燃料的冰点是一个很重要的指标。它直接影响每一吨原油生产航空煤油的产率。 (二)燃科热安定性 热安定性分静态热安定性和动态热安定性。在金属容器中静态条件下燃料的热氧化安定 性为静态热安定性，洫样受热后产生的积惑少，表示其热安定性越好。动态热安定性是指流 动条件下喷气燃科的热安定性，它模拟燃料在发劲机滑油换热器表面（或加力燃烧室燃油总管 中)的受热条件下，考察生成管壁沉淀物的颜色和通过一个过滤元件的压力降来评定。 《三)对会星的度使性 引起对金属腐蚀的原因是燃料中有硫和硫化物。由于铜、银对活性物质的府蚀比较敏感 所以规格中规定了铜片试验和银片试验。 (四)与追胶拉相容性 项气燃料对橡胶，涂料的浸蚀作用会引起燃油系统的损环。 (五)燃油的洁净性 您料系绕中有许多精密零件，对航空煤油中杂丽十分敏球积此燃料在贮运和使用客环节 对洁净要求很严，要无色水白，没有机械杂质沉淀，没有游离水，没有悬浮物等等。还有燃油存 放期间会受到细菌微生物的污染，做生物都集中在罐底的油水界面处，因此定期及时清除油罐 中的积水和沉积，是控制燃料受到微生物污染的重要措施 七、各种液态燃油 燃油可以概括地分为馏分油和含灰分油，偏分油基本上是不含灰的，只要在贮运过程中处 置得当，没有什么杂质。从炼油厂出来马上可以用，不需要再作什么处理。而含灰分油则有料 当量的灰分，这种油在燃气轮机中使用前必须作相应处理，但在工业窑炉中使用一般可不预处 理。 (1)汽油是质最非常好的油，燃烧性能很好，其粘度很低，滑性不好，同时闪点低，挥发 性好，在安全上需要注意，航空汽油的典型馏程为40一180℃。汽油中的辛烷值是汽油中抗燥 震的指标。 (2)煤油与汽油相比，馏程温度范高些，比重大些，润滑性好.蒸气压力低，在高空时由 蒸发引起的损失减少。正是这一点决定航空燃气轮机使用煤油而不是汽油。 (3)柴油柴油比煤油，轻挥发油重些，适合于柴油机的特定要求（主要是十六烧值），最常 用的是二号柴油 (4)重偏分油常常是炼油厂的翮产品，基本上不含灰分。但粘度高，难以雾化，在输送过 程中要求加热。 (5)重油（含灰分泊）这种袖含相当数量的灰分但与煤的灰分比较又是少的)，较里，便 宜，粘度非#高。 八、航空燃气轮机燃油 对飞机发动机燃油的规格和要求比其他用途的燃气轮机燃油要严格得多。飞机、发动机燃 油系统以及燃烧室都对燃油提出了要琴求。 从飞机来说，希塑燃油 1)价格低，容易获得。 -18
2)火灾危险低。这意味着要求燃油蒸气压低，挥发性低，闪点高，导电率高（避免积存静 电)： (3)热含量高，以达到飞机有大的航程（或有效载荷）。这希望燃油的重量热值或体积热值 大（取决于飞行器是限重量还是限体积）： 《4)热安定性好。以避免过德器堵寒，控制阀不灵活等 (5)气压力低。这是为了诚少高空蒸发损失 (6)比热高，为的是给高速飞机提供右效吸热 从发动机燃油系统来说，希望燃油： (1)可泵送性好因此燃油要有好的流动性，在各种状况下均为液体，可以在合理的泵压下 送到喷嘴，这实际上要求燃油的粘性不要太高。 (2)过遮器不会出于冰及蜡块而堵塞，必要时可加附如剂或燃料加热来防止结冰结蜡。这 也和燃泊中胶质含量和热安定性有关： (3)不会出现燃油蒸气森塞。因此希望燃油的饱和蒸气压不太高： (4)很好的淘滑性，使泵的磨损最低。这可以加入高极性化合物来达到 从燃烧室角度希望燃油： (1)不要有杂质引起喷嘴中细小通道的堵塞： (2》雾化好。这意味着燃油粘性不能过高（表面张力数值对各种燃油变化不大）； (3)燕发快。燃油蒸发速率取决于燃油的挥发性（亦取决于雾化的质量》 (4)生炭最少，这样可使火焰的辐射少，积碳少，排气冒烟少。 九、工业燃气轮机燃油 过去皆经在工业燃气轮机中使用过轻柴油，现在仍有少量在继缕使用，但这不是方向，它 没有发辰前途，在工业燃气轮机中使用便宜的、质量差的渣油（在少量场合用原油，主要在产油 国或产油地)是有前途的，但必须认识到，不是可以随便使用便宜的渣袖的 使用渣油必须 过处理，从经济上说，必须在渣油成本加上处理费用再加上由于设备损坏，维修费用增大和维 护人员费用增大之后与采用优质油相比仍为经济时，才是可行的。 在燃气轮机中燃用渣油有两方面的问题，一方面问题来自燃烧过程本身，另一方面问题是 由燃烧产物带来的，燃烧本身的问题是燃烧不完全、点火困难些，目烟、燃料喷嘴和室壁积碳。 如果空气流动布局好，燃料雾化（采用空气雾化）好，适当增加停留时间，燃烧不完全的问题可 以解决。燃烧产物带来的向题是沉积，腐蚀、没蚀和污染。 十、工业炉用重油 重(Heavy Oil)是-一种总称。所谓重油可以是以下几种之一： (1)渣油：这是最脏最重的，提炼过其他燃油刺下的： (2》原油(Crude O1),其中包括轻馏分，没有提炼过的，杂质也较多，但比渣油好些： (3)混合油，可以是渣油混合了部分柴油而形成，例如我国的远洋货轮油 我国工业炉用重油有四种牌号：20,60、100和200号重油，它们实质上是原油加工后的各 种残造油和一部分轻油配制而成的混合物。每种重油按照它在50℃时恩氏粘度来定名，例如 20号重油在50℃时恩氏粘度不低于20，我国商品里油的规格见表2-3，应当注意，这些重并 -19
没有规定严格的规格，所以质量症以保证。 我国工业炉用重油主委成分是残适油，其化学组成和所用的原油有很大关系，其碳氢化合 物主要是烷经、烯烃和芳香经。由表2-3可以看出重油中含灰分，水分，葡分、机械杂质此较多 重油粘度越大，含碳景越高，合氢则越低。重油中含硫危害很大。好在我国大多数油出产的油 含硫量不算高。里油含水多，不仅热值降低，更主要由于水分气化会影响供油设备的正常运行 和火焰稳定，所以在储油罐中，用白然沉淀法使油水分离并加以排除。当然重油掺水乳化方法 是另一回事。 表2-3我国商品重油的规格 规格 20号 60号 100号 200号 80℃时岁 5.0 15.5 100℃时子 5.59.5 闪点（开口）℃女 80 100 130 凝固点C 15 20 25 36 灰分%子 0.3 0.3 8.3 0.3 水分%子 1.0 15 20 3.0 疏分⅓学 1.5 2.0 2.5 2.5 我国商品重油在使用时值得注意的一些问题有： ()重油都是加温使用的，在油表面上方将出现油蒸气。油温越高，其表面的油蒸气浓度越 大，当浓度大到遇点火小火焰可发生闪火现象，这个油温就是闪点。所以从安全考虑在储油罐 中油的加热温度必须严格控制在闪点以下，以防发生火灾。 (2)重油粘度高是基本特点，这对输送和雾化关系很大。里油粘度都随温度升高而降低很 多，所以实际上根据油料在不洞管段选取适当的加热温度。而我国石油多是石蜡基石油，含蜡 多，粘度大，所以我国重油粘度也大，凝固点在30℃以上，常温下大多数重油处于固体状态，为 了输送希望在泵前重油粘度不超过30~40E,这对200号重油大致相当于温度75℃.在喷嘴 前希望恩氏粘度在2.5一3.5E,(对于压力雾化喷嘴)，这相当于200号重油加热到110℃ 120℃。所用恩氏粘度定义为： ℃时200ml注流出时 E,=20C时200ml水出时间 恩氏粘度和运动粘度系数可按下式换算： v=(0.073E-0063)×10+m/s (3)重油在隔离空气的条件下加热时，蒸发掉油蒸气后利下的一些固体碳及杂质称为残 碳。残碳对工业炉来说，有利亦有害。有我碳，可提高火焰的鼎度，有利于加强火焰辐射能力。 但是在燃烧中，残碳高的燃料容易析出大量固体碳粒，难以燃烧，特别是对间腺生产常有停火 的炉子。由残碳的析出造成输油导管和喷嘴出口结焦是很讨厌的 (4)轻质燃油一般容易掺混，但重油并不都能捣混使用。不同来的重油其化学安定性不 同，这时掺混使用，有时会出现沥青、含蜡物质等固体沉淀或胶状凝個物，造成输油管路阻塞 20
帅独用馏法所则益油配制的重油，其渗混性好，卫不阿牌号的重池可混合使印。由裂解法所 剥渣油配制的重神，在混合使用前必须做掺混试验。 §2-3气态燃料 所有气态燃料都山单一的气体混合组成，其中主要成分为一氧化碳、氢、印烷等，气态燃料 中经常含有其他气体成分，知二氧化碳、氨气，水蒸气、氧气等.其他气休含显越高，气态燃料的 热值越低.气态燃料按热值来分有高热值气态燃料（每N(简称标米）在25k灯以上)、中热 值（每标米在9至15kJ)以及低热值（每N'在4kJ左右）气态燃料。燃气轮机上最常用也是 品好用的器天然气阳由千天然气的量和开采量在我国有限，目前对燃气轮机上应用其他工 业余气行很大兴趣和实际效益，其他气体燃料有高炉煤气、发生炉煤气等。所有气态燃料的共 同优点是热安定性好，比较干净（和煤比较，烟粒子少，灰分少）和比较好烧（低热值气体燃料除 以下说明一些气态燃料性质 (1)甲烷(CH),无色气体，微有葱臭，分子量16.04，每Nm0.715kg,热值Q(低热值)每 Nm'35800kJ,与空气的可燃浓度边界为2.5一15%。 (2)氢(H,),无色无奥气体，分子量2.016，每Nm20.G89kg,热值每标米10590k。但由 于氢气很轻，所以按重量算，其热值就很高，达每kg120170kJ。在空气中可燃边界非常广，达 4080%。氢气的火焰传播速度是各种气体燃料中最高的，氢气一空气的火焰传播速度为 2.67m5 (3)-氧化碳(C0),无色无臭气体，分子昼28.00，每Nm31.25kg.热值每标米12G50kJ。 在空气中可燃边界为12.5~80%.一氧化碳的燃烧有一个很大特点，即在没有水蒸气存在时， 其者火温度高，火焰传速度低，有少量水蒸气存在时即可降低其若火温度，提高燃烧速率，火 焰为蓝色。C0性质极毒，空气中可允许的C0浓度为2×10skg/m'。 (4)天然气，是一种优质气态燃料，有的天然气产地和石油产区结合在一起，这种天然气中 含有石油蒸气，称为伴生（天然）气，纯粹气田产的天然气，称为干关然气，天然气的主要成分是 甲烷，同时含有少量的其能气态碳氢化合物，例如」烷、乙烷、丙院。天然气的成分随产地可 有很大不可，省的可以含氨气和二氧化碳量达！5%，因而天然气的热值也「以有限大差异 高的有40kJ左右（每Nm),低的可以只有33k左右。含H,S的量比较高的称为酸的 (Sour),而完全不含硫的怀为甜的(Sweet),含IIS量高的要净化后才能使用，有的天然 严地流出的天就红含有相当的水分、矿物杂质、油分，都要经过分离，净化后才由气罐送到使用 单位。天然气的燃烧是很干净的，火焰黑度低。如果要用于换热（如换热器），希经火焰增碳，喷 射一些重油或将天然气孤热：使CH,等发生分解出现游离碳来提高黑度。天然气可以液化米 坏以利用。 (5)发生炉煤气，将国体燃料（煤）在煤气发生护中进行气化得出发生炉煤气，有空气发生 护煤气、水襟气和混合发生炉煤气（简称发生炉煤气），当用空气气化时，反应温度高，容易使灰 渣熔化，M来流路，而空气气化得出的煤气热循只有4000kJ,不能话合高温工业炉的要求，水 煤气的发热高，但削造工艺和设备复杂，混合发生炉煤气就是在空气中加入一定的水素气 由于水囊气：高流下发生解离，水蒸气同时和碳进行厅还原反度.，使反应区温度不致过高，并且 -21
增加了煤气中可燃成分(H),因此是工业上广泛应用的。 表2-4列出抚顺烟煤制造的混合发生炉煤气的成分和发热量。 表？4混合发生炉煤气的成分和发热量 煤气干成分片 Qos kl/m' CO:CO H,CH.N, 6071 4.06.226.612.83.953.1 (6)重油裂化气，可以用热解法和催化裂解法来使高分子液体碳氢化合物（重油）在800~ 00℃温度条件下通过水蒸气的作用发生分解，得到较轻的（分子量较小的）气态碳氢化合物和 盆气、一氧化酸等。重油裂化气的热值高，约25kJ/Nm'. 气态燃料有“湿成分"和干成分”两种表示方法，所谓湿成分是指气态燃料中包括水蒸气 在内的成分，干成分则指气态燃料中已经不包括水蒸气的成分，气态燃料中所含的水蒸气在常 温下都等于该温度下的饱和蒸气量，这样当温度变化时，气体中饱和蒸气量也随之变化，因而 气态燃料的湿成分（百分组成）也出现变化。为了排除这种影响，用气态燃料的干成分来表示其 化学织成。进行燃烧计算时要用气态燃料的虚成分来算（这是真正投入燃烧的），这样要依据使 用时的温度，根据该铝度下饱和水蒸气含量由干成分换算为湿成分.气态燃料的发热量可以由 量热计测量，也可以根据化学成分计算。发热量有低热值和高热值之分。低热值指燃烧产物中 水蒸气没有凝结为水的情况下的发热量，通常采用的热值都是低热值，它符合实际情况。发热 量可按下式计算： Qw-12645×C0%+10802×H%+35799×CH,% 十59038XC:H.%+**+23112×H,S%(kJ/m3】 在气态燃料中常用到Wbbc指数，它是气态燃料热值除以气体密度（比重），这个指数的 含义是Wobbe=-Q/p,相应于一定尺寸的气体燃料喷嘴所能通过的能量.对于一个给定的气体 燃料系统，这个值只能在相对于设计值偏差5%范围内正常工作，否则要重新设计气体燃料系 统 思考题 1.煤中的主要细成成分是什么？煤的成分表达有几种形式？各是什么？ 2.什么是煤的元素分析？什么是煤的工业分析 3.煤中的主要着物杂质有弼些？ 4,组成灰分的主要物质有哪些？灰的熔点与什么因素有关？其对燃烧装置的影响是什么？ 5,煤水的些性质对煤水来说是重要的？ 6:组成液态燃料的碳氢化合物主要有哪几类？它们各有什么特性？ ?,液态料的物理性质及燃烧性质是由些参数或概念表示的？ 8航空燃气轮机的燃油有哪些要求？ 9.重油的样号是如何定义的？ 10.有品重油在使用中应注意哪些问愿？ 1山.常用的气态燃料有哪几种？各有什么特性 -22