專利名稱：：以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)確定燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)饣Q性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于一種城市燃?xì)飧呔扰錃夂腿細(xì)饣Q效果判別的方法。特別涉及一種以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)控制多種氣體以不同比例進(jìn)行混合配比，形成與原可燃?xì)怏w燃燒特性等效的燃?xì)?；或?qū)Σ煌細(xì)忾g互換效果進(jìn)行判斷的方法。
背景技術(shù)：
：由于城市氣源的多樣性和復(fù)雜性，燃?xì)夤?yīng)與應(yīng)用、燃?xì)饩呱a(chǎn)調(diào)節(jié)、燃?xì)馊紵郎y試等諸環(huán)節(jié)，需要用到替代燃?xì)狻楸ＷC替代燃?xì)饩哂性瓉砘鶞?zhǔn)燃?xì)饨葡嗤娜紵匦?、熱工性能指?biāo)，須對(duì)多組分氣體的配氣過程或?qū)χ脫Q燃?xì)?置換氣)、基準(zhǔn)燃?xì)?某地區(qū)長期正常應(yīng)用的燃?xì)?的等效互換過程進(jìn)行控制，對(duì)配氣方法或互換判斷準(zhǔn)則進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。城市燃?xì)獾姆N類很多，燃?xì)饩咧圃炱髽I(yè)、燃?xì)庥脷鈫挝慌c燃?xì)鈾z測機(jī)構(gòu)不可能具備各種氣源。為此，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以用幾種單一氣體或其他燃?xì)馀渲婆c某城市燃?xì)鈿庠葱再|(zhì)相同的試驗(yàn)氣。這樣燃?xì)庥镁呱a(chǎn)企業(yè)及檢測機(jī)構(gòu)可以利用配氣技術(shù)，獲得各種基準(zhǔn)氣的試驗(yàn)氣(此處基準(zhǔn)氣為配制氣欲替代的某一燃?xì)?。常規(guī)方法是采用三種組分氣體進(jìn)行試驗(yàn)配氣，即用甲垸、氮?dú)?、氫氣或用丙烷、氫氣、氮?dú)膺@兩組氣體，按基準(zhǔn)氣要求的華白數(shù)和燃燒勢(shì)進(jìn)行混合配制，實(shí)現(xiàn)熱工性能與基準(zhǔn)燃?xì)獾刃У呐渲茪?。在?shí)際使用中會(huì)發(fā)生某些配制氣的華白數(shù)和燃燒勢(shì)與原來基準(zhǔn)燃?xì)庀嗤?，但仍然?huì)出現(xiàn)黃焰等不良現(xiàn)象。目前并沒有控制和減輕黃焰的有效方法，一般都只是根據(jù)華白數(shù)、燃燒勢(shì)兩個(gè)指數(shù)，求出參與計(jì)算原料氣的組分比例。對(duì)于多組分原料氣(如四組分)同時(shí)參與配氣，用兩個(gè)指數(shù)公式就不能計(jì)算出各組分原料氣的比例，必須增加相應(yīng)的控制公式，才能進(jìn)行多組分的配氣計(jì)算。同時(shí)，由于氣源條件的變化，原來的氣源可能會(huì)被新的氣源所取代；對(duì)于多組分的燃?xì)庵脫Q氣能否與原基準(zhǔn)氣等效互換，以前是根據(jù)控制華白數(shù)、燃燒勢(shì)兩個(gè)指標(biāo)相等，進(jìn)行判斷兩種燃?xì)饽芊窕Q。但是實(shí)際使用過程還是容易形成黃焰或不完全燃燒。因此，需要引用和推導(dǎo)新的控制性指標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)對(duì)兩種燃?xì)饣Q效果的監(jiān)控。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)控制燃?xì)馀錃饣蛉細(xì)忾g互換的方法，該方法可控制多種原料氣組分以不同比例進(jìn)行混合配比，以配制原料氣的混合氣(簡稱配制氣)，達(dá)到基準(zhǔn)氣的燃燒、熱工性能要求，形成與原基準(zhǔn)氣燃燒特性等效的燃?xì)?；或根?jù)上述指數(shù)，對(duì)基準(zhǔn)氣和置換氣進(jìn)行校核檢驗(yàn)，以判斷兩種燃?xì)饽芊竦刃ЩQ。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)控制燃?xì)獾呐錃饣蚺袛嗳細(xì)忾g互換效果的方法，其特征在于在配氣計(jì)算時(shí)，首先計(jì)算出原基準(zhǔn)氣的燃燒特性指標(biāo)，然后再利用公式表示出由多種原料氣混合的配制氣的燃燒特性指標(biāo)，最后利用配制氣的燃燒特性指標(biāo)與原來基準(zhǔn)氣的燃燒特性指標(biāo)分別相等，從中求出配氣原料氣的各組分體積(或質(zhì)量)比例；在燃?xì)饣Q判斷時(shí)，利用提供的基準(zhǔn)氣、置換氣組分的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出基準(zhǔn)氣和置換氣的燃燒特性指標(biāo)，對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行等效校核計(jì)算，根據(jù)燃燒特性指標(biāo)的互換性允許范圍，可以判斷兩種燃?xì)饽芊窕Q。上述燃燒特性指標(biāo)采用華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)。上述燃燒特性指標(biāo)還可以采用其他具有代表性的可控性能指標(biāo)。上述配制氣的原料氣可以采用甲烷、氫氣、氮?dú)狻⒁彝?、丙烷、丁烷、戊烷、液化石油氣、空氣，配制氣可以采用上述原料氣的幾種進(jìn)行混配。上述配制氣的原料氣可采用C/、、i/2、^2和(^//2+2("=2或3或4或5)。上述配制氣的華白數(shù)可根據(jù)公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>計(jì)算；上述配制氣的燃燒勢(shì)可根據(jù)公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>計(jì)算；上述配制氣的黃焰指數(shù)可根據(jù)公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>計(jì)算；上面^J公式中"=2或3或4或5，根據(jù)配氣的原料氣確定。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、實(shí)用性更強(qiáng)、控制精度更高、與實(shí)際結(jié)果更為符合。2、在控制配制氣或基準(zhǔn)氣的華白數(shù)、燃燒勢(shì)以外，同時(shí)增加了控制黃焰指數(shù)或其他燃燒特性指標(biāo)來進(jìn)行燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)忾g的互換判斷，具有更大的靈活性和可控性。具體實(shí)施例方式1.多種氣體組分配制燃?xì)獾姆椒ㄅ錃鈺r(shí)，可以選擇多組分(如四組分或三組分)氣體配制與某城市目標(biāo)氣源(基準(zhǔn)氣)性質(zhì)相同的試驗(yàn)氣。需要說明的是，任何能夠進(jìn)行配氣的氣體都可以用來作為原料氣，這只需要在控制方程中替換相應(yīng)氣體組分，對(duì)控制公式中的相應(yīng)系數(shù)進(jìn)行修正即可完成；但都是根據(jù)華白數(shù)、燃燒勢(shì)、黃焰指數(shù)等燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)分別相等進(jìn)行計(jì)配氣的具體步驟如下1)計(jì)算以某一燃?xì)鉃榛鶞?zhǔn)氣時(shí)的華白數(shù)『。、燃燒勢(shì)CP。和黃焰指數(shù)/,。等燃燒特性指標(biāo)；(1)華白數(shù)『華白數(shù)『可按式(1)計(jì)算『=辱式中『——華白數(shù)，MJ/m3;一燃?xì)飧邿嶂?，MJ/m3;(1)『--燃?xì)庀鄬?duì)密度(空氣相對(duì)密度為1)<(2)式中-與流體粘度及流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，也即與燃?xì)饨M分有關(guān)的修正系數(shù)。A——考慮燃?xì)庵蠥、Cn//m(C7^除外)及CO,成分影響的修正系數(shù)；&一一考慮燃?xì)庵?2成分影響的修正系數(shù)。(2)燃燒勢(shì)C尸燃燒勢(shì)CP可按式(3)計(jì)算1碼+0.6(C,m+CO)+0.3O/4(3)'(4)式中Ci>——燃燒勢(shì)；C尸二尺c尸x-《c尸=l+0.0054O22//2、C//m、CO、c//4、o2分別為燃?xì)庵袣洹⒊淄橐酝鈉尸碳?xì)浠衔?、一氧化碳、甲烷、氧氣的體積分?jǐn)?shù)，-燃?xì)庵醒鹾啃拚禂?shù)；或根據(jù)公式(5)計(jì)算燃燒勢(shì)CP:仏+0.3C//4+0.7CO+v.y《凡,「、式中C。/^—一代表重碳?xì)浠衔镏械膓仏、C4//1()……;"——相應(yīng)于碳?xì)浠衔锏南禂?shù)，見表l;"——與含氧量及含氫量有關(guān)的系數(shù)；v——與含氫量有關(guān)的系數(shù)。(3)黃焰指數(shù)/,對(duì)人工煤氣和液化石油氣類而言，黃焰指數(shù)表達(dá)式為式中^——碳?xì)浠衔锏捏w積組分；7'——相應(yīng)的黃焰系數(shù)；按表l選取——與含氧量(02)有關(guān)的修正系數(shù)，按式(7)計(jì)算；K,=-314.025&+1(7)J《式中各參數(shù)意義同上。對(duì)天然氣類而言，黃焰指數(shù)表達(dá)式為/,=^1(卜術(shù)么)(8)式中符號(hào)意義同上。表i單一燃?xì)獾南禂?shù)"、y<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>2)計(jì)算配制氣的華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)等燃燒特性指標(biāo)；以0/4、//2、^和C"/^+2(除甲垸外的某一垸烴，如乙垸、丙垸、丁烷等)作為配氣原料氣時(shí)(1)配制氣的華白數(shù)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(9)(2)配制氣的燃燒勢(shì)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(10)(3)配制氣的黃焰指數(shù)為(11)上面的三個(gè)公式中"=2或3或4或5,根據(jù)配氣的原料氣確定；式中各符號(hào)意義同上。將每種原料氣的高熱值、相對(duì)密度、黃焰系數(shù)等參數(shù)分別代入上面的公式，可以得到含有c仏、//2和0;//2"+2(甲烷除外)體積組分為未知數(shù)的方程組。3)根據(jù)等式『=『。，CP=CP。，/,/,及配氣原料氣體積組分的歸一化建立方程組。其中r。、CP。和^。分別為基準(zhǔn)氣的華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)，是已知值；『、CP和/,為多組分氣體混合配比形成的配制氣的華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)，為含有未知體積組分的方程。求解2)步驟中的方程(9)、(10)、(11),未知數(shù)為C仏、//2和CA+2(甲烷除外)的體積組分，而^的體積組分由配氣原料氣的歸一化公式W2+C//4+2+C7/2+2=1,得iV2=1—CHC//2+204)基于計(jì)算結(jié)果，選擇和確定合乎實(shí)際要求的試驗(yàn)氣中各氣體的體積組分。5)以其他多組分氣體為原料氣進(jìn)行配氣時(shí)，方法同上面過程。都是采用控制配制氣的華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)等燃燒特性指標(biāo)與原基準(zhǔn)氣的華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)等燃燒特性指標(biāo)分別相等的方法，利用含有配氣原料氣未知體積組分的各指標(biāo)方程，得出參與配氣的各氣體體積組分。也可以采用其他控制指數(shù)，進(jìn)行配氣組分的確定。2.可燃?xì)怏w互換效果判斷的方法(1)確定基準(zhǔn)氣和置換氣的組分?jǐn)?shù)據(jù)。(2)根據(jù)已知燃?xì)獾慕M分?jǐn)?shù)據(jù)，按照華白數(shù)『、燃燒勢(shì)CP和黃焰指數(shù)/,等燃燒特性指標(biāo)公式，計(jì)算相應(yīng)燃?xì)獾娜A白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)等燃燒特性指標(biāo)。(3)按照表2列舉的部分互換指標(biāo)范圍數(shù)表，判斷兩種燃?xì)饪煞窕Q；如果置換氣的各相應(yīng)燃燒特性指標(biāo)波動(dòng)值或數(shù)據(jù)小于表2所列，則燃?xì)饪梢曰Q。表2華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)判斷燃?xì)獠▌?dòng)的數(shù)值表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注半校正華白數(shù)指代燃具的熱負(fù)荷指標(biāo)。權(quán)利要求1、一種以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)確定燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)饣Q性的方法，其特征在于在配氣計(jì)算時(shí)，首先計(jì)算出原基準(zhǔn)氣的燃燒特性指標(biāo)，然后再利用公式表示出由多種原料氣配制的配制氣的燃燒特性指標(biāo)，最后利用配制氣的燃燒特性指標(biāo)與原來基準(zhǔn)氣的燃燒特性指標(biāo)分別相等，從中求出配氣原料氣各組分的體積(或質(zhì)量)比例；在燃?xì)饣Q判斷時(shí)，利用提供的基準(zhǔn)氣、置換氣組分的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出基準(zhǔn)氣和置換氣的燃燒特性指標(biāo)，對(duì)各指數(shù)進(jìn)行等效校核計(jì)算，根據(jù)互換指標(biāo)的允許范圍，可以判斷兩種燃?xì)饽芊窕Q。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)確定燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)饣Q性的方法，其特征在于上述燃燒特性指標(biāo)采用華白數(shù)、燃燒勢(shì)和黃焰指數(shù)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)確定燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)饣Q性的方法，其特征在于上述燃燒特性指標(biāo)還可以采用其他具有代表性的可控性能指標(biāo)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)確定燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)饣Q性的方法，其特征在于上述配制氣的原料氣可以采用甲垸、氫氣、氮?dú)?、乙烷、丙垸、丁烷、戊垸、液化石油氣、空氣，配制氣可以采用上述原料氣的幾種進(jìn)行混配。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)確定燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)饣Q性的方法，其特征在于上述配制氣的原料氣可采用Ci/4、/72、iV，Ci/2+2(w=2或3或4或5)。6、根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)確定燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)饣Q性的方法，其特征在于上述配制氣的華白數(shù)可根據(jù)公式ACH4C仏+AH,2+AC//2ltt2C"A"+2ACH4C仏+H2"2+Ctf2W22"+2=#2(i-o/4-cuxo/4《A+《工"2+2計(jì)算；上述配制氣的燃燒勢(shì)可根據(jù)公式、c尸A+cua^+o.ec"/^一V、+(《-、)C仏+:A2)i/2+-&)C"i/:計(jì)算；上述配制氣的黃焰指數(shù)可根據(jù)公式一A+(《-4"4—、)//2+(《+2-人2+2計(jì)算；上面^J公式中"=2或3或4或5，根據(jù)配氣的原料氣確定。全文摘要一種以燃?xì)馊紵匦灾笜?biāo)控制燃?xì)獾呐錃饣蚺袛嗳細(xì)忾g互換效果的方法，在配氣計(jì)算時(shí)，利用配制氣的燃燒特性指標(biāo)與原來基準(zhǔn)氣的燃燒特性指標(biāo)分別相等，從中求出配氣原料氣各組分的體積(或質(zhì)量)比例；在燃?xì)饣Q判斷時(shí)，利用提供的基準(zhǔn)氣、置換氣組分的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出基準(zhǔn)氣和置換氣的燃燒特性指標(biāo)，對(duì)各指數(shù)進(jìn)行等效校核計(jì)算，根據(jù)互換指標(biāo)的允許范圍，可以判斷兩種燃?xì)饽芊窕Q。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.實(shí)用性更強(qiáng)、控制精度更高、與實(shí)際結(jié)果更為符合。2.在控制配制氣或基準(zhǔn)氣的華白數(shù)、燃燒勢(shì)以外，同時(shí)增加了控制黃焰指數(shù)或其他燃燒特性指標(biāo)來進(jìn)行燃?xì)獾呐錃饣蛉細(xì)忾g的互換判斷，具有更大的靈活性和可控性。文檔編號(hào)B01F15/04GK101601982SQ20081005346公開日2009年12月16日申請(qǐng)日期2008年6月10日優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日發(fā)明者嚴(yán)榮松,啟王,趙自軍,項(xiàng)友謙,勇高,高文學(xué)申請(qǐng)人:中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究院