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石油產(chǎn)品燃燒性能指標之一:煙點的測定

來源:北京中科三研科技有限責任公司   2013年10月24日 09:16  

 煙點的測定方法采用GB/T382《煤油煙點測定法》。該方法適用于側(cè)定燈用煤油和噴氣燃料的煙點。

      l.方法原理
    煤油無煙火焰是在煤油無煙火焰高度測定器(俗稱煙點儀,煤油煙點測定儀zk17-382)中進行測定的。在儲油器內(nèi)加人1OmL試油,它借燈芯的毛細管作用,在室溫下放置規(guī)定時間后,吸上芯端,揮發(fā)成可燃氣體,點燃時既燃燒。空氣是從對流室平面周圍的小孔進人,在火焰周圍的空氣是比較熱的,熱空氣與燃氣一起上升,從煙道排出。由于燃燒室前面的玻璃窗測定時是蓋嚴的,空氣上升后不會散開,它里面所含的氧氣就和燈芯上揮發(fā)出來的煤油蒸氣混合,點燃后便發(fā)出紅黃色有光的火焰。
    儲油器的位置通過調(diào)節(jié)螺旋是可以上升下降的。當儲油器上升到一定程度,從煙道上即可發(fā)現(xiàn)有火焰冒黑煙,這是燃燒不*的結(jié)果。烴類和氧作用,實際上可認為烴類先分解成碳和氫,燃燒時再分別和氧化合。如果分解出來的碳較多,來不及和氧化合,便升到火焰上面,那里的溫度低,周圍氧氣又供應不夠,使芯端上的煤油不能*燃燒,所以看到冒煙了。這種黑煙其實就是沒有和氧化合的碳粒。當把儲油器及燈芯位置往下降,使芯端低于對流室平面燃燒管口,沿燈芯吸上芯端的煤油就離火焰遠一些。它要揮發(fā)成可燃氣體,連同對流室平面周圍通氣孔進人的空氣一起上升。在上升這段時間里,空氣與煤油蒸汽混合得較均勻,使可燃氣體有足夠的氧氣去供它燃燒。這樣,火焰里的微細紅熱炭粒,只使火焰顯示黃色光亮,而不至于冒黑煙。把觀察到的大無煙火焰,從標尺中讀出其毫米高度,即得出結(jié)果。
    2.方法概要
    先取一定量的試油注人儲油器中,點燃燈芯。試油在標準燈內(nèi)燃燒,火焰高度的變化反映在毫米刻度尺背景上。測量時把燈芯升高到出現(xiàn)有煙的火焰,然后再降低到煙尾剛剛消失的一點,這點的火焰高度即為試樣的煙點。
通過煙點測定儀檢測煤油煙點時典型的火焰形狀,如下圖所示:


    3.測定注意事項
    (1)選擇質(zhì)量過硬的檢測產(chǎn)品是至關(guān)重要的,其中的燈芯也是影響測試結(jié)果的重要因素,建議選用羽通公司生產(chǎn)的煙點測定儀YT-382,以保證測試結(jié)果的正確。
    (2)取樣時應把試樣保持到室溫,但不能加熱,如果發(fā)現(xiàn)試樣有霧狀或雜質(zhì),則用定量濾紙過濾。
    (3)燈芯裝人燈芯管中后,如果燈芯有卷曲的地方,應仔細地將其捻平,并須重新將其上端用試樣潤濕。
    (4)在仲裁試驗時,必須使用新的燈芯進行試驗。
    (5)讀火焰高度時為了消除視差,觀察者的眼睛應傾斜到中心線的一邊,以便在標尺的白色垂直線的一邊能夠看見反射影,而在另一邊能夠看見火焰本身。
    (6)在觀察燈芯呈現(xiàn)油煙的現(xiàn)象時,可在煙道的后上方襯上一張白紙或不透明的白色板。
    (7)把燈具垂直放在一個*避風的地方,仔細檢查每個新燈,確保平臺內(nèi)空氣孔和貯油器引人空氣的導口干凈、暢通和具有正確的尺寸。平臺的位置應該使空氣孔*不受阻礙。

煙點又稱無煙火焰高度。是指油料在一個標準燈具內(nèi),于規(guī)定條件下作點燈試驗,燈芯燃燒時所能達到的無煙火焰的大高度,單位mm,煙點是衡量噴氣燃料和燈用煤油燃燒是否*和生成積炭傾向的重要指標之一。
    通常用煙點來衡量燃料生成軟積炭的傾向。航煤在燃燒過程中,在高溫部位形成的積炭是燃料高溫縮聚的產(chǎn)物,質(zhì)地脆而硬,H/C比較低,稱為硬積炭(類似油焦的物質(zhì))。在低溫部位形成的積炭,質(zhì)地松軟,H/C比較高,稱為軟積炭。這種H/C比相對較高的軟積炭是炭黑、煙炱(tai:煙氣凝積而成的黑灰俗稱“煙子”或“煤子”)、以及燃料中高沸點餾分在燃燒過程縮聚生成的重質(zhì)烴類混合物。積炭的生成與燃料的烴類組成有關(guān),H/C比越小的烴類生成積炭的傾向越大。各種烴類生成積炭的傾向為:雙環(huán)芳烴>單環(huán)芳烴>帶側(cè)鏈芳烴>環(huán)烷烴>烯烴>烷烴。通常煤油中烴類的無煙火焰高度有如下的數(shù)據(jù)關(guān)系:烷烴煙點約30-40mm;環(huán)烷烴煙點約12-24mm;芳香烴煙點約達到18mm。產(chǎn)品規(guī)格中要求航空煤油煙點不小于25mm,燈用煤油煙點不小于20mm。要使煙點合格,就要控制燃料的烴類組成和餾分組成。芳烴特別是雙環(huán)及多環(huán)芳烴及膠質(zhì)的含,對煙點影響大。不飽和烴含量增加、油料變重都會使煙點值變小。因此,產(chǎn)品規(guī)格中除限制煙點外還限制芳烴含量,航煤≯20%,燈煤≯10%。但燈煤中保留少量芳烴,燃燒后產(chǎn)生的炭粒可增加燈焰的亮度。
    煙點對于衡量噴氣燃料燃燒是否*和生成積炭傾向有重要的意義,同時也是控制燃料中有適當?shù)幕瘜W組成,以保證燃料正常燃燒的主要質(zhì)量指標。積炭的生成對發(fā)動機的正常運行有著極大的危害。若噴嘴上生成積炭,則能破壞燃料霧化效果,使燃燒狀況惡化,加速火焰筒壁生成更多的積炭,而產(chǎn)生局部過熱,導致筒壁變形甚至破裂;若點火器電極生成積炭,則會出現(xiàn)電極間“連橋”而無法點火啟動;積炭如果脫落下來,隨燃氣進人燃氣渦輪,會損傷渦輪葉片。上述情況都會給發(fā)動機造成嚴重事故。噴氣燃料的煙點與噴氣式發(fā)動機燃燒室中生成的積炭覺有密切的關(guān)系。燃料的煙點越低,生成的積炭量越多,當煙點高度超過25-30mm以后,其積炭生成量會降到很小的值。

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