【正文】 劃分為三個(gè)范圍，即W1＝21～35 MJ/Nm3（人工煤氣）W2＝17～59MJ/ Nm3（天然氣）W3＝77～93MJ/ Nm3（液化石油氣）燃具和燃燒器一般都按W1，W2和W3的范圍分別設(shè)計(jì)制造，也就是燃具或燃燒器對(duì)燃?xì)獾幕Q適應(yīng)性只能在同一華白數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行。否則，不僅熱負(fù)荷達(dá)不到，還可能引起回火、脫火等不安全事故的發(fā)生。另一方面，所有燃具或燃燒器都不可能是“通用”型的，其設(shè)計(jì)制造，以及調(diào)整只能按一定的燃?xì)膺M(jìn)行。什么是華白數(shù)？它有什么實(shí)用意義？以上燃具更換的依據(jù)是什么呢？華白數(shù)是一個(gè)表征燃?xì)馊紵匦缘臄?shù)值，其值為 MJ/Nm3由此可知，對(duì)于一定的燃?xì)猓淙A白數(shù)是一定的。燃燒器制造廠商在其出售的燃燒器說明書上常標(biāo)有“華白數(shù)xx”字樣。在改燒中，不僅居民用戶的灶具和熱水器燃具進(jìn)行了更換。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。相對(duì)密度對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)及使用很有意義。如果用符號(hào)“S”表示相對(duì)密度，則常見的幾種燃?xì)獾拿芏攘杏诒?—6。在實(shí)用上還廣泛地使用“相對(duì)密度”這一指標(biāo)。表示。所以，燃?xì)獾拿芏?，必須是?duì)某一確定的壓力和溫度而言。表3—5常用燃?xì)獾臒嶂等細(xì)饷Q低位發(fā)熱量（KJ/Nm3）天然氣35500～41900石油（田）伴生氣43000～48400焦?fàn)t煤氣13200～19200發(fā)生爐煤氣空氣發(fā)生蒸汽發(fā)生混合發(fā)生3700～460010000～113005000～7000油制氣13000～36000高爐煤氣3900～4800液化石油氣88000～115100一般的密度定義是指單位容積物質(zhì)的質(zhì)量。發(fā)熱量既可以用量熱計(jì)測得，也可由各單一氣體的熱值按規(guī)定公式計(jì)算得到。燃?xì)獾陌l(fā)熱量也有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量兩種，實(shí)用中一般都指低位發(fā)熱量。所謂標(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。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。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。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。表3—3 單一氣體的主要特性名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）*低熱值（MJ/Nm3）*爆炸極限下限*上限13．0*（體積％）*不明烴≤3%時(shí)，可按C2H4處理。表3—3列出了燃?xì)庵幸恍﹩我粴怏w的構(gòu)成和主要性質(zhì)。如果改變了就變成另一種氣體了。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)。需要說明的是，單一氣體與混合氣體是兩個(gè)不同的概念。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。如北京焦化廠的焦?fàn)t煤氣，已知lm ，則氫氣的組分就是 式中：—?dú)涞慕M分，％；—?dú)涞姆秩莘e，m3；VJ—混合氣體（焦?fàn)t煤氣）的體積，m3。組分的計(jì)算方法可按容積、質(zhì)量或分子進(jìn)行。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。也就是說，燃?xì)忮仩t及生產(chǎn)、生活中使用的各種燃?xì)?，?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。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。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。燃?xì)庖话阋舶雌鋪碓捶譃槿?，如?—3。因?yàn)樗强扇夹詺怏w，所以一般稱為燃?xì)狻Ｈ粲胁顒e，往往是因?yàn)樵蛠碓椿蛏a(chǎn)工藝的影響。我國除石油部和中國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)。世界各國的燃油規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)基本上都是政府主管部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)。（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。因此，鍋爐中采用的燃料發(fā)熱量都是低位發(fā)熱量。低位發(fā)熱量，亦稱低熱值或低發(fā)熱量，它是指燃料燃燒后，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。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)熱量兩種。實(shí)用的輕柴油、重柴油、重油和渣油，%～%、%～％到1．0％～3．0％，逐步升高。%的燃油稱為低硫油，%～%的稱為中硫油，%～%的為高硫油。所以，燃油中的硫危害很大。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。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。通常規(guī)定：油在開口容器中的加熱溫度應(yīng)低于閃點(diǎn)10℃。燃油的閃點(diǎn)一般比燃點(diǎn)低10～20℃。如果燃油貯存在一個(gè)開口（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)。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）。閃點(diǎn)的度量也是一個(gè)溫度值。閃點(diǎn)的測定方法是按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。在石油產(chǎn)品中，所有牌號(hào)的油品，都有規(guī)定的凝點(diǎn)。渣油的凝點(diǎn)一般為14～40℃，最高的可達(dá)到45℃左右。若溫度低于凝點(diǎn)，就難于裝卸或造成堵塞。由此可知，凝點(diǎn)的度量是一個(gè)溫度值。（簡稱凝點(diǎn)）凝固點(diǎn)是指燃油喪失流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的溫度。我國和俄羅斯等國家采用的燃油牌號(hào)，就是某一規(guī)定溫度（我國為50℃）時(shí)燃油的恩氏粘度數(shù)。對(duì)于輕柴油， 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。溫度過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。必須指出的是，油的粘度隨其溫度的升高而下降。燃燒器采用壓力機(jī)械霧化。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。例如，用離心泵將100號(hào)燃油從卸油坑里打人貯油罐。所以，鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，就可通過控制油溫而達(dá)到控制粘度。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。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。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3—2。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。(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)。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。這是非常危險(xiǎn)的。如果粘度過高，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。如果粘度超過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。(2)燃燒的安全與經(jīng)濟(jì)燃油的燃燒都要經(jīng)過霧化器的霧化才能進(jìn)行（見第三節(jié)）。如果燃油通過管道輸送，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。超過這個(gè)限制，泵就無法工作；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。為進(jìn)行燃油的裝卸要使用各種泵類。尤其是寒冷地區(qū)和長距離運(yùn)輸，加熱和保溫更是必要。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。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 (R2)*SUt和SFt也可分別表示為SUS和SSF。這樣，不同的粘度單位就可以通過運(yùn)動(dòng)粘度的轉(zhuǎn)換進(jìn)行換算了。各單位之間如何進(jìn)行換算呢？由于各種粘度的測試方法不同，有時(shí)難以直接換算。F（38℃）時(shí)、50mL的該燃油流出測試孔眼的時(shí)間需3000s, Rl則表明是商業(yè)雷氏秒（或Rt ）。如某燃燒器標(biāo)明其適用燃油的粘度為3000secsRl /100176。英國的低粘度油用的是：商業(yè)雷氏秒，符號(hào)為Rt或R1。美國的低粘度油用的是：通用賽氏秒，符號(hào)為SUt。美國是60cm3，英國是50cm3。他們測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)來表示所測試燃油的粘度。(3）美英等國的秒粘度在美國、英國和德國等國家的鍋爐和燃燒器上，常標(biāo)有以時(shí)間秒為單位的粘度值。運(yùn)動(dòng)粘度一般簡稱動(dòng)粘度。單位的符號(hào)分別是“St”（拖）和“cst”（厘拖）。這是由于譯音的不同，實(shí)際上他們都是“厘拖”及“拖”。它是以英國物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家斯托克斯的名字命名的。運(yùn)動(dòng)粘度的單位是m2/s或mm2/s，單位的名稱分別叫拖或厘拖。這一指標(biāo)世界各國也都普遍采用。所以，在德國、法國和意大利等國進(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)。所用的單位或代表符號(hào)也有””。由于它源于德國，所以又稱德國度。恩氏粘度的全稱是恩格勒粘度。(1)恩氏粘度這是我國采用的表示燃油粘度的主要方法。也就是對(duì)燃油粘性大小的量度。為了表示燃油粘性的大小，就使用了“粘度”這個(gè)物理量。油的粘性越大，流動(dòng)就越難，表明阻力也越大。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。（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，要了解各種燃油的特性，就必須知道它的特性指標(biāo)。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。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)成分來進(jìn)行。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”。%%左右。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。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。二、燃油的化學(xué)成分燃油的化學(xué)成分就是通過化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)過程測定的組成元素成分。在一些進(jìn)口的燃油鍋爐和燃燒器的說明書上，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。以上各塔均可獲得相應(yīng)的柴油和渣油。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。簡而言之，就是經(jīng)過預(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。少數(shù)鍋爐也作為主燃料。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。它主要是指副產(chǎn)燃料油，即渣油和重油。表3—1燃油按來源分類種類來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。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。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。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。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。管程壓力降是介質(zhì)通過加熱盤管的阻力。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。單位為m2。在爐內(nèi)參予傳熱的爐管有效外表面積叫傳熱面積。加熱爐工作壓力有殼程和管程之分。它也有設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和運(yùn)行熱負(fù)荷之分。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，；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。此值與加熱盤管管徑、介質(zhì)流量、介質(zhì)物性有關(guān)。該面積為加熱盤管的傳熱面積。流量是被加熱介質(zhì)通過加熱盤管的排量?；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。水套加熱爐工作壓力有殼程和管程之分。它也有設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和運(yùn)行熱負(fù)荷之分。對(duì)流爐管內(nèi)介質(zhì)流速為10～1. 2m/s。流速低則傳熱性能差，使管壁溫度升高，甚至爐管結(jié)焦。熱效率可用正平衡方法與反平衡方法測試求得，其值一般為85％左右。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。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。一般用此代表爐膛溫度，其值一般為800℃左右。其含義及計(jì)算與輻射爐管相同。此處所說的指平均值，實(shí)際值是不均勻的，局部熱強(qiáng)度可能大大高于平均值。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。一般分為輻射傳熱面積和對(duì)流傳熱面積。單位為MPa。運(yùn)行熱負(fù)荷應(yīng)該小于設(shè)計(jì)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?！? m介質(zhì)的質(zhì)量流量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)。加熱爐的熱負(fù)荷就是根據(jù)熱平衡計(jì)算的。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