氣體燃料——天然氣和液化石油氣

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表2-5? 汽車用壓縮天然氣技術(shù)要求

項目	質(zhì)量指標	試驗方法
高位發(fā)熱量/(MJ·m^-3)	＞31.4	GB/T 11062
硫化氫(HS)含量/(mg·m^-3)	＜20	GB/T 11060.1或GB/T 11060.2
總硫(以硫計)含量/(mg·m^-3)	＜270	GB/T 11061
二氧化碳(CO₂)含量(V/V)/%	＜3.0	SY/T 7506
水露點	低于最高操作壓力下最低環(huán)境溫度5℃	SY/T 7507(計算確定)
注：1.為確保壓縮天然氣的使用安全，壓縮天然氣應有特殊氣味，必要時加入適量加臭劑，保證天然氣的濃度在空氣中達到爆炸下限的20%前能被察覺。 ??? 2.氣體體積為在101.325kPa，20℃狀態(tài)下的體積

表2-6? 汽車用液化石油氣技術(shù)要求

項目	質(zhì)量指標		試驗方法
項目	車用丙烷	車用丙丁烷混合物	試驗方法
37.8℃蒸氣壓(表壓)/kPa不大于	1430	1430	GB/T 6 602^①
組分ф/% 丙烷??? ????????不小于丁烷及以上組分?不大于戊烷及以上組分?不大于丙烯??? ????????不大于	? — 2.5 ? 5	? 60 — 2 5	SH/T 0230
殘留物/ml 100ml蒸發(fā)殘留物，不大于油漬觀察	? 0.05 通過	? 0.05 通過	SY/T 7509
密度(20℃或15℃)/(kg·m^-1)	實測	實測	SH/T 0221^②
銅片腐蝕/級??? 不大于	1	1	SH/T 0232
總硫含量ω/×10^-6? 不大于	123	140	SY/T 7508
游離水	無	無	目測
注：① 蒸氣壓允許用GB/T 12576方法計算，但在仲裁時必須用GB/T 6602測定。 ??? ② 密度允許用GB/T 12576方法計算，但在仲裁時必須用SH/T 0221測定

? ??燃料的熱值是指單位燃料在量熱計中燃燒后測得的熱量。由于燃料燃燒產(chǎn)物中的H₂O在冷凝過程中放出的潛熱，包括在量熱計所測的數(shù)值中，所以測出的數(shù)值稱為高熱值。這部分潛熱在發(fā)動機中是無法利用的，因此要將這部分熱量從高熱值中減去，把燃料在氣缸中燃燒后發(fā)出的有效熱量稱為低熱值。在計算天然氣(液化石油氣)燃料的發(fā)熱量時要按低熱值計算。各種烴的低熱值均可在有關(guān)資料中查得。單位質(zhì)量氣態(tài)烴所測得的熱值相差不太多。CH₄的熱值稍多些，隨著碳數(shù)的增加熱值略有減少。由于氣體燃料用容積作單位便于計量，而碳數(shù)少的烴比重小，所以按單位體積計量的熱值就比較低。

??? 氣體燃料是各種輕烴的混合物，所以天然氣的熱值可以用下式計算：

??? H_u=∑r_i×H_ui/1OO

式中H_u——天然氣的低熱值(kJ/m³)；

??? H_ui——第i個可燃組分的低熱值(kJ/m³)；

??? r_i——第i個可燃組分的容積(或摩爾)百分數(shù)(%)。

??? 由于各個天然氣燃料的產(chǎn)地、氣候等的條件不同，因此氣體燃料的成分有一定的變化，利用上式可以計算出總的氣體燃料的低熱值。

三、天然氣、液化石油氣的燃料特點

? ??天然氣和液化石油氣做為內(nèi)燃機燃料有以F特點：

? ??(1) 天然氣的體積低熱值和質(zhì)量低熱值略高于汽油，但理論混合氣熱值要比汽油低?甲烷含量愈高，相差越大，純甲烷理論混合氣熱值比汽油低10%左右；液化石油氣界于天然氣和汽油之間。

??? (2) 抗爆震性能高?天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的研究法辛烷值為130，具有高的抗爆震性能。據(jù)國外研究：燃用天然氣的專用型發(fā)動機應采用的合理壓縮比為12，允許壓縮比可達15，具有采用提高壓縮比的方法，從而大幅度提高汽車的動力性、經(jīng)濟性的潛力。液化石油氣的辛烷值在100～110范圍內(nèi)。

??? (3) 混合氣發(fā)火界限寬?天然氣與空氣混合后的工作混合氣具有很寬的發(fā)火界限。其過量空氣系數(shù)的變化范圍為0.6～1.8，可在大范圍內(nèi)改變混合比提供不同成分的混合氣。通過采用稀薄燃燒技術(shù)，可進一步提高汽車的經(jīng)濟性和環(huán)保效益。

??? (4) 天然氣和液化石油氣比汽油著火溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，因此需要較高的點火能量。

??? (5) 天然氣和液化石油氣是比汽油更“清潔”的燃料?由于天然氣和液化石油氣燃燒溫度低，NO_x生成少；與空氣同為氣相，混合均勻，燃燒較完全，CO和微粒的排放極低。采用天然氣一柴油雙燃料工作，煙度值很低，約是純柴油的1/10左右，幾乎呈無煙狀態(tài)運行。未燃燒甲烷等成分性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣中不會形成有害的光化學煙霧。但是其對大氣溫室效應影響比CO₂嚴重，應在內(nèi)燃機缸內(nèi)燒掉或選用新的催化劑在機外處理，這是當前應研究解決的主要問題。