燃气互换性、燃具适应性与燃气分类.pdf

中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2009年年会论文集 燃气互换性、燃具适应性与燃气分类 金志刚 (天津大学) 摘要：文章论述了城市燃气互换性与燃具适应性的定义和两者之间的关系。讨论了我国 制定燃气分类标准的依据、燃烧势的物理意义，以及燃气分类对燃具适应性和燃气互换性的 影响。根据目前管道天然气和液化天然气成分的差异和多种天然气用户对气质的不同要求的 新形势，提出对燃气互换性工作的看法与建议。 关键词：燃气互换性；燃具适应性；燃气分类；燃烧势 O引言 燃气互换性是燃气事业关键技术之一。它与燃气源、输配系统、燃气设备有紧密联系。我国燃气 界一直关注此问题。早在上个世纪中已有燃气互换性研究的阶段成果，一些大城市也作过关于燃气互 换性的试验。可惜这些很好的工作没有得到应有的重视与支持，无奈停顿下来，使燃气事业落后于国 际，并且与我国兄弟行业对比也有差距。近来有关专家传递了国外新信息，并引起协会领导的重视。 在学习有关材料的基础上，回忆过去走过的道路，对此课题提出粗浅的观点。恳请燃气同仁批评指正。 1燃具适应性与城市燃气互换性 1．1燃具适应性与适应域 1．1．1燃具适应性： 开发燃具时，首先要决定使用某类燃气。根据某类燃气的基准气设计、生产后并按照基准气及界 限试验气的要求(包括压力)调整检验出厂。如果供应的燃气就是基准气，此时燃具工作状态最好。 当燃气性质(成分)发生变化时，其工作状态必然改变。如果燃气成分变化在某一界限范围内，它仍 能保持正常工作。这就是燃具对燃气成分变化的适应能力，称其为燃具的适应性。所谓正常工作即“当 燃气性质有某些改变时燃具不加任何调整，其热负荷、一次空气系数和火焰特性的改变必须不超过某 一极限，以保证燃具仍能保持令人满意的工作状态…。” 1-1．2燃具适应域： 每个燃具都有一定的适应能力。量化这个适应能力，可以用燃具适应燃气成分变化的范围来表示。 适应燃气成分变化的范围称其为燃具适应域。适应域的范围越宽，表示燃具的适应能力越强u1。 城镇中占绝对多数的民用燃具是大气式燃气用具。衡量大气式燃气用具正常工作的重要的指标 是：不发生离焰、回火、黄焰、烟气中CO不超标和不结碳等。影响这些现象的燃气性质是华白数与 燃烧速度，以及燃具的构造等。为了更具体显示燃具适应域，取一个以华白数w为纵坐标，以燃烧速 度s为横坐标的坐标图。图上的每一个坐标点，都代表具有W；与St性质的燃气。各种单一的气体(如 cH4、H：、CO、N2)都可以在图上找到位置，当然基准气O也有一个坐标点，见图1。用一个燃具在不 中国土木工程学会城『订燃气分会应用专业委员会2009年年会论文集 做任何调整的条件下，分别用基准气和CH4、Hz及CO单一气体混合配气进行试验，可以求得c0超标 曲线1、离焰曲线3及回火曲线2。图1中1、2、3曲线围成的范围就是该燃具的适应域。燃具的 适应域是代表燃具性能的重要指标。严格地说燃具正常工作还包括不黄焰、不结碳等要求，需要用相 应的指标来验证。但是一般来说，对于大气式燃具，只要c0过关，就很少产生黄焰和结碳的现象。 不过天然气中Hz含量多时，需要关注析碳。液化石油气混空气要注意黄焰现象。 图l 1．2城市燃气互换性与互换域 1．2．1城市燃气互换性 城市供应的主要气源是城市基准气。实际供给的燃气的成分不可能一成不变，尤其当城市燃气负 荷达到高峰时，需要补充一些与基准气的性质不同的燃气。这种代替基准气的燃气被称为置换气。当 置换气代替基准气时，“如果燃烧器(应该是燃具)不加任何调整而能保证城市各种燃具正常工作， 则表示置换气对基准气而言有互换性”…。所谓正常工作条件基本内容与上述相同，当置换气是暂时 性的，可适当降低正常工作的要求，称为非正常工作界限。 1．2．2城市燃气互换域 一个城市有多种不同用途的燃具。每种燃具都有自己的燃具适应域。将这些适应域，集中在一个 坐标图上(见图2)，就可以得到中间斜线的燃气互换域。城市供应的燃气必须在这些燃具的适应域 的范围内。可见燃气互换域是受燃具适应域制约的。其实互换性和适应性的目的都是保证燃具正常工 作，是一个事物的两个方面。互换性是对城市燃气说的；适应性是对燃具说的。在讨论时不要混淆。