瓦斯的基礎知識.................................................................. 0

一、     瓦斯成分氣體之有關燃燒數據............................................... 1

二、     瓦斯的性質............................................................................ 3

三、     瓦斯的燃燒............................................................................ 4

四、     燃燒方式分類......................................................................... 4

五、     燃燒時之各種現象................................................................. 4

六、     瓦斯熱水器介紹..................................................................... 6

七、     瓦斯熱水器作種原理.............................................................. 8

八、     瓦斯熱水器作動流程............................................................ 10

九、     瓦斯熱水器作動說明............................................................ 11

十、   U型水柱計使用方法……………………………………………..12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、 瓦斯成份氣體之有關燃燒數據

名稱

分子式

比重(空氣=1

發熱量

燃燒方程式

 

kcal/kg

kcal/Nm3

 

總發

熱量

淨發

熱量

總發

熱量

淨發

熱量

一氧化碳

CO

0.967

2420

2420

3020

3020

2CO+O2=2CO2

氫氣

H2

0.0695

33910

28570

3050

2570

2H2+O2=2H2O

甲烷

CH4

0.555

13280

11930

9520

8550

CH4+2O2=CO2+2H2O

乙炔

C2H2

0.906

12030

11620

14090

13600

2C2H2+5O2=4CO2+2H2O

乙烯

C2H4

0.975

12130

11360

15290

14320

C2H4+3O2=2CO2+2H2O

乙烷

C2H6

1.049

12410

11330

16820

15370

2C2H6+7O2=4CO2+6H2O

丙烯

C3H6

1.481

11770

11000

22540

21070

2C3H6+9O2=6CO2+6H2O

丙烷

C3H8

1.550

12040

11070

24320

22350

C3H8+5O2=3CO2+4H2O

丁烯

C4H8

1.937

11630

10860

29110

27190

C4H8+6O2=4CO2+4H2O

正丁烷

C4H10

2.091

11840

10920

32010

29510

2C4H10+13O2=8CO2+10H2O

異丁烷

C4H10

2.064

11820

10890

31530

29050

2C4H10+13O2=8CO2+10H2O

 

CmHn

 

 

 

 

 

CmHn+(m+n/4)O2=mCO2+n/2H20

 

 

 

名稱

理論空氣量

(Nm3/Nm3)

理論焚氣量量

(Nm3/Nm3)

著火溫度

(OC)

爆炸界限

(%)

O2

空氣

CO2

H2O

N2

合計

與空氣

 

與氧氣

 

下限

上限

下限

上限

一氧化碳

0.5

2.38

1

0

1.88

2.88

590

610

12.5

75.0

15.5

93.9

氫氣

0.5

2.38

0

1

1.88

2.88

450

530

4.15

75.0

4.65

93.9

甲烷

2

9.52

1

2

7.52

10.52

645

645

4.9

15.4

5.4

59.2

乙炔

2.5

11.90

2

1

9.40

12.4

-

335

1.5

80.5

3

93

乙烯

3

14.28

2

2

11.28

15.28

485

540

3.2

34.0

2.9

79.9

乙烷

3.5

16.7

2

3

13.2

18.2

500

530

2.5

15.0

4.1

50.5

丙烯

4.5

21.4

3

3

16.9

22.9

420

455

2.2

9.7

2.1

52.8

丙烷

5

23.8

3

4

18.8

25.8

490

510

2.2

7.3

-

-

丁烯

6

28.6

4

4

22.6

30.6

400

445

-

-

-

-

正丁烷

6.5

30.9

4

5

24.4

33.4

460

490

1.9

8.5

-

-

異丁烷

6.5

30.9

4

5

24.4

33.4

460

490

1.9

8.5

-

-

 

m+n/4

4.76(m+n/4)

m

n/2

3.76(m+n/4)

4.76m+ 1.44n

 

 

 

 

 

 


二、瓦斯的性質

2.1瓦斯的種類

(1)          液化瓦斯 (L.P.G) : 俗稱瓶裝瓦斯或桶裝瓦斯,是煉製石油之附產品, 由丙烷(C3H8)及丁烷(C4H10)組成,其比重較空氣重(大約為空氣1.52.0倍之間),發熱量為12000 kcal/kg

(2)          天然瓦斯 (N.G) : 是由油氣層生產,國內主要產地在苗栗一帶,主要成份為甲烷(CH4)其比重較空氣輕(大約為空氣0.65)發熱量為 8900 kcal/m3

(3)          液化天然瓦斯 (L.N.G) : 是由國外進口目前國內主要是向印尼購買,為了方便運輸於常壓下降低其溫度至-160OC之液體燃料, 主要成份為甲烷(CH4)其比重較空氣輕(大約為空氣0.64)發熱量為  10500 kcal/m3

(4)          煤碳瓦斯 : 是由煤碳提煉而成,國內目前已無生產,目前中國大陸乃有生產,其熱量較低

2.2瓦斯壓力 : 瓦斯壓力一般都以水柱高度mmH2OmmAqPa (kPa)表示之,液化瓦斯壓力為280±50 mmH2O (2.8kPa)  天然瓦斯為150 mmH2O (1.5kPa), 1kg/cm2=10,000mmH2O=100,000Pa=100kPa=0.1MPa

瓦斯管內壓力有分兩種(1)靜壓及(2)動壓,通常靜壓大於動壓

瓦斯壓力對於瓦斯器具之燃燒影響甚鉅,瓦斯壓力的大小與穩定,對燃燒有絕對影響,壓力過高或過低皆會造成器具的不完全燃燒,不可不慎

2.3 L.P.G.液體氣化引起之成份變化

二種碳氫化合物之L.P.G.在使用時,其氣體之成份並非保持一定不變,而是隨時都在變動,丙烷沸點較低先氣化,丁烷沸點較高氣化較慢,因此鋼瓶使用一段時間後,瓦斯器具燃燒後會產生黃端焰,是因為瓦斯成份中所含丁烷量增多,導致所需一次空氣不足所致

2.4瓦斯加臭劑

天然瓦斯及液化瓦斯皆是無色無味的氣體,如有外洩漏氣,為能及早發現加以處理,並可防止瓦斯中毒及瓦斯爆炸事故之發生,即為在瓦斯中添加臭劑

三、瓦斯的燃燒

瓦斯之燃燒係瓦斯中之可燃氣體與氧氣之氧化反而生成水蒸氣和二氧化碳,在常溫下是不會進行,必須有一定溫度以上才會進行,因此瓦斯燃燒必需條件為:(1)足夠氧氣(通常由空氣中供給) ,(2)著火源。當瓦斯燃燒反應終了,能依理論化學方程式完成者,稱之為完全燃燒,若因某種原因(如空氣不足)至完成前,反應途中產生中間產物(如一氣化碳)者稱之為不完全燃燒

四、燃燒方式分類

4.1常壓式(自然送風式)

(1)全一次空氣式燃燒,如紅外線暖爐

(2)          一部份預混合式燃燒,因一次空氣量之多少分為文生式及半文生式,如瓦斯爐及瓦斯熱水器均是

(3)全二次空氣燃燒方式,如打火機

4.2噴火式:燃燒用空氣以送風機強制送進燃燒器之方式,如恆溫家熱水器

五、燃燒時之各種現象

5.1.不完全燃燒

瓦斯燃燒反應過程,提供之氧氣不足或溫度不夠,無法依應有之反應過程至終了,於過程中碳氫化合物會產生中間生成物(如一氧化碳,

5.2.回火

回火為火焰從焰孔退入混合管內燃燒的現象

即焰孔噴出瓦斯和空氣混合氣體之噴出速度,低於瓦斯和空氣混合氣體之燃燒速度,可能原因,壓力過低.一次空氣量過量,混合氣體燃燒速度過快.瓦斯溫度升高.焰孔腐蝕增大

5.3.浮火

浮火為火焰在離焰孔一段距離之空間之燃燒現象

即焰孔噴出瓦斯和空氣混合氣體之噴出速度,瓦斯和空氣混合氣體之燃燒速度,可能原因,壓力過高.一次空氣量過量,混合氣體量過多.焰孔阻塞

5.4.黃端焰

火焰頂端呈紅黃色而燃燒現象稱為黃端焰,這是由於燃燒反應過程中,碳氫化合物受熱分解之碳元素粒子,受熾熱而呈紅黃色的發光焰,這表示燃燒反應速度緩慢,游離的碳粒子過多會造成不完全燃燒,一次空氣不足時容易發生

5.5移火不良

是指著火源,點燃燃燒器局部焰孔時,而無法依序引燃鄰接焰孔使全部焰孔著火現象,可能原因空氣板調節開度過大,瓦斯壓力過高,部份焰孔阻塞,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

六、瓦斯熱水器介紹

() 分類 :

1.加熱方式分類

(1).即熱式      (2). 儲存式

2.依供排氣分

(1).開放式   (2).自然排氣式 (CF)(CONVENTION FLUE)(3).強制排氣式(FE)(FORCED EXHAVST)(4).平衡式(BF)(BALANCED FLUE)(5).強制供排氣式(FF)(FORCED DRAVGHT BALANCED FLUE)(6).屋外用(RF)(ROOF TOP FLUE)

3.依熱水供應方式分類

(1).源止式     (2).端子式

4.使用瓦斯別分類

(1).液瓦斯(L.P.G.)  (2).天然瓦斯(N.G.)  (3).進口天然瓦斯(L.N.G.)

()基本構造 :

1.點火.熄火控制裝置 : 感知水流,瓦斯和水連動裝置,及瓦斯源閥

2.點火裝置 : 母火,自動點火裝置

3.燃燒裝置 : 主燃燒器,燃燒用送風機

4.熱交換裝置 : 預熱圈管,吸熱管,吸熱片,水箱外板

5.水溫控制裝置 : 水量調節器,瓦斯調節器,燃燒與空氣比率控制器

6.安全裝置 : 熄火安全裝置,過熱防止安全裝置,超壓防止安全裝置,時間使用異常安全裝置

7.供排氣安全裝置 : 逆風擋,排氣筒,抽送風機

8.其他 : 隔熱板,外殼底板

()熱水器一般常用的名詞

1. 出水量(號數):升溫(熱水溫度-冷水溫度)25 1分鐘的熱水流出之水量。

液化瓦斯使用丙烷,瓦斯標準壓力為280H2O

天然瓦斯使用標準壓力為150H2O

2. 瓦斯成份:

2.1.   液化瓦斯(L. P .G.):丙烷(C3H8)+丁烷(C4H10)所組成。

丙烷熱值24,320 Kcal/m3,丁烷熱值32,010 Kcal/m3

丙烷熱值12,040 Kcal/kg,丁烷熱值11,840 Kcal/kg

比重(空氣=1)丙烷=1.55,丁烷=2.091

2.2.      天然瓦斯(N.G.)主要成份:甲烷(CH4),熱值為8,900 Kcal/m3

2.3.   液化天然瓦斯(L.N.G.)主要成份:甲烷(CH4),熱值為10,000 Kcal/m3

3.瓦斯消耗量:(為每小時熱水器瓦斯全開之瓦斯耗用量)

液化瓦斯為丙烷使用壓力為280H2O

天然瓦斯使用壓力為150H2O

4.熱效率

熱水器供應一段時間內所耗用的瓦斯量轉換為熱水供應量的值之比

5. 瓦斯代號及壓力

液化石油氣                    天然氣                   單位:H2O

代號

燃氣種類

代號

燃氣壓力

 

代號

燃氣種類

代號

燃氣壓力

P

丙烷

最高壓力

330

N

天然氣(NG1

最高壓力

200

B

丁烷

標準壓力

280

LN

液化天然氣(NG2)

標準壓力

150

S

丙烷與丁烷混合氣

最低壓力

200

S

以上兩種混合氣体

最低壓力

100

 

 


 

 

 


八、熱水器作動流程

     熱水龍頭打開                                       原因去除      

     水盤壓力產生                                    熱水龍頭關閉     

     微動開關ON    

異常

 
       溫度開關      

     瓦斯源閥開啟     

壓差失效主爐瓦斯閥關閉

主爐電磁閥關閉

母火電磁閥關閉

 

 
     產生高壓點火     

   母火電磁閥作動     

       母火點著      

異常

 

正常

 
       火焰檢測               點火停止 

       點火停止                                         點火停止      

   主爐電磁閥作動     

壓差產生主爐瓦斯閥開啟  

    熱水器正常燃燒           溫度開關作動           熄火安全裝置作動 

    安全裝置作動      


九、  斯熱水器動作說明

1. 打開瓦斯源閥,及水源閥。

2. 熱水龍頭打開

2.1.冷水流經水盤,利用水的壓力頂開瓦斯塞,同時起動桿壓到微動開關,使電源流經電子控制器,打開母電磁閥,使點火針產生連續火花。瓦斯即流經考克通路流至前壓差盤,經主爐電磁閥中心通路流至後壓差盤至母火電磁閥,於導火銅管流出,而點燃導火燃燒器。

2.2.當導火燃燒器點燃後,火焰感應針檢知有火焰時,高壓點火即停止,電子控制器亦輸出電源予主爐電磁閥,使通往後壓差盤的瓦斯關閉,而後壓差盤剩餘瓦斯經由導火銅管流出,此時前壓差盤瓦斯壓力大於後壓差盤,透過壓差盤膜片將瓦斯壓力放大而拉開主燃燒器瓦斯閥塞。

2.3.當瓦斯在主爐燃燒器燃燒後,燃燒之熱量加於熱交換器之吸熱片上,而吸熱片將熱量傳至吸熱管內的冷水,冷水經由5支吸熱管串連流動,使冷水變熱水而於熱水出水管流出。

3.熱水龍頭關閉

熱水龍頭關閉後,水經由透水管流經上盤,使上水室壓力和下水室壓力達到平衡,升降膜片即失去往上頂的力量,而瓦斯塞彈簧即將瓦斯塞下壓,使瓦斯關閉,並推動微動開關切斷電源。

4.水量調節心用以控制水量流出大小,達到調整溫度高低的作用。

瓦斯調節心用以控制流入燃燒器的瓦斯量,藉瓦斯量變化而達到調整熱水出水的溫度。

5.異常時導火燃燒在90秒內未點燃,則電子控制器將輸往母火電磁閥電源切斷,則導火燃燒器瓦斯關閉。

6.當熱水龍頭連續放熱水20分鐘電子控制器會切斷母火及主爐電磁閥電源,使瓦斯不流出。

7.當熱水溫度超過『超溫保護開關』溫度時,『超溫保護開關』會作動切斷電源使瓦斯不外流。

8.當水管管異常昇壓至12.5 kg/cm2時安全閥會洩放壓力

U型水柱計使用方法

 

 

 

 

 

接瓦斯來源

 

 

 

 

 

接瓦斯來源

 

 

 

 

 

 

 

 

 

瓦斯源關閉

 

 

 

 

 

 

瓦斯源打開

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GH5616二次壓能力標準值

 

 

14

 

 

 

 

 

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12

 

 

 

 

 

能力大

能力小

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

116120

912

 

 

10

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

   

8894

710

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

 

8288

 

710

 

 

8

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

 

6876

 

710

 

 

6

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

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沒接瓦斯

 

 

 

 

 

 

 接上瓦斯且打開狀態

 

 

 

 

 

 

瓦斯關閉

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.U型水柱計用以量測,瓦斯來源之靜壓及動壓

靜壓:器具(熱水器)沒有使用狀態,即熱水器之燃燒器沒有在燃燒

動壓:器具(熱水器)使用狀態,即熱水器之燃燒器在燃燒

2.U型水柱計兩支管底部連通,量測時必須注入水,否則瓦斯會外洩

3.U型水柱計接上瓦斯時,兩支管內之水面即產生高度差,此高度以mm計算,未接通瓦斯時兩水柱面一樣高為0,當接上瓦斯時水柱即產生往上及往下位移,將兩液面高度相加即為多少mm水柱壓力

4.右圖之刻度一格為10mm,圖二之壓力為280水柱壓力,水面即由右側管0往下140mm和左側管0往上140mm相加

5.此水柱計可用以量測GH5616之二次壓,二次壓量測孔位於燃燒器支架上,將4mm螺絲拆下接上水柱計之連接管即可量測

6.量測瓦斯源壓力時,先將連接器具本體之瓦斯管拆下,在接上所附三通接管,接上瓦斯管及水柱計之連接管即可量測

7.液化瓦斯(L.P.G.)標準動壓 280mmH2O

天然瓦斯(N.G.)進口天然瓦斯(L.N.G.)標準動壓 150mmH2O