李春麗

[摘要]本文介紹了實(shí)驗(yàn)室燃?xì)馀錃獾幕驹聿⑦M(jìn)行了闡述，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)氣的華白數(shù)和燃燒勢(shì)，介紹了實(shí)際使用H₂、N₂、CH₄幾種單一氣體配氣計(jì)算并舉例；介紹了使用使用高熱值華白數(shù)為配氣計(jì)算基準(zhǔn)和使用低熱值華白數(shù)為計(jì)算基準(zhǔn)的區(qū)別。

[關(guān)鍵詞]配氣基本原理；華白數(shù)；燃燒勢(shì)；配氣系統(tǒng)；互換性

1.引言

隨著我國(guó)燃?xì)夤I(yè)的不斷發(fā)展，供氣規(guī)模和氣源類型及燃?xì)饩叩念愋筒粩嘣黾印Ｈ細(xì)夤I(yè)發(fā)展帶動(dòng)了燃?xì)饩咛貏e是名用燃?xì)庥镁叩陌l(fā)展和普及，如燃?xì)鉄崴?、燃?xì)庠罹?、燃?xì)鉄崴畠捎脿t。近幾年隨著西氣東輸?shù)裙こ掏度胧褂?，天然氣不斷普及，但是不少地方受條件的限制，仍然在使用人工煤氣，使用的氣源仍然很雜。這就對(duì)民用燃?xì)饩呱a(chǎn)制造廠商提出了一定的要求，如何生產(chǎn)出適用于該地區(qū)的燃具，確保正常使用并性能等指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求顯得尤為重要。

2.配氣的基本原理

2.1燃?xì)饣Q性和燃具適應(yīng)性

任何燃具都是按一定燃?xì)獬煞衷O(shè)計(jì)的。當(dāng)燃?xì)獬煞职l(fā)生變化而導(dǎo)致其熱值、密度和燃燒特性發(fā)生變化時(shí)，燃具燃燒器的熱負(fù)荷、燃燒穩(wěn)定性、火焰結(jié)構(gòu)、煙氣中有害成分的含量等燃燒工況就會(huì)改變。如果可以通過(guò)調(diào)整或更換燃燒器來(lái)適應(yīng)新的燃?xì)?，則問(wèn)題就不存在。但實(shí)際成千上萬(wàn)的燃具分散在千家萬(wàn)戶，不可能去全部調(diào)整或更換燃燒器。因此以一種燃?xì)獯媪硪环N燃?xì)鈺r(shí)，必須考慮互換性問(wèn)題。

設(shè)某一燃具以A燃?xì)鉃榛鶞?zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于某種原因要以S燃?xì)庵脫QA燃?xì)?，如果燃燒器此時(shí)不加任何調(diào)整而能保證燃具正常工作，則表示S燃?xì)饪梢灾脫QA燃?xì)?，或稱S燃?xì)鈱?duì)于A燃?xì)舛跃哂小盎Q性”。A燃?xì)夥Q為“基準(zhǔn)氣”，S燃?xì)夥Q為“置換氣”。反之，如果燃具不能正常工作，則稱S燃?xì)鈱?duì)A燃?xì)舛詻](méi)有互換性。

但是，互換性并不總是可逆的，即S燃?xì)饽苤脫QA燃?xì)?，并不代表A燃?xì)庖欢苤脫QS燃?xì)狻?/p>

根據(jù)燃?xì)饣Q性的要求，當(dāng)氣源供給用戶的燃?xì)庑再|(zhì)發(fā)生改變時(shí)，置換氣必須對(duì)基準(zhǔn)氣具有互換性，否則就不能保證用戶安全、經(jīng)濟(jì)地用氣?？梢?jiàn)，燃?xì)饣Q性是對(duì)燃?xì)馍a(chǎn)單位提出的要求，它限制了燃?xì)庑再|(zhì)的任意改變。為了達(dá)到互換性的要求，制氣方法不能隨意選用，但從保證整個(gè)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)性來(lái)講，這是完全合理和必要的。

兩種燃?xì)馐欠衲軌蚧Q，并非只決定于燃?xì)庑再|(zhì)本身，它還與燃燒器及其它部件的性能有密切關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，燃燒器即使在不做任何調(diào)整的情況下，也能適應(yīng)燃?xì)獬煞值哪承└淖儭?/p>

所謂燃具適應(yīng)性，是指燃具對(duì)于燃?xì)庑再|(zhì)變化的適應(yīng)能力。決定燃具適應(yīng)性大小的主要因素是燃燒器的性能，但是燃具的其它性能（例如，二次空氣的供給情況，敞開(kāi)燃燒還是封閉燃燒等）也影響其適應(yīng)性。因此，通常所講的適應(yīng)性應(yīng)理解為燃具的適應(yīng)性，而不單單是燃燒器的適應(yīng)性。

2.2基本原理

決定燃?xì)馊紵匦缘膮?shù)主要是燃?xì)獾娜A白數(shù)和燃燒勢(shì)，如果我們有一種實(shí)驗(yàn)氣，它的華白數(shù)和燃燒勢(shì)與設(shè)計(jì)氣完全相同，那么這種實(shí)驗(yàn)氣在同一燃具上燃燒獲得的特性就與設(shè)計(jì)氣完全相同。配氣就是根據(jù)這一原理，按照設(shè)計(jì)氣的華白數(shù)和燃燒勢(shì)，用幾種單一的氣體模擬配制出與設(shè)計(jì)氣華白數(shù)和燃燒勢(shì)完全相同的實(shí)驗(yàn)氣，用這種模擬的實(shí)驗(yàn)氣來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)的燃具產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。

2.3配氣的基本計(jì)算

2.3.1華白數(shù)W

設(shè)有兩種燃?xì)獾臒嶂岛兔芏染幌嗤?，但只要它們的華白數(shù)相等，就能在同一燃?xì)鈮毫屯蝗季呱汐@得相同的熱負(fù)荷，華白數(shù)又稱熱負(fù)荷指數(shù)。華白數(shù)W表示為：

3.使用高熱值華白數(shù)和使用低熱值華白數(shù)為配氣計(jì)算基準(zhǔn)的區(qū)別

我國(guó)燃具測(cè)試計(jì)算采用的是燃?xì)獾牡蜔嶂?，與燃具實(shí)際熱負(fù)荷等指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)該是該地區(qū)燃?xì)獾牡蜔嶂等A白數(shù)。因此使用低熱值華白數(shù)為基準(zhǔn)計(jì)算似乎更合理。但實(shí)際目前采用的多為高熱值華白數(shù)作為配氣計(jì)算基準(zhǔn)。經(jīng)實(shí)際配制試驗(yàn)我們得出：大部分地區(qū)以高熱值華白數(shù)和以低熱值華白數(shù)計(jì)算得出的結(jié)果相差不大。

以高、低熱值華白數(shù)為基準(zhǔn)配制的氣源，經(jīng)分析計(jì)算得到的低熱值華白數(shù)偏差大多在±1%以內(nèi)；少量例子兩種計(jì)算方法得到低熱值華白數(shù)的偏差在-2～+4%。以高熱值華白數(shù)為基準(zhǔn)配氣計(jì)算產(chǎn)生的計(jì)算偏差還是有規(guī)律可循：目標(biāo)氣不合氫的組分增大會(huì)產(chǎn)生正偏差（特別是CO），如CO含量為10%時(shí)，正偏差約為1%；CO為20%時(shí)，正偏差約為2%……。而目標(biāo)氣氫的組分（H₂和CH₄）會(huì)產(chǎn)生負(fù)偏差，其對(duì)配氣低熱值華白數(shù)的偏差影響為：50%的氫組分，產(chǎn)生1%的負(fù)偏差。因此，以高熱值華白數(shù)為配氣基準(zhǔn)配制得到的低熱值會(huì)比實(shí)際的天然氣的低熱值低2%，隨著天然氣的普及使用，應(yīng)予以注意。

4.配氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介

按配氣方式可以分為間歇式和連續(xù)式配氣系統(tǒng)兩種。

a）間歇式配氣系統(tǒng)指的是配氣和用氣不可以在同一時(shí)間進(jìn)行，一般先配氣，先將各種單一氣體按比例放入容器中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間混合后即可以用于檢測(cè)。其適應(yīng)范圍廣，精度高的優(yōu)點(diǎn)；但是配制完成后需要一段時(shí)間混合均勻，不適合機(jī)動(dòng)配氣。

b）連續(xù)式配氣系統(tǒng)是指即配即用，調(diào)換氣種方便，特別適用于生產(chǎn)車間的試火。

從燃?xì)馓匦约芭錃庠砣胧?，深入探討一種全自動(dòng)多組份配氣裝置，這種裝置要適用于國(guó)內(nèi)燃?xì)饩呱a(chǎn)廠家、各實(shí)驗(yàn)室、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行燃具性能檢測(cè)。筆者目前正在使用的五進(jìn)六出多組分自動(dòng)連續(xù)配氣系統(tǒng)，使用高壓配氣方式，體積小，效率高，此配氣系統(tǒng)運(yùn)行大大簡(jiǎn)化了人工操作，提高了工作效率，并且精度高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)也應(yīng)用到配氣上，為企業(yè)發(fā)展起到重要的作用。

5.小結(jié)

5.1決定燃?xì)馊紵匦缘膮?shù)主要是華白數(shù)和燃燒勢(shì)，只要知道設(shè)計(jì)氣的組分，就可以計(jì)算出設(shè)計(jì)氣的華白數(shù)和燃燒勢(shì)，從而能夠模擬出和設(shè)計(jì)氣相同燃?xì)馓匦缘臍怏w。

5.2采用高熱值華白數(shù)和采用低熱華白數(shù)計(jì)算，參比條件0℃，101.3KPa和15℃，101.3KPa兩種狀態(tài)下，配制實(shí)驗(yàn)氣比列相差很小。