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煤气热值的测定方法
【来源/作者】周世华 【更新日期】2016-12-18

一、概念

煤气热值是指标准状况(0℃、101.3kPa)下1m。于燃气完全燃烧时产生的热量。若氢燃烧后生成水,此时放出的热量,称为高位热值;若氢燃烧后生成水蒸气,此时放出的热量,称为低位热值。

二、方法原理

在水流式热量计中,用连续水流吸收燃气完全燃烧时产生的热量。根据达到稳定时的各个参数,计算标准状况干燃气燃烧产生的热量。

三、测试条件

①热量计应装在光线明亮、空气流速小于0.5m/s且不受辐射热影响的地方。测试期间环境温度应为15~30℃,温度波动小于±1℃。

②进热量计的水温应低于室温1.5~2.5℃。整个测试分为两组,共4次,每次测试期间的进口水温波动必须小于0.1℃。

③热量计的热负荷应保持标定时的热负荷。当热负荷为3.3~4.2M J/h时,燃烧器的喷嘴尺寸可参考表6-2。

④热量计进、出口水的温度差应为8~12%。

⑤热量计的进口空气湿度应为(80±5)%。

⑥热量计的排烟温度与进口水的温度差为0~2℃。

⑦各种测试仪表均需定期标定,并按标定值修正。

四、操作步骤

1.测试准备工作

①用标准容量瓶校正湿式气体流量计,得出校正系数fi。流量计中的水温与室温相差

应小于0.5℃。

②将热量计垂直放好,并装上空气湿润器。

③将温度计插入热量计中水流转弯中心处,水银球不应与内壁接触,烟气温度计插入深度应使水银球在排烟管的中心线上。

④装好整个系统,按规定在燃气稳压器、燃气及空气湿润器中加水。

⑤燃气系统气密性检验。在工作压力下,持续5min压力不应下降。

⑥排放燃气系统中的空气。打开阀门,从燃烧器向外放气,使气体流量计转一圈并确认流量计中只有燃气后,点燃燃烧器。

⑦调节燃烧器的一次空气调节板,使火焰具有清晰的内焰锥并且稳定燃烧;调节燃烧稳压器上的重块或燃气阀门,使热负荷符合标定时的热负荷。

⑧调节空气湿润器的空气调节门,使热量计入口空气湿度达到(80±5)%。

⑨打开进水阀并将热量计的进水调节阀放在中间位置,装入已点燃的燃烧器,当出口水温上升后,拨动调节阀,使热量计进、出口水的温度差为8~12℃。

⑩调节热量计的排烟阀,使排烟温度与进口水的温度差为0~2℃。

2.操作过程和数据记录

①将热量计出水口切换阀指向排水口。

②热量计运行30min后,当进、出口水温达到稳定,冷凝水出口处凝结水均匀下落时,方可进行测定。

③用放大镜试读进、出口水温,达到稳定,读数应精确到小数点后两位。

④测出盛水器净重,读数应精确到1g。

⑤当气体流量计指针指零时,记下流量计初读数并把冷凝水量筒放在热量计的冷凝水出口下方,开始测定。

⑥当流量计指针指向预定读数时,转动出水口切换阀,使水流至盛水器中。当燃气流过预定体积V后,再将切换阀转回原位。在此期间读出并记录10次以上进、出口水温(t1与t2),并记下流过的燃气量V与相应的水量W,读数应精确到0.5mL。

⑦重复上述操作,记下第二次的W、V及t1与t2

⑧当流量计指针指到某预定终读数时,将冷凝水量筒取出称重,并记录冷凝水量(W),读数应精确到o.5mL,同时记下流量计的终读数,计算出与W相对应的燃气消耗量V1

⑨在每次测试期问燃气消耗量应大于表6-3的规定。

⑩记录测试过程中的以下参数:大气压力(读数精确到134Pa)、气体流量计上的燃气压力(读数精确到10Pa)、气体流量计上的燃气温度(读数精确到0.5℃)、排烟温度(读数精确到0.5℃)。

⑾根据以上两次测得的W、V及t1、t2的值,求得两个高位热值QGw1与QGw2,当其差值大于1%时,结果无效,应重测。

⑿重复上述操作步骤,取第二组测试结果。

⒀根据第一组与第二组测试结果,求得两个低位热值QGw1与QGw2,当其差值大于1%时,结果无效,应重测。

五、结果计算

(1)高位热值煤气的高位热值按下式计算:

式中 QGw——煤气的高位热值,MJ/m3

W——水量,g;

C——水的比热容,MJ/(g·℃);

T1——进口水温,取10次读数的平均值,℃,

t2——出口水温,取10次读数的平均值,℃,

V——燃气消耗量,L;

F——体积修正系数;

tg——燃气温度,℃;

Po——标准大气压力,Pa;

p——试验过程中的大气压力,Pa;

pr——燃气压力,Pa;

P0——温度为tg下的饱和蒸气压,Pa;

f1——气体流量计修正系数;

f2——经过标定后的热量计修正系数。

(2)低位热值 煤气的低位热值按下式计算:

式中QDw——煤气的低位热值,MJ/m3

W——凝水量,g;

V1——与w对应的燃气消耗量,L;

q——每克凝结水的汽化潜热,MJ/g;

F——体积修正系数。


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