油田用加熱爐設(shè)計(jì)培訓(xùn)資料

1、油、氣田加熱爐培訓(xùn)資料山東駿馬石油設(shè)備制造集團(tuán)有限公司編制編制；李慶銀電郵：sddyjunmalqu目 錄第一章 概述1第一節(jié) 油田加熱爐1一、油田和長(zhǎng)輸管線加熱爐的用途1二、油田加熱爐的技術(shù)裝備現(xiàn)狀2第二節(jié) 油田加熱爐的爐型及基本結(jié)構(gòu)2一、油田加熱爐的爐型2一、熱傳遞的基本概念5二、壓力和溫度6三、熱力學(xué)的有關(guān)概念7四、管式爐的工作參數(shù)8五、水套爐的工作參數(shù)10六、相變加熱爐的工作參數(shù)11第三章 燃油、燃?xì)饧捌淙紵?2第一節(jié) 燃油及其主要特性12一、燃油12二、燃油的化學(xué)成分13三、燃油的主要使用特性及油質(zhì)指標(biāo)14第二節(jié) 燃?xì)饧捌渲饕匦?1一、燃?xì)?1二、燃?xì)獾慕M成成分組分21三、燃?xì)獾闹?/p>

2、要使用特性及質(zhì)量要求24第三節(jié) 燃油、燃?xì)獾娜紵?7一、燃燒所需空氣量和生成的煙氣量27二、燃油的燃燒方式29三、燃?xì)獾娜紵绞?5四、雙燃料燃燒器38五、調(diào)風(fēng)器（配風(fēng)器）38六、燃燒器的點(diǎn)火40第四章 油田加熱爐基本結(jié)構(gòu)42第一節(jié) 火筒式加熱爐基本結(jié)構(gòu)42一、爐型及分類選用42二、火筒式加熱爐設(shè)計(jì)一般要求43三、火筒式加熱爐基本結(jié)構(gòu)形式46第二節(jié) 管式加熱爐基本結(jié)構(gòu)48一、爐型及選用48二、管式加熱爐基本結(jié)構(gòu)49三、幾種管式加熱爐基本結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介：51第三節(jié) 加熱爐新?tīng)t型及技術(shù)特點(diǎn)52一、火筒式加熱爐新?tīng)t型及技術(shù)特點(diǎn)52二、管式加熱爐新?tīng)t型及技術(shù)特點(diǎn)57第五章 調(diào)參、管理和維護(hù)63第一節(jié) 爐

3、子的燃燒管理63一、爐子的點(diǎn)火和升溫63二、油燃燒器的故障及處理63三、氣體燃燒器的故障及處理65四、燃燒調(diào)節(jié)的任務(wù)和指標(biāo)66五、燃燒操作的安全規(guī)程66六、燃燒過(guò)?？諝饬康谋O(jiān)控67第二節(jié) 爐子的操作范圍71一、工況調(diào)節(jié)71二、熱效率和操作負(fù)荷的關(guān)系74三、提高加熱爐熱效率75第三節(jié) 管內(nèi)結(jié)焦和燒焦77一、結(jié)焦的形態(tài)77二、結(jié)焦的速度78三、影響結(jié)焦的因素及防止措施78四、爐管的燒焦80第四節(jié) 爐管的損壞81一、爐管報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)81二、爐管損壞的原因81三、預(yù)防爐管損壞的措施82四、由氧化減薄引起的損壞83第六章 油田加熱爐的安全管理84一、安全附件84二、運(yùn)行參數(shù)控制84三、水套加熱爐的操作與管理

4、85四、管式加熱爐操作與管理87第一章 概述第一節(jié) 油田加熱爐一、油田和長(zhǎng)輸管線加熱爐的用途油田和長(zhǎng)輸管線加熱爐（以下簡(jiǎn)稱油田加熱爐）系指用火焰加熱原油、天然氣、水及其混合物等介質(zhì)的專用設(shè)備。應(yīng)用于油、氣田行業(yè)的加熱爐稱油田加熱爐。它是油氣集輸系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種油田專用設(shè)備，其作用是將原油、天然氣，油水混合物、油氣水混合物加熱至工藝所需要溫度，滿足油氣集輸工藝及加工工藝的要求。從采油井口至原油外輸整個(gè)集輸系統(tǒng)，各個(gè)環(huán)節(jié)都要使用加熱爐。油田加熱爐是一種直接受火焰加熱的受壓設(shè)備，其工作條件十分惡劣。設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝及使用均必須遵循有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。加熱爐也是一種高耗能設(shè)備，正確地操作使用加

5、熱爐，對(duì)提高熱效率、降低燃料消耗具有重要意義。油、氣田和長(zhǎng)輸管線用加熱爐，其對(duì)介質(zhì)進(jìn)行加熱所要求達(dá)到的溫度都不高，一般只幾十度，且介質(zhì)無(wú)化學(xué)變化，這是與石油煉制、石油化工所用加熱爐不同之處。（一）油田油氣集輸工藝對(duì)加熱爐的要求1.滿足工藝要求，將一定量的介質(zhì)加熱至一定溫度。2.安全可靠，使用壽命長(zhǎng)。3.制造、安裝方便，投資少。4.操作、維修方便。5.熱效率高、耗能低。（二）油田加熱爐的特點(diǎn)同石油化工工業(yè)爐相比較，油田加熱爐有以下特點(diǎn)：1.單臺(tái)爐子熱負(fù)荷較小。2.介質(zhì)流量大，要求壓力降小。3.介質(zhì)進(jìn)出口溫度低，溫升小。4.介質(zhì)不發(fā)生相變。5.熱負(fù)荷波動(dòng)大，低負(fù)荷運(yùn)行多。6.燃料為原油或天然氣，自

6、控程度低。二、油田加熱爐的技術(shù)裝備現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)油、氣田和長(zhǎng)輸管道中使用的加熱爐有數(shù)萬(wàn)臺(tái)，是油、氣生產(chǎn)和輸送中的主要耗能設(shè)備。近十幾年，通過(guò)優(yōu)化加熱爐的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用先進(jìn)的燃燒技術(shù)和傳熱技術(shù)等，國(guó)內(nèi)已研制開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)和性能優(yōu)越的多種結(jié)構(gòu)形式的油田加熱爐，而且有些加熱爐的爐型結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)已接近和達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。但總的來(lái)說(shuō)目前國(guó)內(nèi)油、氣生產(chǎn)和輸送中使用的加熱爐，整體技術(shù)裝備水平相對(duì)不高，與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)為：1.國(guó)內(nèi)油田加熱爐的單臺(tái)熱負(fù)荷較小，熱負(fù)荷為1250kW以下的小型加熱爐約占加熱爐總數(shù)的90%以上。2.國(guó)內(nèi)油田加熱爐的平均運(yùn)行熱效率約為70左右，加熱爐熱效

7、率較低；而國(guó)外有關(guān)加熱爐的運(yùn)行熱效率為85以上。3.國(guó)內(nèi)油田加熱爐的燃燒過(guò)剩空氣系數(shù)較高，一般在1.3以上，有的甚至高達(dá)2.0以上；而國(guó)外有關(guān)加熱爐的燃燒過(guò)剩空氣系數(shù)可控制在11以下。4.國(guó)內(nèi)油田加熱爐的鋼耗量相對(duì)較高，火筒式間接加熱爐的單位鋼耗量一般達(dá)14t/MW左右；而國(guó)外有關(guān)加熱爐的單位鋼耗量為4t/MW7t/MW左右。5.國(guó)內(nèi)大部分油田加熱爐按標(biāo)準(zhǔn)配置了安全保護(hù)裝置，但加熱爐的運(yùn)行操作，特別是負(fù)荷調(diào)節(jié)和燃燒控制調(diào)節(jié)主要仍為手工操作。國(guó)外有關(guān)加熱爐的安全保護(hù)和運(yùn)行控制均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，可實(shí)現(xiàn)加熱爐運(yùn)行無(wú)人值守。第二節(jié) 油田加熱爐的爐型及基本結(jié)構(gòu)一、油田加熱爐的爐型油田和長(zhǎng)輸管線用加熱爐型式

8、按基本結(jié)構(gòu)、被加熱介質(zhì)種類和燃料種類進(jìn)行分類。1.按基本結(jié)構(gòu)分類油田加熱爐按基本結(jié)構(gòu)可分為三大類，即火筒式加熱爐、管式加熱爐和目前新型的真空相變加熱爐火筒式加熱爐分為：火筒式直接加熱爐；火筒式間接加熱爐。管式加熱爐分為：立式圓筒管式加熱爐；臥式圓筒管式加熱爐；臥式異型管式加熱爐。相變加熱爐:真空相變加熱爐:微壓相變加熱爐:帶壓相變加熱爐2.按被加熱介質(zhì)的種類分類油田加熱爐按被加熱介質(zhì)的種類可分為：原油加熱爐：井產(chǎn)物加熱爐；生產(chǎn)用水加熱爐；天然氣加熱爐。3.按燃料種類分類油田加熱爐按燃料種類可分為：燃?xì)饧訜釥t；燃油加熱爐；燃油燃?xì)饧訜釥t。4.油田加熱爐產(chǎn)品的型號(hào)油田加熱爐產(chǎn)品型號(hào)由三部分組成，各

9、部分之間用短橫線相連。型號(hào)的第一部分表示加熱爐的基本結(jié)構(gòu)型式和額定熱負(fù)荷，共分兩段：第一段用漢語(yǔ)拼音字母代表加熱爐的基本結(jié)構(gòu)型式，見(jiàn)表11;第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示加熱爐的額定熱負(fù)荷為若干千瓦。兩段連續(xù)書(shū)寫(xiě)，相互銜接。型號(hào)的第二部分分為兩段，其間以斜線相隔。第一段用漢語(yǔ)拼音字母代表被加熱介質(zhì)的種類，見(jiàn)表12;第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示盤(pán)管或爐管設(shè)計(jì)壓力為若干MPa；火筒式直接加熱爐第二段不表示。型號(hào)的第三部分由兩段組成：第一段用漢語(yǔ)拼音字母代表燃料種類，見(jiàn)表13；第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計(jì)次序，第一次設(shè)計(jì)不表示。兩段連續(xù)書(shū)寫(xiě)，相互銜接。表4-1加熱爐的基本結(jié)構(gòu)形式及代號(hào)加熱爐的基本結(jié)構(gòu)形式代號(hào)加熱爐

10、的基本結(jié)構(gòu)形式代號(hào)火筒式加熱爐火筒式直接加熱爐HZ管式加熱爐立式管式加熱爐GL火筒式間接加熱爐HJ臥式管式加熱爐GW表4-2 被加熱介質(zhì)及燃料種類代號(hào)被加熱介質(zhì)代號(hào)燃料種類代號(hào)原油Y原油Y生產(chǎn)用水S天然氣Q天燃?xì)釷油氣兩用YQ井產(chǎn)物H 第二章 加熱爐工作參數(shù)一、熱傳遞的基本概念（一）熱傳遞熱能自動(dòng)地由高溫物體傳向低溫物體的現(xiàn)象叫熱傳遞。凡有溫差存在就一定有熱傳遞發(fā)生。熱傳遞有三種不同的形式：即導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射。1.導(dǎo)熱導(dǎo)熱也叫熱傳導(dǎo)，是相互接觸的物體之間發(fā)生的熱傳遞或從物體的高溫部分向低溫部分傳熱的現(xiàn)象，如用熨斗熨衣服。由于各種物質(zhì)的導(dǎo)熱能力不同，將導(dǎo)熱較好的金屬稱為良導(dǎo)體，將導(dǎo)熱較差的非金屬

11、稱為不良導(dǎo)體。物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小用導(dǎo)熱系數(shù)表示，其單位為w/m。平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱計(jì)算用下式式中：材料的導(dǎo)熱系數(shù)w/m t壁面溫度差-平壁厚度mF-平壁導(dǎo)熱面積m2Q-導(dǎo)熱量W2.對(duì)流對(duì)流換熱是運(yùn)動(dòng)著的流體與其相接觸的固體壁面間的換熱遞過(guò)程。對(duì)流換熱時(shí)，物質(zhì)的分子相互變動(dòng)位置，如管式加熱爐煙氣流過(guò)對(duì)流爐管，水套加熱爐盤(pán)管內(nèi)原油與殼內(nèi)熱水都是對(duì)流換熱。對(duì)流換熱量用下式計(jì)算 其單位為：W式中;對(duì)流放熱系數(shù)，根據(jù)流態(tài)及流體物性計(jì)算，單位為w/m2。 t換熱溫差 F換熱面積m23.輻射熱熱能不依靠任何物體傳遞而以電磁波的形式直接發(fā)射出去，在空間進(jìn)行傳播，當(dāng)遇另一物體時(shí)，則全部或部份地被吸收為熱能，這種傳熱

12、方式稱輻射換熱。如太陽(yáng)光射向地面就是一例。輻射傳熱量與溫度的四次冪成正比，同時(shí)與物體表面黑度及換熱面積有關(guān)。二、壓力和溫度(一)壓力壓力是指垂直作用在單位面積上的力，實(shí)際上是壓強(qiáng)，用符號(hào)P表示，單位是“MPa”。大氣壓力是指空氣作用在地球表面上的質(zhì)量力。由于1m3空氣在時(shí)的質(zhì)量為1.29kg，所以地球上部的大氣層對(duì)地球表面有一定的壓力，這個(gè)壓力叫大氣壓力。0時(shí)在北緯22.5的海平面上（即海拔零米處）大氣壓力是0.1013 MPa。工程上常用工程大氣壓，它是每千克質(zhì)量的物質(zhì)作用在1cm2面積上的力，數(shù)值是 0.981 MPa（工程上常把二者簡(jiǎn)化為同一數(shù)值，約為0.1 MPa）。另外，隨著使用的場(chǎng)

13、合不同，度量壓力的單位還有水銀柱高度（mmHg）、水柱高度（mH2O）等，其換算關(guān)系如下：0.0981 Mpa=0.9678物理大氣壓=735.6mmHg=10mH2O=1kgf/cm2 表壓力是指以大氣壓力作為測(cè)量起點(diǎn)，即壓力表指示的壓力。表壓力不是實(shí)際壓力，因?yàn)楫?dāng)壓力表指針為零時(shí)，實(shí)際上已受到周圍一個(gè)大氣壓力的作用力，所以壓力表指的數(shù)值，是指超過(guò)大氣壓力的部分。絕對(duì)壓力是指以壓力為零作為測(cè)量起點(diǎn)的，即實(shí)際壓力。其數(shù)值就是表壓力加0.1013 MPa（大氣壓力）。表壓力與絕對(duì)壓力的關(guān)系：P絕=P表+0.1013（Mpa）P表= P絕-0.1013（Mpa）負(fù)壓是指低于大氣壓力（俗稱真空），用

14、符號(hào)真表示，真=大氣壓力- P絕。負(fù)壓與大氣壓力之比的百分?jǐn)?shù)，稱為真空度，即。通常負(fù)壓燃燒的鍋爐正常燃燒時(shí)，打開(kāi)爐門(mén)會(huì)感覺(jué)到周圍空氣吸向爐膛，這是爐膛內(nèi)負(fù)壓的緣故。一般爐膛出口保持負(fù)壓mmH2O。(二)溫度溫度是指物體冷熱的程度（通常用符號(hào)t表示）。測(cè)量溫度常用的單位是攝氏度，用表示。在鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算中，常用絕對(duì)溫度單位，用表示。絕對(duì)溫度的零度為零下273攝氏度）。如果以表示絕對(duì)溫度的值，以表示攝氏溫度的值，其轉(zhuǎn)換公式為：=273溫度通常用攝氏溫度（用符號(hào)表示）和華氏溫度（用符號(hào)F表示）來(lái)表示。目前我國(guó)常用的是攝氏溫度。攝氏溫度：以水在一個(gè)大氣壓下開(kāi)始沸騰時(shí)的溫度（即沸點(diǎn)）為100，水開(kāi)始結(jié)冰時(shí)

15、的溫度（即冰點(diǎn)）為，中間分成100格，每格為攝氏度。華氏溫度：以水的沸點(diǎn)為212F，冰點(diǎn)為32 F，中間分成180格，每格為華氏度。兩種溫度的換算關(guān)系如下：（59）（F 32）F=1.8t32三、熱力學(xué)的有關(guān)概念1.熱量和溫度物體吸收或放出熱的多少叫熱量。熱量的單位是J或KJ。溫度是表示物體冷熱程度的量。測(cè)量溫度的標(biāo)準(zhǔn)叫溫標(biāo)。常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和絕對(duì)溫標(biāo)。溫度的單位是K或。溫度和熱量是互相聯(lián)系而又不相同的兩個(gè)概念。溫度是對(duì)狀態(tài)而言，而熱量是指物體狀態(tài)前后熱能的增減程度，是對(duì)過(guò)程而言。例如我們可以說(shuō)加熱爐進(jìn)口處的溫度是多少，油從進(jìn)口到出口吸收了多少熱量。而不能說(shuō)油在進(jìn)口處有多少熱量或油從加熱爐

16、中吸收了多少溫度。2.比熱容比熱容是指單位質(zhì)量的物體，溫度升高或降低1攝氏度時(shí)所吸收或放出的熱量。不同的物質(zhì)比熱容不同。其單位是KJ/kg或KJ/m3。3.熱平衡把幾個(gè)溫度不同的物體放在一起，組成一個(gè)系統(tǒng)，則物體之間就要進(jìn)行熱量交換，使系統(tǒng)中各物體的溫度變成一樣，其中溫度高的物體放出熱量，溫度低的物體吸收熱量，如果沒(méi)有熱量損失，也沒(méi)有從系統(tǒng)外吸收熱量，那么，系統(tǒng)內(nèi)溫度較高物體放出熱量的總和等于所有溫度較低物體吸收熱量的總和，這就叫熱平衡。例如加熱爐內(nèi)被加熱介質(zhì)吸收的熱量加上各項(xiàng)熱損失等于燃料放出的熱量。加熱爐的熱負(fù)荷就是根據(jù)熱平衡計(jì)算的。式中：Q熱負(fù)荷KW C比熱容KJ/kg m-介質(zhì)的質(zhì)量流

17、量kg/h t-溫差四、管式爐的工作參數(shù)管式加熱爐的技術(shù)指標(biāo)是表示其適應(yīng)性能的指標(biāo)，是選用、操作加熱爐的依據(jù)。主要包括以下幾項(xiàng)。1.熱負(fù)荷單位時(shí)間內(nèi)向被加熱介質(zhì)傳遞熱量的能力叫熱負(fù)荷，單位為KW。熱負(fù)荷分設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和運(yùn)行熱負(fù)荷，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為銘牌標(biāo)注的熱負(fù)荷，運(yùn)行熱負(fù)荷是根據(jù)運(yùn)行參數(shù)計(jì)算所得。運(yùn)行熱負(fù)荷應(yīng)該小于設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。2.工作壓力爐管允許的最大運(yùn)行壓力，此壓力不得大于銘牌標(biāo)注的設(shè)計(jì)壓力。單位為MPa。3.傳熱面積在爐內(nèi)參予傳熱的爐管有效外表面積叫傳熱面積。一般分為輻射傳熱面積和對(duì)流傳熱面積。單位為m2。4.爐膛容積熱強(qiáng)度爐膛單位容積在單位時(shí)間內(nèi)的燃料發(fā)熱量叫爐膛容和熱強(qiáng)度，單位為KW/m3。

18、容積熱強(qiáng)度一般為70009300KW /m2，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 式中：qv爐膛容積熱強(qiáng)度kw/m2 B燃料用量放 kg/h或m3/h QH燃料發(fā)熱值 kJ/kg或kJ/m3 V爐膛有效容積 m35.輻射爐管表面熱強(qiáng)度單位面積的輻射爐管所傳遞的熱量叫輻射爐管表面熱強(qiáng)度，單位為KW/m2式中:qR輻射爐管表面熱強(qiáng)度 kw/m2 QR-輻射室傳熱量 KW AR輻射爐管傳熱面積 m2油田管式加熱爐輻射爐管表面熱強(qiáng)度一般為2329kw/m2。此處所說(shuō)的指平均值，實(shí)際值是不均勻的，局部熱強(qiáng)度可能大大高于平均值。當(dāng)熱強(qiáng)度過(guò)高時(shí)，會(huì)使?fàn)t管局部過(guò)熱甚至管內(nèi)結(jié)焦，過(guò)低時(shí)則會(huì)使?fàn)t子結(jié)構(gòu)笨重、增大投資。6.對(duì)流爐管表面

19、熱強(qiáng)度其含義及計(jì)算與輻射爐管相同。7.擋火墻溫度煙氣離開(kāi)輻射室進(jìn)入對(duì)流室時(shí)的溫度即擋火墻溫度。一般用此代表爐膛溫度，其值一般為800左右。8.排煙溫度煙氣離開(kāi)對(duì)流室進(jìn)入煙囪時(shí)的溫度即排煙溫度。此值越高爐子效率越低，影響此值的因素是加熱爐結(jié)構(gòu)及爐管積灰、結(jié)垢等。排煙溫度一般為200350。9.熱效率被加熱介質(zhì)吸收的有效熱量與燃料產(chǎn)生熱量的比值叫熱效率。該值是衡量加熱爐性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，與設(shè)計(jì)、制造、操作維護(hù)都有關(guān)系。熱效率可用正平衡方法與反平衡方法測(cè)試求得，其值一般為85左右。10.介質(zhì)流速爐管內(nèi)介質(zhì)流速應(yīng)控制在合理的范圍。流速低則傳熱性能差，使管壁溫度升高，甚至爐管結(jié)焦。流速高傳熱性能好，安

20、全可靠，但管程壓力降增大。一般輻射爐管內(nèi)介質(zhì)流速為1.5-2.Om/s，對(duì)流爐管內(nèi)介質(zhì)流速為101. 2m/s。五、水套爐的工作參數(shù)所謂經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是指加熱爐的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能。1.熱負(fù)荷。熱負(fù)荷是燃料燃燒產(chǎn)生的熱量扣除排煙熱損失、不完全燃燒損失、爐體散熱損失后，供給被加熱介質(zhì)的有效熱量。它也有設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和運(yùn)行熱負(fù)荷之分。2.工作壓力允許的最大操作運(yùn)行壓力。水套加熱爐工作壓力有殼程和管程之分。3.火筒、煙管傳熱面積?；鹜矀鳠崦娣e也稱輻射傳熱面積，一般以U形蝦米焊接彎頭中心線劃分。煙管傳熱面積也稱對(duì)流傳熱面積。4.流量流量是被加熱介質(zhì)通過(guò)加熱盤(pán)管的排量。5.管程換熱面積。該面積為加熱盤(pán)管的傳熱

21、面積。它是根據(jù)殼內(nèi)熱水溫度、介質(zhì)物性、介質(zhì)流量、介質(zhì)進(jìn)出爐溫度、加熱爐熱負(fù)荷等參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算確定的。6.管程壓力降。管程壓力降是介質(zhì)通過(guò)加熱盤(pán)管的阻力。此值與加熱盤(pán)管管徑、介質(zhì)流量、介質(zhì)物性有關(guān)。7.安全閥定壓水套加熱爐的殼程必須裝設(shè)安全閥、以防殼內(nèi)運(yùn)行壓力大于工作壓力損壞火筒。規(guī)范規(guī)定：熱負(fù)荷小于400KW的水套加熱爐僅裝一只安全閥，定壓值為工作壓力0.02MPa；熱負(fù)荷大于400KW的加熱爐至少應(yīng)裝兩只安全閥，其中一只為工作安全閥，定壓值同上，另一只為控制安全閥，定壓值為工作壓力加0.05MPa。六、相變加熱爐的工作參數(shù)所謂經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是指加熱爐的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能。1.熱負(fù)荷。熱負(fù)荷是燃料

22、燃燒產(chǎn)生的熱量扣除排煙熱損失、不完全燃燒損失、爐體散熱損失后，供給被加熱介質(zhì)的有效熱量。它也有設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和運(yùn)行熱負(fù)荷之分。2.工作壓力允許的最大操作運(yùn)行壓力。加熱爐工作壓力有殼程和管程之分。3.傳熱面積。在爐內(nèi)參予傳熱的爐管有效外表面積叫傳熱面積。一般分為輻射傳熱面積和對(duì)流傳熱面積。單位為m2。4.流量流量是被加熱介質(zhì)通過(guò)加熱盤(pán)管的排量。5.管程換熱面積。該面積為加熱盤(pán)管的傳熱面積。它是根據(jù)殼內(nèi)熱水溫度、介質(zhì)物性、介質(zhì)流量、介質(zhì)進(jìn)出爐溫度、加熱爐熱負(fù)荷等參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算確定的。6.管程壓力降。管程壓力降是介質(zhì)通過(guò)加熱盤(pán)管的阻力。此值與加熱盤(pán)管管徑、介質(zhì)流量、介質(zhì)物性有關(guān)。7.安全閥定壓加熱爐的殼程

23、必須裝設(shè)安全閥、以防殼內(nèi)運(yùn)行壓力大于工作壓力損壞火筒。規(guī)范規(guī)定：熱負(fù)荷小于400KW的水套加熱爐僅裝一只安全閥，定壓值為工作壓力0.01MPa；熱負(fù)荷大于400KW的加熱爐至少應(yīng)裝兩只安全閥，其中一只為工作安全閥，定壓值同上，另一只為控制安全閥，定壓值為工作壓力加0.02MPa。第三章 燃油、燃?xì)饧捌淙紵磺心芴峁崮艿目扇紵晕镔|(zhì)都稱為燃料。同所有物質(zhì)一樣，這些可燃性物質(zhì)，在通常情況下，其形態(tài)也表現(xiàn)為固態(tài)（體），液態(tài)（體）和氣態(tài)（體）三種。所以，在燃料的分類方法中，就將在常溫、常壓下呈固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的燃料分別稱為固體燃料、液體燃料和氣體燃料，如煤、重油、天然氣和液化石油氣等。液化石油氣是液

24、體，將它歸為氣體燃料，是因?yàn)樗窃诔叵陆?jīng)高壓壓縮而成的。當(dāng)壓力下降到常壓時(shí)，它還是氣體，所以應(yīng)屬氣體燃料。所有燃料都可以歸到這三大類中，但每一類燃料又都有各自的許多種類。第一節(jié) 燃油及其主要特性一、燃油因?yàn)橐磺幸后w燃料都呈油的性狀，所以一般就稱液體燃料為燃料油，也就是油狀的液體燃料。燃料油一般又按其來(lái)源分為三類，如表31。表31燃油按來(lái)源分類種類來(lái)源及品名天然燃料油直接從油井采得的石油，又稱原油人工燃料油經(jīng)人工煉制分餾得到的油品，如汽油、煤油、柴油等副產(chǎn)燃料油煉油中剩下的液體殘留物，即渣油。若將渣油加入一定比例的煤油或柴油，進(jìn)行調(diào)制，就是重油表中所列油品，雖然都統(tǒng)稱燃料油，但在長(zhǎng)期的生產(chǎn)和使

25、用中，燃料油的含義已經(jīng)逐漸專門(mén)化了。它主要是指副產(chǎn)燃料油，即渣油和重油。因?yàn)樵鸵话阕鳛闊捰偷脑?，很少直接用作燃料使用；而人工燃料油中的汽油，煤油和柴油，分別只用于各種汽油機(jī)、航空和民用、以及柴油機(jī)等。因此，燃料油的概念，通常是指用于鍋爐和各種工業(yè)爐窯的燃料油，俗稱燃油。柴油作為鍋爐燃料的情況，一般是用于點(diǎn)火。少數(shù)鍋爐也作為主燃料。柴油、重油和渣油是煉油工藝流程中幾種不同的產(chǎn)物，如圖31所示。簡(jiǎn)而言之，就是經(jīng)過(guò)預(yù)處理的原油A，經(jīng)加熱后進(jìn)人常壓塔1分餾，可以得到柴油B（其他餾分此處不予述及），分餾后剩下的殘留物就是常壓渣油C。常壓渣油可直接用做鍋爐燃料，也可經(jīng)減壓塔2繼續(xù)分餾，或經(jīng)催化裂化塔5

26、、或與減壓渣油摻混后經(jīng)熱裂化塔4進(jìn)行深加工，又可獲得相應(yīng)的柴油B。這些加工所剩殘留物就是相應(yīng)的減壓渣油和熱裂化渣油C。減壓渣油還可經(jīng)減粘裂化塔3加工后，除獲得一部分柴油外，使經(jīng)減粘的渣油性質(zhì)得到改善。以上各塔均可獲得相應(yīng)的柴油和渣油。如果要生產(chǎn)重油，就將渣油輸入油品調(diào)合器6,并根據(jù)所要生產(chǎn)牌號(hào)的重油的品質(zhì)要求，配入相應(yīng)的柴油，經(jīng)調(diào)合后就得到格應(yīng)的重油D。在一些進(jìn)口的燃油鍋爐和燃燒器的說(shuō)明書(shū)上，其適用燃料常有“燃燒器燃料”“民用燃料”以及“輕質(zhì)燃料”等名稱，實(shí)際上也是燃料油。名稱的區(qū)別只是各國(guó)命名的方法不同而已，當(dāng)然也都有各自的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。二、燃油的化學(xué)成分燃油的化學(xué)成分就是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)過(guò)程

27、測(cè)定的組成元素成分。盡管鍋爐燃油有柴油、重油和渣油等不同種類，但其元素成分基本相同。燃油中最主要的成分是碳（C）和氫(H）、，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，他們分別為84%88%和10%14%，也就是碳和氫的總含量達(dá)94%以上。另外還有少量的硫(S)，其含量一般在3.5%以下。碳、氫和硫在燃燒時(shí)都能放出相應(yīng)的熱量，因此是燃油中的可燃元素成分。除可燃元素成分外，燃油中還含有微量的不可燃元素氧（O）和氮（N）。其含量一般在0.5%一1.0%左右。除這些元素外，燃油還含有少許灰分、水分和機(jī)械雜質(zhì)。燃油中的碳和氫不是呈游離狀態(tài)存在的，他們基本上是以化合物的形式存在，在化學(xué)上稱這種碳?xì)浠衔餅椤盁N”。所以確切地說(shuō)，燃油

28、主要是各種烴類的混合物。當(dāng)需要對(duì)燃油進(jìn)行燃燒計(jì)算時(shí)，就必須要根據(jù)其化學(xué)成分來(lái)進(jìn)行。三、燃油的主要使用特性及油質(zhì)指標(biāo)對(duì)于燃油鍋爐的使用單位和操作者，總是要處理燃油的運(yùn)輸貯存和燃燒操作的。為此，就必須對(duì)燃油的特性，尤其是與使用操作有關(guān)的主要特性和油質(zhì)指標(biāo)有清楚的了解。否則，不僅會(huì)影響鍋爐的使用，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致火災(zāi)，爆炸等惡性事故的發(fā)生。（一）燃油的主要使用特性指標(biāo)燃油的性質(zhì)是由它本身的一些物理特性指標(biāo)決定的，也就是說(shuō)，要了解各種燃油的特性，就必須知道它的特性指標(biāo)。燃油的特性指標(biāo)包括：粘度、比重、比熱、凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、發(fā)熱量、硫分、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、機(jī)械雜質(zhì)、水分，以及熱膨脹性和毒性等十多項(xiàng)理

29、化指標(biāo)。但對(duì)于使用，是以其中的粘度、凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)、硫分和發(fā)熱量為最重要。1.粘度燃油是液體，它在流動(dòng)時(shí)就一定有阻力。油的粘性越大，流動(dòng)就越難，表明阻力也越大。反過(guò)來(lái)，若油品在同樣的流道中流動(dòng)，阻力大者，油的粘性肯定就大。為了表示燃油粘性的大小，就使用了“粘度”這個(gè)物理量。粘度就是對(duì)流動(dòng)阻力的量度。也就是對(duì)燃油粘性大小的量度。根據(jù)測(cè)量的方式不同，就出現(xiàn)了不同的粘度單位，常用的有以下三種。(1)恩氏粘度這是我國(guó)采用的表示燃油粘度的主要方法。恩氏粘度的定義是：溫度為t的200毫升燃油試樣，從恩氏粘度計(jì)（一種特制的直徑為2.8mm的試管）中流出的時(shí)間t；與20的200毫升蒸餾水流出的時(shí)間t之比值，此比

30、值就稱為被測(cè)試燃油在溫度t時(shí)的恩氏粘度，符號(hào)單位表示為即恩氏粘度的全稱是恩格勒粘度。它是以德國(guó)化學(xué)家恩格勒的名字命名的。由于它源于德國(guó)，所以又稱德國(guó)度。除此之外，恩氏粘度還有一些其他的名稱，如比粘度、相對(duì)粘度和條件粘度等。所用的單位或代表符號(hào)也有”。恩氏粘度除我國(guó)和德國(guó)采用外，俄羅斯、法國(guó)和意大利等國(guó)也都采用。所以，在德國(guó)、法國(guó)和意大利等國(guó)進(jìn)口的燃油鍋爐和燃燒器上都可以看到恩氏粘度的標(biāo)識(shí)。(2）運(yùn)動(dòng)粘度我國(guó)的油質(zhì)粘度指標(biāo)中，除恩氏粘度外，還同時(shí)采用了運(yùn)動(dòng)粘度。這一指標(biāo)世界各國(guó)也都普遍采用。運(yùn)動(dòng)粘度是反映燃油和其他流體的運(yùn)動(dòng)情況，所以在有關(guān)流體流動(dòng)和熱交換的計(jì)算中非常有用，因此得到廣泛采用。運(yùn)動(dòng)

31、粘度的單位是m2/s或mm2/s，單位的名稱分別叫拖或厘拖。拖（拖）的全稱是斯托克斯。它是以英國(guó)物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家斯托克斯的名字命名的。在許多油質(zhì)指標(biāo)中運(yùn)動(dòng)粘度的單位名稱中常有“厘沱”、“厘斯”及“沱”等字樣。這是由于譯音的不同，實(shí)際上他們都是“厘拖”及“拖”。運(yùn)動(dòng)粘度的代表符號(hào)是。單位的符號(hào)分別是“St”（拖）和“cst”（厘拖）。如德國(guó)威索（Weishaupt）燃燒器上，有重油（或柴油、鍋爐油）粘度為xxx mm2 /s（cst)，就是標(biāo)明燃燒器用燃油的運(yùn)動(dòng)粘度是xxx厘拖。運(yùn)動(dòng)粘度一般簡(jiǎn)稱動(dòng)粘度。它還有運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)等名稱。(3）美英等國(guó)的秒粘度在美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)等國(guó)家的鍋爐和燃燒器上，常標(biāo)

32、有以時(shí)間秒為單位的粘度值。因?yàn)槊绹?guó)和英國(guó)都有以時(shí)間秒為單位的粘度測(cè)量方法。他們測(cè)試燃油粘度方法的共同之處都是以一定溫度，一定容積的燃油，從一規(guī)定的試管孔眼中流出所需的時(shí)間的秒數(shù)來(lái)表示所測(cè)試燃油的粘度。但兩國(guó)的測(cè)試又有不同之處，就是測(cè)試所用的燃油容積。美國(guó)是60cm3，英國(guó)是50cm3。同時(shí)美英兩國(guó)又都有各自的對(duì)低粘度和高粘度燃油的兩種測(cè)試方法，因而得出各自的兩種粘度單位制和表示方法。美國(guó)的低粘度油用的是：通用賽氏秒，符號(hào)為SUt;高粘度油用的是：賽氏一福氏秒，符號(hào)為SFt；兩種符號(hào)的角標(biāo)t表示測(cè)試的溫度。英國(guó)的低粘度油用的是：商業(yè)雷氏秒，符號(hào)為Rt或R1;高粘度油則是：海軍雷氏秒；符號(hào)為RAt

33、或R2。如某燃燒器標(biāo)明其適用燃油的粘度為3000secsRl /100F，就是在溫度為100F（38）時(shí)、50mL的該燃油流出測(cè)試孔眼的時(shí)間需3000s, Rl則表明是商業(yè)雷氏秒（或Rt ）。以上列舉了常用的四種燃油的粘度單位。各單位之間如何進(jìn)行換算呢？由于各種粘度的測(cè)試方法不同，有時(shí)難以直接換算。但是，各國(guó)的燃油除采用一些專門(mén)的粘度單位外，通常都同時(shí)采用了運(yùn)動(dòng)粘度。這樣，不同的粘度單位就可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)粘度的轉(zhuǎn)換進(jìn)行換算了。上述列舉的粘度單位的換算關(guān)系列于表32。表3一2粘度的換算關(guān)系粘度名稱符號(hào)換算為運(yùn)動(dòng)枯度（拖）公式恩氏（條件）粘度1賽氏秒賽氏一福氏秒商業(yè)雷氏秒Rt (R1)海軍雷氏秒RAt

34、 (R2)*SUt和SFt也可分別表示為SUS和SSF。2.粘度在使用中的重要性粘度是燃油，特別是重油和渣油使用中最重要的一個(gè)指標(biāo)。它在燃油的裝卸運(yùn)輸和鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中都是非常重要的。(1)裝卸運(yùn)輸運(yùn)送燃油的汽車罐車和鐵路槽車均配有加熱和保溫措施。尤其是寒冷地區(qū)和長(zhǎng)距離運(yùn)輸，加熱和保溫更是必要。加熱的目的就是為降低油的粘度，使其保持在允許的范圍之內(nèi)，以便裝卸。為進(jìn)行燃油的裝卸要使用各種泵類。而無(wú)論是齒輪泵，螺桿泵還是離心泵，他們工作時(shí)對(duì)介質(zhì)的粘度適應(yīng)性都有限制。超過(guò)這個(gè)限制，泵就無(wú)法工作；同時(shí)，隨著輸送介質(zhì)粘度的增加，泵的運(yùn)行效率就會(huì)急劇下降。如離心泵，當(dāng)輸送粘度為14 0E的重油時(shí)，其效

35、率為15.8%，如果粘度增加到24 0E，則泵的效率就會(huì)下降到12.7%。如果燃油通過(guò)管道輸送，粘度增加，阻力就增大，泵的揚(yáng)程就必須提高；如果粘度過(guò)大，就可能造成泵的揚(yáng)程不足，甚至導(dǎo)致燃油在管道中停止流動(dòng)，造成堵塞事故，等等。所以，粘度是實(shí)現(xiàn)燃油經(jīng)濟(jì)、安全輸送一個(gè)十分重要的指標(biāo)。(2)燃燒的安全與經(jīng)濟(jì)燃油的燃燒都要經(jīng)過(guò)霧化器的霧化才能進(jìn)行（見(jiàn)第三節(jié)）。不論采用何種霧化方式，要達(dá)到正常霧化，油的粘度都必須滿足霧化器的要求。如果粘度超過(guò)霧化器要求的粘度不多，霧化還能進(jìn)行，但油的粒度變大，其直接后果就是燃燒不完全，產(chǎn)生大量炭黑。這些炭黑一方面會(huì)沉降在煙道中，影響鍋爐傳熱和通風(fēng)；另一方面就導(dǎo)致煙囪冒黑

36、煙，不僅污染環(huán)境，鍋爐的效率和出力也都會(huì)大大下降。如果粘度過(guò)高，霧化就急劇惡化，燃油噴人爐膛時(shí)就不是油霧，而是油滴或油流了。也就是霧化已不能進(jìn)行了，就會(huì)造成爐膛熄火。這是非常危險(xiǎn)的。許多爐膛爆炸事故都是這樣造成的。霧化惡化，還可能導(dǎo)致油粒沖到爐膛受熱面上，形成油焦，導(dǎo)致鍋爐爆管事故的發(fā)生。所以，粘度直接影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。(3)燃油的粘度溫度特性從上述可知，燃油的粘度指標(biāo)是保證鍋爐正常運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。燃用時(shí)，必須保證粘度達(dá)到相應(yīng)過(guò)程和設(shè)備所要求的指標(biāo)。實(shí)際上鍋爐用燃油在常溫下是很難進(jìn)行裝卸輸送的，也根本不能霧化燃燒。如何降低燃油粘度并使其達(dá)到使用的要求呢？前述汽車罐車和鐵路槽車運(yùn)油采

37、取的加熱就是達(dá)到這一目的的措施。因?yàn)樗腥加?，其粘度都隨油的溫度升高而降低，而且各種油品都存在各自的粘度和溫度相互依變的關(guān)系，這就是所謂油的粘度溫度特性，如圖32。為便于使用，各煉油廠一般都對(duì)本廠出產(chǎn)的各種燃油進(jìn)行粘度一溫度試驗(yàn)，從而得出他們的依變關(guān)系。通常將試驗(yàn)得出的依變關(guān)系制成相應(yīng)的圖線，拱實(shí)際使用。由于粘度與溫度存在依變關(guān)系，所以對(duì)一定油品，只要其溫度確定，粘度也就確定了。反之，要求燃油必須達(dá)到某一粘度，只須將油加熱到相應(yīng)溫度就可以了。粘度測(cè)定不便，但油溫是可以直接通過(guò)溫度計(jì)測(cè)得。所以，鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，就可通過(guò)控制油溫而達(dá)到控制粘度。圖2-2還標(biāo)出各種使用場(chǎng)合燃油應(yīng)有的粘度。例如，用離心

38、泵將100號(hào)燃油從卸油坑里打人貯油罐。從圖32“4”可以查到，離心泵輸送液體時(shí)，液體的最大粘度不得大于30 0E。從30 0E水平線與100重油交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值可知只要將該油加熱到68，其粘度就可滿足要求。又如，鍋爐使用的是100號(hào)燃油。燃燒器采用壓力機(jī)械霧化。燃燒器的說(shuō)明書(shū)要求：使用100號(hào)燃油時(shí)，其進(jìn)油粘度不得大于2.5 0E (0By).從2.5 0E水平線與100重油交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值可知此時(shí)的進(jìn)油溫度應(yīng)達(dá)到133。必須指出的是，油的粘度隨其溫度的升高而下降。但并不是將油的溫度加熱到越高越好，因?yàn)橛褪怯纱罅康奶荚睾蜕倭科渌亟M成的，如果溫度過(guò)高，就可能導(dǎo)致碳在加熱設(shè)備中的分離沉積，影響設(shè)

39、備安全運(yùn)行。溫度過(guò)高還可能引起油的汽化，導(dǎo)致承壓設(shè)備鼓包破裂，甚至導(dǎo)致火災(zāi)等惡性事故的發(fā)生。所以，燃油的加熱溫度，既要達(dá)到使用的要求，又不可過(guò)高。對(duì)于輕柴油，其常溫下的粘度一般都小于1.7 0E，使用中不需加熱；對(duì)于重柴油則應(yīng)視使用的具體情況或不加熱，或需輕度加熱。(4)粘度的直觀意義由于粘度在燃油的使用中十分重要，因此世界各國(guó)幾乎無(wú)一例外地都用粘度指標(biāo)來(lái)標(biāo)明燃油的品牌，特別是恩氏粘度。我國(guó)和俄羅斯等國(guó)家采用的燃油牌號(hào)，就是某一規(guī)定溫度（我國(guó)為50）時(shí)燃油的恩氏粘度數(shù)。如100號(hào)重油，就是該油在50時(shí)其粘度為100 0E,因此，非常直觀。3.凝固點(diǎn)（簡(jiǎn)稱凝點(diǎn)）凝固點(diǎn)是指燃油喪失流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的溫度

40、。這里需要注意的是：?jiǎn)适Я鲃?dòng)狀態(tài)，而不是說(shuō)液體變成了固體。由此可知，凝點(diǎn)的度量是一個(gè)溫度值。這說(shuō)明各種燃油，如果其溫度低于它的凝點(diǎn)，該油就不能再流動(dòng)了，因此它是燃油輸送，特別是管道輸送的一個(gè)重要指標(biāo)。若溫度低于凝點(diǎn)，就難于裝卸或造成堵塞。重油的凝點(diǎn)一般在1536左右，如果含蠟量高，其凝點(diǎn)也高。渣油的凝點(diǎn)一般為1440，最高的可達(dá)到45左右。對(duì)于輕柴油，其牌號(hào)數(shù)就是其凝點(diǎn)的攝氏溫度值；對(duì)重柴油，其凝點(diǎn)為1333。在石油產(chǎn)品中，所有牌號(hào)的油品，都有規(guī)定的凝點(diǎn)。4.閃點(diǎn)與燃點(diǎn)所謂閃點(diǎn)，就是在大氣壓下，油加熱到適當(dāng)溫度后，油的表面蒸發(fā)出一定的油蒸氣，與空氣形成混合物，此混合物與明火接觸即發(fā)生一閃即滅的

41、閃光，此時(shí)的油溫稱為閃點(diǎn)。閃點(diǎn)的測(cè)定方法是按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。有在封閉容器中測(cè)定的“閉口閃點(diǎn)”和在開(kāi)口容器中測(cè)定的“開(kāi)口閃點(diǎn)”兩種，我國(guó)燃料油一般都采用開(kāi)口閃點(diǎn)。閃點(diǎn)的度量也是一個(gè)溫度值。閃點(diǎn)在燃油使用中的意義在于它與“燃點(diǎn)”直接有關(guān)。所謂燃點(diǎn)，就是燃油被加熱到油蒸氣與空氣混合物接觸明火時(shí)能發(fā)生燃燒，且其燃燒時(shí)間不少于5s的溫度（不是一閃即滅）。顯然，同一油品的燃點(diǎn)比閃點(diǎn)高。如果燃油貯存在一個(gè)開(kāi)口（通大氣）的容器中，若它的溫度達(dá)到燃點(diǎn)，那就非常危險(xiǎn)了，因一遇明火，就會(huì)發(fā)生著火燃燒，引起火災(zāi)。如何才能保證這種開(kāi)口貯油容器的安全呢？顯然應(yīng)使其溫度低于燃點(diǎn)。燃油的閃點(diǎn)一般比燃點(diǎn)低1020。所以，閃點(diǎn)是一個(gè)

42、保證開(kāi)口燃油容器安全、防止火災(zāi)發(fā)生的安全性指標(biāo)依據(jù)。通常規(guī)定：油在開(kāi)口容器中的加熱溫度應(yīng)低于閃點(diǎn)10。我國(guó)20200號(hào)重油的閃點(diǎn)（開(kāi)口）在80130；渣油隨原油的不同，最低者為80，最高者可達(dá)300以上。輕柴油的閃點(diǎn)（閉口）在45以上，重柴油的閃點(diǎn)（閉口）在65以上。5.硫分硫分就是元素硫及其化合物占燃油質(zhì)量（重量）的百分?jǐn)?shù)。燃油中若有硫，它在燃燒時(shí)就生成為二氧化硫和三氧化硫。當(dāng)他們排人大氣時(shí)，就造成對(duì)大氣的污染；而當(dāng)煙氣中的水蒸氣與他們接觸時(shí)，就形成亞硫酸和硫酸蒸氣，在鍋爐的低溫受熱面，就形成亞硫酸或硫酸造成對(duì)金屬的酸腐蝕。所以，燃油中的硫危害很大。因此，各國(guó)都將硫分作為燃油的一種分類方法，

43、而且通常還以它來(lái)確定燃油的價(jià)格指數(shù)。我國(guó)將含硫量不高于0.5%的燃油稱為低硫油，含硫量為0.6%1.0%的稱為中硫油，含硫量1.1%3.5%的為高硫油。對(duì)燃用中硫和高硫油的鍋爐，必須采取必要的防腐蝕措施。實(shí)用的輕柴油、重柴油、重油和渣油，其含硫量由0.2%1.0%、0.5%1.5到1030，逐步升高。6.發(fā)熱量燃油的發(fā)熱量是指lkg的燃油完全燃燒后所放出的熱量，其單位是KJ/kg。同所有燃料的發(fā)熱量一樣，燃油的發(fā)熱量也有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量?jī)煞N。高位發(fā)熱量，亦稱高熱值或高發(fā)熱量，它是指燃料燃燒后，煙氣中的水蒸氣冷凝成水時(shí)的燃料發(fā)熱量，通常以符號(hào)表示。低位發(fā)熱量，亦稱低熱值或低發(fā)熱量，它是指燃

44、料燃燒后，煙氣中的水蒸氣未冷凝時(shí)的燃料發(fā)熱量，通常以符號(hào)表示。由于加熱爐排煙溫度都在100以上，所以在大氣壓力下煙氣中的水蒸氣不會(huì)冷凝。因此，鍋爐中采用的燃料發(fā)熱量都是低位發(fā)熱量。由于柴油、重油和渣油的可燃元素含量基本相同，所以燃油的低位發(fā)熱量都在3700046000kJ/kg范圍內(nèi)。7.爆炸極限所謂爆炸極限是指燃油的油蒸汽（不是液體油）與空氣混合后遇火種能產(chǎn)生高速燃燒的體積百分濃度的范圍。重油的爆炸極限為1.2%6%。（二）油品質(zhì)量指標(biāo)燃油是石油經(jīng)加工（煉制）而得到的產(chǎn)品。所以，也就有其品種相應(yīng)規(guī)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。世界各國(guó)的燃油規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)基本上都是政府主管部門(mén)頒布的標(biāo)準(zhǔn)。西方國(guó)家也有一些大的

45、石油公司，如殼牌、埃索公司等，制定了自己的規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)。我國(guó)除石油部和中國(guó)石化總公司頒布的標(biāo)準(zhǔn)外，各煉油廠也有自己的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本上與部標(biāo)質(zhì)量相符。若有差別，往往是因?yàn)樵蛠?lái)源或生產(chǎn)工藝的影響。第二節(jié) 燃?xì)饧捌渲饕匦砸?、燃?xì)馊細(xì)饩褪窃诔爻合鲁蕷怏w狀態(tài)的氣體燃料。因?yàn)樗强扇夹詺怏w，所以一般稱為燃?xì)?。不少?chǎng)合稱燃?xì)鉃椤巴咚埂被颉巴咚箽狻?，這是英文“Gas”的譯音。燃?xì)庖话阋舶雌鋪?lái)源分為三類，如表33。表33燃?xì)獍磥?lái)源分類種類來(lái)源及品名天然燃?xì)鈦?lái)自自然界（地殼內(nèi)）的可燃?xì)?，如天然氣，石油伴生氣等人造燃?xì)庥晒腆w或液體嫌料加工而得的可燃?xì)怏w，如發(fā)生爐煤氣、水煤氣和油制氣等副產(chǎn)燃

46、氣在鋼鐵，化工生產(chǎn)過(guò)程中得到的一種可姍性氣體剮產(chǎn)品，如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等液化石油氣用天然燃?xì)饣蚴蜔捴七^(guò)程中取得的油氣經(jīng)加壓液化的姍氣。因此，它是一種天然和人造性燃?xì)舛⑷細(xì)獾慕M成成分組分燃?xì)馐窃诳諝庵锌梢匀紵臍怏w。如一氧化碳（CO）、氫氣（H2）、氣態(tài)烴類的碳?xì)浠衔铮–m Hm），以及硫化氫（H2S)等。這些氣體都能與氧發(fā)生燃燒氧化反應(yīng)并放出一定的熱量。按來(lái)源不同的三類燃?xì)夥謩e屬于列舉的哪一種可燃?xì)怏w呢？化學(xué)分析表明，不論是天然氣、人造燃?xì)?，還是副產(chǎn)燃?xì)?，不僅都含有多種單一的燃?xì)?，而且還含有諸如氧氣（O）、氮?dú)猓∟2）、二氧化碳（C02），以及水蒸汽（H20）等這些不能燃燒的氣體。也就

47、是說(shuō)，燃?xì)忮仩t及生產(chǎn)、生活中使用的各種燃?xì)猓瑢?shí)際上是由多種單一的可燃?xì)怏w和一些不可燃?xì)怏w組成的混合氣體?，F(xiàn)在使用的燃?xì)庥薪?0個(gè)品種，他們的組成基本上就是列舉中的8種單一氣體（可燃的和不可燃的各4種），但其性質(zhì)又相差很大，如發(fā)熱量，液化石油氣就比高爐煤氣高出30倍以上。造成區(qū)別如此之大的原因是各種單一氣體在混合氣體中所占的分額不同。在燃?xì)饧夹g(shù)中，將各單一氣體占整個(gè)混合氣體的分額稱為組分。組分的計(jì)算方法可按容積、質(zhì)量或分子進(jìn)行。通常用的是容積組分，即：混合氣體中各單一氣體的分容積與混合氣體總?cè)莘e之比，并用百分率表示。如北京焦化廠的焦?fàn)t煤氣，已知lm 3的焦?fàn)t煤氣中有0.44m3的氫氣，則氫氣的組

48、分就是 式中：氫的組分，；氫的分容積，m3；VJ混合氣體（焦?fàn)t煤氣）的體積，m3。顯然，對(duì)任何一種燃?xì)猓涓髯缘慕M分之和就是100%。應(yīng)當(dāng)指出的是，組分是燃?xì)獾囊粋€(gè)非常重要的指標(biāo)，它不僅表明燃?xì)庵泻心男﹩我粴怏w和這些單一氣體各自所占的分額，而且決定著整個(gè)混合氣體的許多重要特性，如發(fā)熱量、密度和爆炸極限等。上述高爐煤氣與液化石油氣的區(qū)別就是由于其組分的不同。需要說(shuō)明的是，單一氣體與混合氣體是兩個(gè)不同的概念。單一氣體，就是純凈的一種氣體。每種單一氣體都有它固定的構(gòu)成和性質(zhì)，也就是不可改變的構(gòu)成和性質(zhì)。如一氧化碳CO，它是由一個(gè)碳原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的，這種構(gòu)成不可改變。如果改變了就變成另一種氣體

49、了。如加一個(gè)氧原子，就由一氧化碳CO變成了另一種物質(zhì)二氧化碳C02了；一氧化碳可燃，二氧化碳就不可燃，性質(zhì)也就變了。表33列出了燃?xì)庵幸恍﹩我粴怏w的構(gòu)成和主要性質(zhì)。常用燃?xì)獾闹饕扇冀M分范圍如表表34常用燃?xì)獾闹饕扇細(xì)饨M分燃?xì)饷Q主要可燃?xì)怏w組分（）天然氣石油伴生氣發(fā)生爐煤氣水煤氣油制氣焦?fàn)t煤氣高爐煤氣液化石油氣CH4CH4CO+H2CO+H2H2+CH4H2+CH4COCnH2n+2+CnH2n*85978593（2630）（1015）（3040）（3453)（3258）（1729）（5560）（2428）2629（3146）（5263）*n34,即烷烴和烯烴。表33 單一氣體的主要特性名

50、稱氫一氧化碳甲烷乙烷丙烷丁烷丙烯丁烯其他二氧化碳氧氮硫化氫分子結(jié)構(gòu)H2COCH4C2H6C3H8C4H10C3H6C4H8CmHmCO2O2N2H2S密度（kg/Nm3）0.08981.25010.71741.35532.01022.70301.91362.5968*1.97681.42891.25071.5392低熱值（MJ/Nm3）10.78612.63635.90664.39793.240123.64987.667117.695*23.383爆炸極限下限4.012.55.02.92.11.52.01.6*4.3上限75.974.215.01309.58.511.710.0*45.5（體積

51、）*不明烴3%時(shí)，可按C2H4處理。 三、燃?xì)獾闹饕褂锰匦约百|(zhì)量要求表征燃?xì)馓匦缘膮?shù)或物理量也很多。但就使用而言，除組分外，還必須了解和掌握以下幾個(gè)重要特性：發(fā)熱量、密度、華白數(shù)，以及爆炸極限等。使用時(shí)，對(duì)燃?xì)夤?yīng)的壓力和溫度也是不可缺少的指標(biāo)。其它諸如膨脹系數(shù)、沸點(diǎn)、露點(diǎn)、比熱和溫度等，不同情況有不同需要。（一）燃?xì)獾闹饕褂锰匦?.發(fā)熱量（熱值）因?yàn)槿細(xì)馐菤鈶B(tài)物質(zhì)，所以其發(fā)熱量不便于用重量單位來(lái)計(jì)量，而以體積為單位進(jìn)行計(jì)量。氣體的一個(gè)重要特性是：一定質(zhì)量的氣體，其體積隨著溫度的升高而增大，隨著壓力的增加而減小。因此，燃?xì)獾陌l(fā)熱量是以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的單位體積來(lái)計(jì)量的，就是1標(biāo)準(zhǔn)立方米。所謂

52、標(biāo)準(zhǔn)立方米，是指燃?xì)庠谝粋€(gè)大氣壓力、溫度為0時(shí)的體積，通常用符號(hào)Nm3表示。發(fā)熱量就是1 Nm3的燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃浚瑔挝粸閗J/Nm3 。燃?xì)獾陌l(fā)熱量也有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量?jī)煞N，實(shí)用中一般都指低位發(fā)熱量。一般將發(fā)熱量低于13000kJ/Nm3的燃?xì)夥Q為低熱值燃?xì)?；?300020000）KJ/Nm3的稱為中等熱值燃?xì)猓桓哂?0000 KJ/Nm3的稱為高熱值燃?xì)?。發(fā)熱量既可以用量熱計(jì)測(cè)得，也可由各單一氣體的熱值按規(guī)定公式計(jì)算得到。常見(jiàn)的幾種燃?xì)鉄嶂狄?jiàn)表35。表35常用燃?xì)獾臒嶂等細(xì)饷Q低位發(fā)熱量（KJ/Nm3）天然氣3550041900石油（田）伴生氣4300048400焦?fàn)t煤氣1

53、320019200發(fā)生爐煤氣空氣發(fā)生蒸汽發(fā)生混合發(fā)生37004600100001130050007000油制氣1300036000高爐煤氣39004800液化石油氣880001151002.密度一般的密度定義是指單位容積物質(zhì)的質(zhì)量。對(duì)于燃?xì)猓鐭嶂抵兴?，因氣體有體積隨其壓力和濕度而發(fā)生明顯變化的特性。所以，燃?xì)獾拿芏?，必須是?duì)某一確定的壓力和溫度而言。通常，燃?xì)獾拿芏纫彩侵笜?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下lm 3燃?xì)獾馁|(zhì)量，即kg/Nm3，用符號(hào)P表示。如上所述，因燃?xì)獾母鹘M分比例是在一定范圍內(nèi)變化的，所以實(shí)用的燃?xì)饷芏榷际瞧骄芏?。在?shí)用上還廣泛地使用“相對(duì)密度”這一指標(biāo)。燃?xì)獾南鄬?duì)密度，就是燃?xì)獾拿芏扰c標(biāo)準(zhǔn)狀

54、態(tài)下空氣密度之比。因空氣的標(biāo)準(zhǔn)密度是1.293kg/Nm3，如果用符號(hào)“S”表示相對(duì)密度，則常見(jiàn)的幾種燃?xì)獾拿芏攘杏诒?6。表3一6常用燃?xì)獾拿芏热細(xì)饷Q平均密度（kg/Nm3）相對(duì)密度天然氣0.750.80.580.62石油（田）伴生氣0.80.90.620.70焦?fàn)t煤氣0.40.50.300.40發(fā)生爐煤氣0.721.160.560.90油制氣（重油）催化裂解非催化裂解0.650.801.051.900.500.620.811.50液化石油氣1.92.51.52.30平均密度在設(shè)計(jì)計(jì)算等方面用得較多。相對(duì)密度對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)及使用很有意義。例如，對(duì)于天然氣，因?yàn)樗瓤諝廨p得多，所以當(dāng)有泄漏時(shí)總是向上擴(kuò)散；而發(fā)生爐煤氣，與空氣密度相近，就不易擴(kuò)散，所以就分布在空氣之中；而液化石油氣，因其比空氣重，所以就會(huì)聚積在低處。根據(jù)他們的分布不同，就可對(duì)相應(yīng)部位采取應(yīng)有的防火防爆措施。3.華白數(shù)目前華北石油大部分礦區(qū)都已經(jīng)由液化石油氣改為燒天然氣。在改燒中，不