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本文是学习GB-T 33347-2016 往复式内燃燃气发电机组 气体燃料分类及组分分析方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了往复式内燃燃气发电机组用气体燃料的术语和定义、基准状况、分类、质量要求、组分

分析方法及燃料特性计算。

本标准适用于往复式内燃燃气发电机组用气体燃料的分析。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 1883.1 往复式内燃机 词汇 第1部分:发动机设计和运行术语

GB/T 11060.1 天然气中硫化氢含量的测定 碘量法

GB/T 11060.4 天然气 含硫化合物的测定
第4部分:用氧化微库仑法测定总硫含量

GB/T 12208 人工煤气组分与杂质含量测定方法

GB/T 13610 天然气的组成分析 气相色谱法

NY/T 1700 沼气中甲烷和二氧化碳的测定 气相色谱法

3 术语和定义

GB/T 1883.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

气体燃料 gas fuel

能作为内燃机燃料的可燃气体。

3.2

天然气 natural gas

一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。

3.3

沼气 biogas

有机物质经过微生物厌氧消化和分解作用产生的一种以甲烷为主要可燃成分的可燃气体。

3.4

瓦斯 coal mine methane;CMM

煤矿(矿井)瓦斯的简称,是指生成并赋存在煤层中的以甲烷为主的混合气体。

3.5

炼化尾气 refining gas

原油炼制过程中产生的成分以烃类和氢气为主的可燃混合气。

3.6

焦炉煤气 coke oven gas

炼焦用煤在炼焦炉中经高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体。

GB/T 33347—2016

3.7

油母页岩气 oil shale gas

油母页岩矿石经过干馏加工,炼制页岩油的同时所得到的可燃气体。

3.8

发生炉煤气 produced coal gas

煤在发生炉中,缺氧状态下燃烧产生的可燃气体。

3.9

生物质(热解)气 biomass pyrolysis gas

生物质在受控贫氧条件下,发生热、裂解反应产生的可燃气体。

3.10

理论空燃比 stoichiometric air/fuel ratio

单位体积的燃气按燃烧反应方程式完全燃烧时所需的相同温度和压力下的空气量,单位为立方米
每立方米(m³/m³)。

3.11

低热值 lower calorific value

单位体积的燃气在空气中完全燃烧后燃烧产物被冷却至原始温度,且所有燃烧产物均为气态时所
释放出的热量,单位为千焦每立方米(kJ/m³)。

4 基准状况

基准状况如下:

——压力:101.3 kPa;

— 温度:20℃。

5 气体燃料分类

根据不同来源、工艺等情况,用于往复式内燃燃气发电机组的气体燃料主要分为:天然气、沼气、瓦
斯、炼化尾气、焦炉煤气、油母页岩气、发生炉煤气、秸秆气等。

6 气体燃料的质量要求

气体燃料进入燃气发动机前,进行适当预处理,以除去气体中的腐蚀性气体、水分和杂质,并可根据

需要进行调压。各项质量要求见表1。

1 气体燃料质量要求

项 目

质量要求

主要成分

应符合发动机制造厂产品技术文件的规定,典型燃气的主要成分及低热值参见附录A

低热值

压力与温度

应符合发动机制造厂产品技术文件的规定

焦油

不大于30 mg/m

——夏天时,不大于100×10²mg/m³;

— 冬天时,不大于50×10²mg/m³

GB/T 33347—2016

表 1 ( 续 )

项 目

质量要求

H₂S的含量不大于20mg/m³,要求总硫含量不大于200 mg/m³

不大于20 mg/m³

不含游离水。在机组入口最低运行气体温度、最高运行压力下,相对湿度不大于80%

固体杂质

固体杂质的粒度不大于5μm,杂质含量不大于30 mg/m³

7 气体燃料组分分析

根据不同气体的组分及燃料特性,各气体燃料组分分析方法按照表2执行。

表 2 气体燃料组分分析方法

燃气

组分分析

硫的测定

硫化氢的测定

天然气

GB/T 13610

GB/T 11060.4

GB/T 11060.1

沼气

NY/T 1700

GB/T 11060.4

GB/T 11060.1

瓦斯

GB/T 13610

GB/T 11060.4

GB/T 11060.1

炼化尾气

GB/T 12208

焦炉煤气

油母页岩气

发生炉煤气

生物质气

8 气体燃料特性计算

8.1 组分

气体燃料的各组分以体积分数表示,体积分数按式(1)计算。

style="width:0.9333in;height:0.61336in" /> (1)

式中:

r;—— 气体燃料中各组分体积分数;

V,—— 在一定压力和温度下气体燃料中各组分体积,单位为立方米(m³);

V— 相同压力和温度下气体燃料体积,单位为立方米(m³)。

气体燃料组分中典型单一气体在标准状况下主要特性参见附录B。

8.2 空燃比

气体燃料理论空燃比按式(2)计算。

style="width:3.58657in;height:0.4466in" /> (2)

style="width:2.01324in;height:0.6732in" />class="anchor">GB/T 33347—2016

式 中 :

A;— 气体燃料理论空燃比;

Ax— 气体燃料中可燃组分的理论空燃比;

r 。—— 气体燃料中氧气的体积分数。

8.3 低 热 值

8.3.1 气体燃料低热值

气体燃料低热值按式(3)计算。

…………………

(3)

式 中 :

H。 — 气体燃料低热值,单位为千焦每立方米(kJ/m³);

H,- 气体燃料中可燃组分低热值,单位为千焦每立方米(kJ/m³)。

8.3.2 混合气低热值

气缸内混合气低热值按式(4)计算。

style="width:1.7667in;height:0.6534in" />

…………… …………

(4)

式 中 :

Hm——

Var—

8.4 烟 气 量

混合气低热值,单位为千焦每立方米(kJ/m³);

相同状态下,气缸内每单位体积的气体燃料所对应的空气量,单位为立方米(m³)。

单位体积气体燃料与理论空燃比空气完全燃烧产生的烟气量按式(5)计算。

style="width:5.00005in;height:0.70004in" /> (5)

式 中 :

V:——
单位体积气体燃料按理论空燃比完全燃烧产生的相同状态下的烟气量,单位为立方米每立

方 米(m³/m³);

Vi—
相同状态下,气体燃料中单位可燃组分按理论空燃比完全燃烧产生的烟气量,单位为立方

米每立方米(m³/m³);

r;- 气体燃料中不可燃组分的体积分数。

单位体积气体燃料与过量空气燃烧产生的烟气量按式(6)计算。

Va=V:+(λ- 1) ·A …………… ……… (6)

式 中 :

Va—
单位体积气体燃料与过量空气燃烧产生的相同状态下的烟气量,单位为立方米每立方米

(m³/m³);

λ— 过量空气系数。

8.5 密 度

燃气密度按式(7)计算。

GB/T 33347—2016

style="width:1.68in;height:0.69322in" /> ………………………… (7)

式中:

p— 燃气密度,单位为千克每立方米(kg/m³);

p;——相同状态下,气体燃料中各单一组分密度,单位为千克每立方米(kg/m³)。

GB/T 33347—2016

A

(资料性附录)

典型气体燃料的组分和低热值

常见典型气体燃料的组分和低热值见表 A.1。

A.1 典型气体燃料的组分和低热值

名称

分子式

天然气

沼气

瓦斯

炼化

尾气

焦炉

煤气

油母页

岩气

发生炉

煤气

生物质

(裂解)气

甲烷

CH

86.9

58.4

39.73

13.5

21.48

4.54

2.3

2.32

乙烷

C₂H₆

4.2

1

0.67

13.1

1.28

乙烯

C₂H₄

14.5

丙烷

C₃H₈

3.5

2.39

丙烯

C₃H₈

12.7

正丁烷

n-C₄H₁₀

2.6

1.4

丁烯

C₁H₈

0.65

正戊烷

CsHi₂

1.1

0.7

氢气

5.84

58.32

9.5

13.5

12.3

一氧化碳

CO

1.04

8.14

2.74

28.6

22.5

氧气

0.2

8.52

1.45

0.37

1.28

0.4

1.4

氮气

0.7

50.65

27.3

2.79

62

49.8

48.98

二氧化碳

CO₂

0.6

39.7

0.43

4.46

8.9

17.9

48

12.5

低热值,kJ/m³

41209

21077

14697

39591

15032

3823

5894

50028

GB/T 33347—2016

B

(资料性附录)

燃气中典型单一气体在标准状态下主要特性

燃气中常见典型单一气体在标准状况(压力为101.325 kPa,
温度为0℃)下的主要特性数值见

表 B.1。

B.1 典型单一气体主要特性

名称

分子式

密度

kg/m³

低热值

kJ/m³

燃烧反应方程式

理论空燃比

m³/m³

理论烟气量

m³/m³

甲烷

CH₄

0.7174

35906

CH₄+20₂=CO₂+2H₂O

9.52

10.52

乙烷

C₂H₆

1.3553

64397

C₂H₆+3.5O,=2CO₂+3H₂O

16.66

18.16

乙烯

C₂H

1.2605

59477

C H+3O₂=2CO₂+2H₂O

14.28

15.28

丙烷

C₃H₈

2.0102

93240

C3H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O

23.80

25.80

丙烯

C₃H₆

1.9136

87667

C₃H₆+4.5O₂=3CO₂+3H₂O

21.42

22.92

正丁烷

n-C₄H₁₀

2.7030

123649

C₄H。+6.5O₂=4CO₂+5H₂O

30.94

34.44

异丁烷

i-C₁H₀

2.6912

122853

丁烯

C₄H₈

2.5968

117695

CH₈+6O₂=4CO₂+4H₂O

28.56

30.56

正戊烷

CsH₂

3.4537

156733

C.H₁₂+8O₂=5CO₂+6H₂O

38.08

41.08

氢气

0.0898

10786

H₂+0.5O₂=H₂O

2.38

2.88

一氧化碳

CO

1.2501

12636

C0+0.5O₂=CO₂

2.38

2.88

氧气

1.4298

氮气

1.2507

二氧化碳

CO₂

1.9768

硫化氢

H₂S

1.5392

23383

H₂S+1.5O₂=SO₂+H₂O

7.14

7.64

空气

1.2931

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