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石油產品燃燒性能指標之一:煙點的測定

來源:北京億百萬電子有限公司   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。在儲油器內加人1OmL試油,它借燈芯的毛細管作用,在室溫下放置規定時間后,吸上芯端,揮發成可燃氣體,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出來的煤油蒸氣混合,點燃后便發出紅黃色有光的火焰。
    儲油器的位置通過調節螺旋是可以上升下降的。當儲油器上升到一定程度,從煙道上即可發現有火焰冒黑煙,這是燃燒不*的結果。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)選擇質量過硬的檢測產品是至關重要的,其中的燈芯也是影響測試結果的重要因素,建議選用羽通公司生產的煙點測定儀YT-382,以保證測試結果的正確。
    (2)取樣時應把試樣保持到室溫,但不能加熱,如果發現試樣有霧狀或雜質,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)在觀察燈芯呈現油煙的現象時,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,于規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物,質地脆而硬,H/C比較低,稱為硬積炭(類似油焦的物質)。在低溫部位形成的積炭,質地松軟,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烴類混合物。積炭的生成與燃料的烴類組成有關,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:雙環芳烴>單環芳烴>帶側鏈芳烴>環烷烴>烯烴>烷烴。通常煤油中烴類的無煙火焰高度有如下的數據關系:烷烴煙點約30-40mm;環烷烴煙點約12-24mm;芳香烴煙點約達到18mm。產品規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。芳烴特別是雙環及多環芳烴及膠質的含,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,產品規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的化學組成,以保證燃料正常燃燒的主要質量指標。積炭的生成對發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。上述情況都會給發動機造成嚴重事故。噴氣燃料的煙點與噴氣式發動機燃燒室中生成的積炭覺有密切的關系。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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