引子燃气掺混可以满足调峰、应急、热值调节等市场需求,那么掺混了空气、氮气或其他气体的混合气体的爆炸极限计算你是否真的掌握呢？是否与只含有可燃组分的燃气爆炸极限计算方法一致呢？
燃气掺混装置可以通过不同的掺混方式满足调峰、应急、热值调节等市场需求,例如:液化石油气掺混一定比例的空气可以替代天然气;天然气掺混一定比例的空气可以替代人工煤气;液化石油气掺混空气可以大幅度降低露点,满足较寒冷地区长距离中压输送的要求;在低热值燃气中掺人高热值燃气可以增加热值;在高热值燃气中掺人空气也可以适当降低热值。技术已经相当成熟啦，相信随着GB5509-2021的发布（规范中有条文要求：3.0.2系统供应的燃气应确定基准发热量（热值)，发热量（热值〉变化应在基准发热量（ 热值 )的±5%以内。燃气组分及杂质含量、露点温度和接气点压力等气质参数应根据气源条件和用气需求确定。）实施，掺混进行热值调节的需求会进一步扩大。今天我们就一起学习一下，燃气掺混后爆炸极限的计算方法。
01 常规爆炸极限计算
常规的燃气爆炸极限计算主要是针对于只含有可燃组分的混合型燃气，其爆炸极限可用混合法则(Le Chatelier法则)计算，当已知每种气体的体积组分和爆炸极限时，其体积组分与爆炸极限之比的和等于混合气体总爆炸极限的倒数，即:
式中
L——混合气体的爆炸下(上)限(体积%);
L1、L2、。。。Ln——混合气体中各可燃组分的爆炸下(上)限(体积%);
y1、y2、。。。yn——混合气体中各可燃组分的体积分数。
02 含有惰性组分的混合气体
含有惰性组分的混合气体爆炸极限计算（混合气体随着惰性组分含量的增加，爆炸极限范围将缩小。）：
当混合气体中含有惰性组分时，可将某一惰性组分与某一可燃组分组合起来视为混合气体中的一种组分，其体积分数为二者之和，爆炸极限可由图1、图2 查得。
图1 用氮或二氧化碳和氢、一氧化碳、甲烷混合时的爆炸极限
图2 用氮或二氧化碳和乙烯、丙烷、丁 烷混合时的爆炸极限
即在石油化工和燃气行业一般常采用如下方法计算:将某一惰性气体组分与某一可燃组分组合起来作为一种可燃气体组分，其组分容积分数为两者容积分数之和，然后根据图1与图2给出的C2H6、C3H8、C3H6、C4H10、 C6H6八种可燃气体与的爆炸极限图，查得调整后各组分的爆炸极限，再用下式计算(“组合计算”)。
式中
L—混合气体的爆炸下(上)限(体积%);
Li—可燃气体组分的爆炸下(上)限(体积%);
ri—混合气体中各可燃组分的体积分数。
n—可燃气体的组分数;
rj‘一由某一可燃气体组分与某一惰性气体组分组成的混合组分在混合气体中的容积分数;
Lj‘一由某一可燃气体组分与某一惰性气体组分组成的混合组分在该混合比时的爆炸上(下)限,%;
m一由可燃气体组分与惰性气体组分组成的总组合数。
估算方法
此外还可用下式估算含惰性气体的燃气的爆炸极限:
式中
Lc —不含惰性气体的爆炸极限,%;
B—惰性气体容积分数。
由于上式未考虑不同类型的惰性气体对可燃气体爆炸极限的惰化效率不同,计算误差较大。若将惰性气体都视为N2，则计算结果会偏保守，因而在工程中有其应用价值。
03 含有氧气的燃气
当混合气体中含有氧时，可以认为混入了空气。因此，应先扣除氧含量以及按空气的氧氮比例求得的氮含量，并重新调整混合气体中各组分的体积分数，得到该混合气体的无空气基组成，再按式02 含有惰性组分的混合气体的“组合计算”计算公式，计算该混合气体的无空气基爆炸极限。
对于这种含有氧气(可折算出相应的空气)的混合气体，也可以将它视为一个整体,则相应有其在空气中的爆炸上(下)限数值。我们将其称为该混合气体的整体爆炸极限，其表达式为:
举例：如果液化气混空气，其中丙烷（爆炸极限在2.1%～9.5%）和空气各占50%，那该混合气的爆炸极限就是4.2%～19%。如果按照前期文章：爆炸极限应用之加臭量计算，那可以按照4.2%的爆炸下限来考虑管道内加臭量，而不用按2.1%来进行控制。
计算示例
[例2-16-1]已知燃气的组成为: rH2 =40%、rco=10%、 rcH, =20%、r<co>,+N,)=30%。求其爆炸极限。
[例2-16-2]已如燃气的容积分数为rco2 一5.75%，rc,H。=5.3%; ro, 一1.7%,rco=8.4%，rH, =20.93，rCH, =18.27%, rn, =39.7%。求该燃气的爆炸极限。
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