气体基础知识

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1、典型可燃气体的热值和着火极限燃气种类(A/F)下(A/F)上a下a上(A/F)optaopt天然气5.8220.521.9611.2〜17.81-1.59工业尾气出>501.619.20.364.674.2〜13.71-3.26工业尾气H2<500.98.70.313.02.9〜6.51-2.23沼气311.20.521.945.8~9.21〜1.58发生炉煤气54.681.06-3.51-3.277.爆震燃烧项目趋势影响压缩比增人促成爆燃混合气浓度增浓促成爆燃发动机负荷增人促成爆燃火焰传播距离增人促成爆燃进气温度增高促成爆燃进气压力增高促成爆燃冷却水温度增高促成爆燃点火提询

2、角增人促成爆燃燃料甲烷值增人抑制爆燃发动机转速增高抑制爆燃8.判断气体可燃性的指标（1）辛烷值从汽汕机应用演变而来工燃气各组分的容积百分比该组分的辛烷值当量缺点：A.未计入惰性气体的影响B.线性关系不准确（2）甲烷值1980年灰采用以两种参考气体的甲烷值为基准叩烷一抗爆性最佳，定义为MN=100氢气一抗爆性般差，定义为MN=0未知燃气的MN（抗爆性）先是在发动机上作对比试验，以后发展可杳图衣或理论计算。现CAT有软件METHV404oEXE（3）CAT燃气值多种成分混合物的甲烷值，在满足一定的条件下，可用下式计算其中工X=100/=1MN—混合物的甲烷值MNi—单个组分的屮烷

3、值Yi一单个组分的容积乔分比n—组分的数目气体种类低热值LHV(BTU/ft3)高热值LHV(BTU/ft3)甲烷值(MN)点火时极限压缩比当量辛烷值脱水天然气900100085标准15：1125天然气+氢720800665°延迟13：1118天然气+1人j烷+空气9001000499°延迟12：1110丙烷225025003513°延迟12：1100丙烷+空气1300130018TooHot9：194「烷2880320010TooHot6.4：191.6污水处理气450—620500—68012513°提前>15：1>125垃圾场气C3*(LHV-989)>900>1000

4、685°延迟<13：1<125B*(LHV-9II)9001000587°延迟<13：1<125A*(LHV-1203)>900>10004910°延迟<12：1<125(4)几种典型气体的甲烷值及相应的辛烷值和极限压缩比气体屮烷值相应辛烷值极限压缩比甲烷CH4100130.015：1乙烷C2H644103.014：1丙烷c3h83299.612：1丁烷c4Hl0159&48：1止丁烷n-C4H101091.66.4：1氢h207.气体发动机的功率、耗气及效率耗气率或耗热率。gf气体发动机的经济性指标可川耗气率表示，即Nm3(G)/hp・hr或cuft(G)/hp•hrrh于

5、不同的燃气热值不同，所以更为合适是用耗热率表示即KJ/hp•hrBtu/hp•hr或KJ/Kw・hrBtu/Kw・hr气体发动机的功率与效率：gfXLHV/A・Ne=He；式中LHV燃气低热值KJ/Nm燃气的热值（Hi）和完全燃烧时需要的理论空气量（A/F）主要取决于燃气的组分。天然气具有较高的热值，完全燃烧时也需要较多的空气。天然气的热值比沼气约大1倍，比炉煤气约大10倍。决定发动机功率的是混合气热值Qi,而不是燃料热值，三种燃气的混合气热值相差小于燃气热值间的差。CAT的燃气发动机在Peoria出厂试验时用天然气标定功率。其天然气热值Hv33.711MJ/M3（905Bt

6、u/cuft）混介气热值Qn3.211MJ/M3（86」9Btu/cuft）该机使用不同燃气时功率需进行折算Nmax二NrXQMOn燃气的甲烷值MN时决处抗爆性的因素，也是决处选机型压缩比高低的依据MN>80HCRMN<70>45LCRMN<44以及H2>20谨慎采用相同型号的发动机采用不同燃气时，*A/F混合器不同，耗气量不同（泵、风机、管经）*MN不同CR不同，Tw不同*着火性能不同点火定时不同*混合气热值不同最大功率不同（Btu/cuft）A热功当量NE发动机功率KwHe发动机效率彫响功率的因素:Pk,LHVTk,Tw(SCAC)影响效率的因素：CR,Ti,Tk,Tw气

7、体发动机耗空气量已知耗热率，对求得耗空气率，gaga=gfXaXLoNm3（A）/Kw・hr其屮a过量空气系数Lo完全燃烧该燃气需要的理论空气量总耗空气量Qa=gaXNe=gfXaXLoXNeNM3（A）/hr7.三种典型燃气的比较A/F燃气热值比Hi/Hz混合气热值比（Q"Qn）MN天然气10100%100%73.1沼气5.550-60%95%139炉煤气1.110〜20%70%73.8几点结论: