最大允许波动范围，但作为商品天然气供给作城镇燃气时，应适当留有余地，参考英国规定，是留有3％～5％的余量，则10T和12T作城镇燃气商品气时华白数波动范围如表2，可作为确定商品气波动范围的参考。

表1 GB/T 13611-92城市燃气的分类（干，0℃，101.3kPa）

注：6T为液化石油气混空气，燃烧特性接近天然气。

表2 10T和12T天然气华白数波动范围(MJ/m³)
表2 10T和12T天然气华白数波动范围(MJ/m3)

3.2.2本条对作为城镇燃气且已有产品标准的燃气引用了现行的国家标准，并根据城镇燃气要求作了适当补充；对目前尚无产品标准的燃气提出了质量安全指标要求。
1 天然气的质量技术指标国家现行标准《天然气》GB17820-1999的一类气或二类气的规定，详见表3。

表3 天然气的技术指标

注：1 标准中气体体积的标准参比条件是101.325kPa，20℃；
2 取样方法按GB/T13609。
本规范历史上对燃气中硫化氢的要求为小于或等于20mg/m³，因而符合二类气的要求是允许的；但考虑到今后户内燃气管的暗装等要求，进一步降低H₂S含量以减少腐蚀，也是适宜的。故在此提出应符合一类气或二类气的规定；应补充说明的是：一类或二类天然气对二氧化碳的要求为小于或等于3％(体积分数)，作为燃料用的城镇燃气对这一指标要求是不高的，其含量应根据天然气的类别而定，例如对10T天然气，二氧化碳加氮等惰性气体之和不应大于14％，故本款对惰性气体含量未作硬性规定。对于含惰性气体较多、发热量较低的天然气，供需双方可在协议中另行规定。
3 人工煤气的质量技术指标中关于通过电捕焦油器时氧含量指标和规模较小的人工煤气工程煤气发热量等需要适当放宽的问题，于正在进行修订中的《人工煤气》GB13621标准中表达，故本规范在此采用引用该标准。
4 采用液化石油气与空气的混合气做主气源时，液化石油气的体积分数应高于其爆炸上限的2倍(例如液化石油气爆炸上限如按10％计，则液化石油气与空气的混合气做主气源时，液化石油气的体积分数应高于20％)，以保证安全，这是根据原苏联建筑法规的规定制定的。
3.2.3本条规定了燃气具有臭味的必要及其标准。
1 关于空气-燃气中臭味“应能察觉”的含义
“应能察觉”与空气中的臭味强度和人的嗅觉能力有关。臭味的强度等级国际上燃气行业一般采用Sales等级，是按嗅觉的下列浓度分级的：
0级——没有臭味；
0.5级——极微小的臭味(可感点的开端)；
1级——弱臭味；
2级——臭味一般，可由一个身体健康状况正常且嗅觉能力一般的人识别，相当于报警或安全浓度；
3级——臭味强；
4级——臭味非常强；
5级——最强烈的臭味，是感觉的最高极限。超过这一级，嗅觉上臭味不再有增强的感觉。
“应能察觉”的含义是指嗅觉能力一般的正常人，在空气-燃气混合物臭味强度达到2级时，应能察觉空气中存在燃气。
2 对无毒燃气加臭剂的最小用量标准
美国和西欧等国，对无毒燃气(如天然气、气态液化石油气)的加臭剂用量，均规定在无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20％时，应能察觉。故本规范也采用这个规定。在确定加臭剂用量时，还应结合当地燃气的具体情况和采用加臭剂种类等因素，有条件时，宜通过试验确定。
据国外资料介绍，空气中的四氢噻吩（THT）为0.08mg/m³时，可达到臭味强度2级的报警浓度。以爆炸下限为5％的天然气为例，则5％×20％＝1％，相当于在天然气中应加THT8mg/m³，这是一个理论值。实际加入量应考虑管道长度、材质、腐蚀情况和天然气成分等因素，取理论值的2～3倍。以下是国外几个国家天然气加臭剂量的有关规定：
1)比利时   加臭剂为四氢噻吩(THT) 18～20mg/m³
2)法国     加臭剂为四氢噻吩(THT)
低热值天然气 20mg/m³
高热值天然气 25mg/m³
当燃气中硫醇总量大于5mg/m³时，可以不加臭。
3)德国   加臭剂为四氢噻吩(THT) 17.5mg/m³
加臭剂为硫醇(TBH) 4～9mg/m³
4)荷兰   加臭剂为四氢噻吩(THT) 18mg/m³
据资料介绍，北京市天然气公司、齐齐哈尔市天然气公司也采用四氢噻吩（THT）作为加臭剂，加入量北京为18mg/m³，齐齐哈尔为16～20mg/m³。
根据上述国内外加臭剂用量情况，对于爆炸下限为5％的天然气，取加臭剂用量不宜小于20mg/m³。并以此作为推论，当不具备试验条件时，对于几种常见的无毒燃气，在空气中达到爆炸下限的20％时应能察觉的加臭用量，不宜小于表4的规定，可做确定加臭剂用量的参考。

表4 几种常见的无毒燃气的加臭剂用量

注：1 本表加臭剂按四氢噻吩计。
        2 当燃气成分与本表比例不同时，可根据燃气在空气中的爆炸下限，对比爆炸下限为5％的天然气的加臭剂用量，按反比计算出燃气所需加臭剂用量。
3 对有毒燃气加臭剂的最少用量标准
    有毒燃气一般指含CO的可燃气体。CO对人体毒性极大，一旦漏入空气中，尚未达到爆炸下限20％时，人体早就中毒，故对有毒燃气，应按在空气中达到对人体允许的有害浓度之时应能察觉来确定加臭剂用量。关于人体允许的有害浓度的含义，根据“一氧化碳对人体影响”的研究，其影响取决于空气中CO含量、吸气持续时间和呼吸的强度。为了防止中毒死亡，必须采取措施保证在人体血液中决不能使碳氧血红蛋白浓度达到65％，因此，在相当长的时间内吸入的空气中CO浓度不能达到0.1％。当然这个标准是一个极限程度，空气中CO浓度也不应升高到足以使人产生严重症状才发现，因而空气中CO报警标准的选取应比0.1％低很多，以确保留有安全余量。
    含有CO的燃气漏入室内，室内空气中CO浓度的增长是逐步累计的，但其增长开始时快而后逐步变缓，最后室内空气中CO浓度趋向于一个最大值X，并可用下式表示：

式中 V——漏出的燃气体积(m³/h)；
         K——燃气中CO含量(％)(体积分数)；
         I——房间的容积(m³)。
    此式是在时间t→∞，自然换气次数n＝1的条件下导出的。
    对应于每一个最大值X，有一个人体血液中碳氧血红蛋白浓度值，其关系详见表5。

表5 空气中不同的CO含量与血液中最大的碳氧血红蛋白浓度的关系

德、法和英等发达国家，对有毒燃气的加臭剂用量，均规定为在空气中一氧化碳含量达到0.025％（体积分数）时，臭味强度应达到2级，以便嗅觉能力一般的正常人能察觉空气中存在燃气。
从表5可以看到，采用空气中CO含量0.025％为标准，达到平衡时人体血液中碳氧血红蛋白最高只能到33％，对人一般只能产生头痛、视力模糊、恶心等，不会产生严重症状。据此可理解为，空气中CO含量0.025％作为燃气加臭理论的“允许的有害浓度”标准，在实际操作运行中，还应留有安全余量，本规范推荐采用0.02％。
一般含有CO的人工煤气未经深度净化时，本身就有臭味，是否应补充加臭，有条件时，宜通过试验确定。
3.2.4 本条1～4款对加臭剂的要求是按美国联邦法规第49号192部分和美国联邦标准ANSI/ASME B31.8规定等效采用的。其中“加臭剂不应对人体有害”是指按本规范第3.2.3条要求加入微量加臭剂到燃气中后不应对人体有害。

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