[發明專利]燃氣具燃燒適應域的確定方法

有效

• 申請號: 200910068118.7
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101832871A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 王啟;高文學;趙自軍
• 申請（專利權）人: 中國市政工程華北設計研究總院
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;G01N25/20;G01N25/22
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域：

本發明屬于城市燃氣領域，涉及一種以燃氣的不同配氣試驗氣，確定燃氣具正常燃燒時，燃氣具適應燃氣成分變化的范圍(燃氣具的適應域)的方法。

背景技術：

目前，城市燃氣氣源大多采用天然氣(NG)、液化石油氣(LPG)或人工煤氣。城鎮中占絕大多數的民用燃氣具是大氣式燃氣用具。每個燃氣具都有一定的適應燃氣組分變化的能力。開發燃氣具時，首先要確定使用某類燃氣作為該燃氣具的基準氣，根據該基準氣設計、定型或生產。出廠前還需按照燃氣基準氣及界限試驗氣的要求(包括壓力)對其進行調整檢驗。如果城市供應的燃氣為該燃氣具設計及定型時的基準氣，燃氣具工作狀態最佳。

當燃氣組分及性質發生改變時，其工作狀態必然改變。如果燃氣組分變化在某一界限范圍內，燃氣具仍能保證正常工作，此為燃氣具對燃氣成分的適應能力，稱為燃氣具的適應性；適應燃氣成分變化的范圍稱為燃氣具的適應域。適應域的范圍越寬，表示燃氣具適應燃氣成分變化的能力越強。

燃氣具生產制造企業及供應商，生產的每一種型式的燃氣具，尤其是設計的新燃氣具，在進行型式檢驗、確定燃氣具的燃燒性能時，可以通過測定該燃具的適應域，確定其適應域圖，精確定義其燃燒特性。使制造的燃氣具滿足燃氣相關標準規范的使用要求之外，經過精準定位其適應域，還可以擴展燃氣具的適用范圍，增加燃氣具適用燃氣組分變化的精確度，為對燃氣具的穩定性進行量化評價，提供切實、可行的技術方法。

發明內容：

本發明的目的在于確定保證燃氣具正常燃燒的各界限氣所圍成的適應域，而提出的一種解決方法；該方法是將配制的試驗氣在燃氣具上進行燃燒測試，根據出現不完全燃燒、回火、脫火等工況時的燃氣所對應的燃燒特性指數，選取具有代表性的基準氣及試驗氣的某二個或三個燃燒特性指數，建立二維或三維坐標系；對應測試工況坐標點形成的曲線所圍成的封閉區域，就構成燃氣具的穩定燃燒適應域。

本發明的技術方案是：一種燃氣具燃燒適應域的確定方法，其特征在于：采用多種單一氣體組分或多種多氣體組分配制出各類燃氣的不同試驗氣，在同一燃氣具上進行燃燒工況測試，根據出現黃焰或不完全燃燒、回火、脫火極限燃燒現象所對應的不同燃氣組分比例，進行相應的配氣組分調整，分別配制出多組與出現上述極限工況所對應的配氣試驗氣；然后計算出在上述極限工況時所對應配氣基準氣及試驗氣的燃燒特性指數，如華白數、燃燒勢以及熱值、C3及以上組分含量、相對密度、燃氣燃燒速度、黃焰指數、結碳指數；選取具有代表性的基準氣及試驗氣的某二個或三個燃燒特性指數，建立二維或三維坐標系；這些選擇的燃燒特性指數對應坐標點連成的曲線(面)所圍成的封閉區域(體)，就構成了燃氣具穩定燃燒的適應域。

上述出現黃焰或不完全燃燒、回火、脫火極限工況時燃燒曲線及燃燒適應域的確定方法，其特征在于：依照下列步驟進行：

(1)根據試驗燃氣具的類型，選擇合適的基準氣；計算該基準氣對應的各相應燃燒特性指數；根據基準氣的燃燒特性參數，確定燃氣具正常、穩定工作時的最佳狀態點。

(2)根據GB/T?13611規定，參考該基準氣類別下的黃焰界限氣的組分及燃燒特性指數，配制黃焰界限氣的試驗氣，并確定試驗氣發生黃焰時的界限氣組分及相應燃燒特性參數。

(3)調整配氣原料氣的組分比例，逐漸減少配氣原料氣中惰性氣體組分含量或增加燃燒速度慢的氣體組分，將新的配氣試驗氣送入燃氣具燃燒，直至發生黃焰，得到新的多組黃焰界限狀態點，試驗時應至少得到4～5個黃焰狀態點。

(4)根據基準氣及黃焰界限試驗氣的燃燒特性指數，選取具有代表性的某二個或三個燃燒特性指數，建立二維或三維坐標系；這些選擇的燃燒特性指數對應的黃焰界限狀態坐標點連成的曲線，即為試驗氣的黃焰或不完全燃燒曲線。

(5)根據步驟(2)、(3)、(4)，在同一坐標系中，采取同樣方法，確定回火及脫火極限狀態時的試驗氣回火燃燒曲線、脫火燃燒曲線。在確定回火曲線時，為得到回火極限狀態點，可逐漸增加原料氣中燃燒速度快的氣體組分或減少燃燒速度慢的氣體組分；在確定脫火曲線時，為得到脫火極限狀態點，可逐漸增加原料氣中惰性氣體組分或減少燃燒速度快的氣體組分。

這樣選取的適當燃燒特性指數對應的坐標點形成的曲線為三條：試驗氣的黃焰或不完全燃燒曲線、試驗氣回火燃燒曲線、脫火燃燒曲線；三條曲線所圍成的封閉區域，就構成了燃氣具穩定燃燒的適應域。

上述基準氣及試驗氣的燃燒特性指數為華白數、燃燒勢以及熱值、C3及以上組分含量、相對密度、燃氣燃燒速度、黃焰指數、結碳指數。形成一個封閉的立方體，構成灶具的燃燒適應域(體)。