不同参比条件之间天然气物性值的换算系数

根据ISO13443,主要介绍了在不同参比条件下,天然气的体积、密度、相对密度、压缩因子、高位发热量、低位发热量和沃泊指数的换算系数和换算公式,并通过验算,表明ISO13443给出的换算系数和换算公式相互间是一致的.     

一种用于测定天然气发热量的声光关联法

目的 介绍一种利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法,以便国内天然气质量检测和能量计量工作者与企业能更有效地开展该方法的研究和标准化,同时也为天然气发热量测定方法提供更多样性的选择。方法 在对比分析各种天然气发热量测定方法和相关标准优缺点的基础上,介绍了利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法原理,并分析了一组气体标准物质采用气相色谱法和介绍的关联法测定获得的发热量数据。结果 利用声速和可见光光谱关联测定的天然气发热量测定值与按GB/T 11062-2020《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》的计算值一致性较好,对6种模拟天然气的二元气体标准物质,相对偏差在0.03%～0.42%之间;对5种模拟天然气的多元(最多14个组分)气体标准物质,相对偏差在-0.45%～0.38%之间。结论 初步验证了利用声速和可见光光谱关联法测定天然气发热量的可行性。该方法具有1 s内可获得多个数据、与流量测量同步、测量不受气体组分的限制和H₂影响的特点和优势。建议进一步开展准确度、测定范围、精密度以及现场应用的研究,并适时建立标准方法、发热量直接燃烧0级测...     

LNG接收站发热量调整方案研究

为实现LNG接收站外输气与山东省天然气管网的燃气互换,提出了采用注入液氮的方式进行发热量调整。通过对比分析,将注氮口设计在高压外输泵出口管线上,该方案与加注氮气方式相比成本更低、功耗更小;然后采用PROII分别模拟计算出3种限制工况下燃气的高位发热量与沃泊指数,确定高压泵出口管道液氮注入比例范围为6.45~7.52tLN2/100tLNG;最后,以接收站年外输量100×104 t为基础,给出了整个发热量调整方案需新增的主要设备及其相关参数。可为LNG接收站发热量调整方案的设计提供借鉴与参考。     

天然气部分预混燃烧一次空气系数与燃烧器头部温度关系的模拟仿真与实验研究

针对部分预混燃烧过程一次空气系数变化的研究,很少涉及燃烧器头部温度变化的影响,利用ICEM CFD对部分预混燃烧器进行建模,通过模拟仿真计算不同天然气组分在不同燃烧器温度情况对引射一次空气系数的影响,并结合实验测试,对比模拟仿真结果和实验测试结果,明确燃烧器头部温度与部分预混引射一次空气系数之间的变化关系。模拟结果符合随着天然气沃泊指数的增加大气式燃烧器引射一次空气系数降低的变化规律,一次空气系数实验测试值与模拟值偏差在±0.02之内。当燃气发生置换时,一次空气系数的变化不仅与沃泊指数成反比,同时也受燃烧器头部温度的影响,应在现有一次空气系数计算公式基础上对其进行温度修正。当贫气置换富气时,建议对一次空气系数变化的温度修正系数k取值1.1;反之,当富气置换贫气时,建议温度修正系数k取值0.9;气质相近的两两置换,无需进行温度修正。     

二甲醚掺混低发热量煤层气混合气体的互换性研究

国内天然气产量虽然增长迅速,但仍然满足不了急剧增长的消费率,补充非常规天然气,对于缓解国内天然气短缺、优化能源结构尤为重要.中国煤层气资源丰富,但利用率极低,尤其是低发热量煤层气,因其甲烷浓度达不到直接利用的要求,不得不排入大气中,造成巨大的能源浪费.分别通过AGA和Weaver指数法研究了不同二甲醚掺混比例下低发热量...     

天然气低NO_x燃烧技术研究及应用

介绍了天然气燃烧过程中快速型NOx和热力型NOx的形成机理和影响因素,以及目前几种常用的低NOx的燃烧技术及其特点。在讨论天然气低NOx燃烧器的研制时,提出利用CFD数值模拟技术流体分析软件对燃烧过程中的NOx进行数值模拟,并和实验相结合,是今后低NOx燃烧技术发展的方向。     

刍议GB 18047的修订（二）——兼论对新版ISO 15403的认识

根据2006年发布的新版ISO15403及其技术报告ISO／TR15403有关内容,对强制性国家标准GB18047—2000《车用压缩天然气》的修订提出如下建议：①在第1章（范围）中增加阐明制定此标准的目标与目的的内容;②将水露点指标修订为水含量指标;③取消高位发热量指标;④修订5．6节对沃泊指数的表述,重新编制附录B,并更名为“沃泊指数范围”;⑤重新编制附录A,增加抗爆性能、AVL法计算甲烷值和EN589法计算LPG辛烷值等内容。     

空气过剩系数对瓦斯燃烧器燃烧和NOx排放性能影响的三维模拟计算

以某公司一种瓦斯燃烧器为几何模型,对燃烧器和稳焰锥附近的复杂结构未作简化,以实际瓦斯气为燃料,用标准的k-ε湍流模型、双δPDF气相燃烧模型和蒙特卡洛辐射传热模型对燃烧器的流动及燃烧性能进行全尺寸数值模拟,得到燃烧器内温度分布、火焰长度和NOx浓度分布,计算结果表明空气过剩系数对火焰温度、火焰长度和NOx的生成量具有显著的影响,NO的生成量主要与温度分布和氧气浓度的分布有关.     

基于运行仿真的多气源环状管网能量计量方法研究

目的 天然气能量计量的对象是其完全燃烧后产生的总热量,通常采用体积计量值与体积发热量相乘的方法确定天然气的能量值,而体积发热量取决于天然气的组成,即天然气中各组分的摩尔分数。多气源管网中天然气的组成通常随空间位置和时间变化,故管网的每个计量站都需要确定不同时刻输入或输出本站的天然气的体积发热量。国内长输管道的A级计量站均配置了在线气相色谱仪,可以分析天然气发热量,B级和C级计量站可使用仿真方法为天然气发热量赋值,从而降低配置气相色谱仪的投资与运行维护费用。方法 依据面向能量计量的管网仿真理论基础,针对某多气源环状管网,分别使用TGNET和SPS仿真软件建立了具有天然气组分跟踪与发热量计算功能的运行仿真模型。为提高仿真结果准确性,基于历史运行数据校准了仿真模型的管段输气效率这一关键参数。结果 分别应用TGNET和SPS模型对该管网持续48 h的历史运行过程进行了动态仿真,TGNET模型的发热量仿真结果与历史记录值的偏差在0.3%以内。结论 基于运行仿真的多气源环状管网能量计量是一种可行的方法,研究成果为国内天然气能量计量的实施和推广提供了一种可操作的方法。     

掺混比对异丁醇-柴油混合燃料性能的影响

在1台增压中冷高压共轨柴油机上,试验探讨了异丁醇-柴油不同掺混比的混合燃料对发动机燃烧过程及性能的影响。结果表明:相同负荷率下,掺混异丁醇降低了燃料热值,发动机燃油消耗率增加;柴油掺混异丁醇后,含氧量增加,可有效抑制碳烟排放,但十六烷值降低。重型柴油机稳态测试循环(ESC-13工况)加权比排放测试发现,掺混10%异丁醇的柴油燃烧产生的微粒比排放最低;同转速小负荷工况下,加大异丁醇掺混比后,混合燃料增高的汽化潜热和低十六烷值共同引起滞燃期延长,使缸内温度降低,CO、HC及微粒排放增加;而大负荷工况下缸内燃烧高循环热量可有效抑制这一趋势,除NOx排放外,其余有害物比排放降低。     

大型燃气乙烯裂解炉燃烧过程的优化模拟

采用CFD-FLUENT软件建立了乙烯裂解炉炉膛模型,并按照裂解炉实际运行工况,将内燃机清洁燃烧概念,即富氧和烟气再循环引入到炉膛燃烧计算中,计算不同富氧率下燃料气体的放热量和不同烟气再循环率下NO_x的分布。结果表明,使用烟气再循环可以有效降低NO_x排放,但对燃料燃烧温度以及燃料燃尽率有影响,而利用富氧燃烧可以提高炉内燃料的燃烧放热量,但却增加NO_x排放,而使得锅炉排放恶化;采用适宜的富氧率和烟气再循环率,可以达到节能减排的目的。     

Combustion of petroleum residue in a batch type fixed bed reactor

Combustion is a highly efficient technology for energy conversion of biomass materials, municipal wastes, and fossil fuels. In this study, combustion tests of two petroleum residues (P1, P2) in a batch type fixed-bed reactor were presented for different operating conditions. The effects of air flow rate (50–70 L/min) on the combustion parameters (gas temperature and carbon conversion) were performed. Additionally, the influence of fuel flow rate on the environmental characteristics (NO_x emissions) was evaluated. The experimental results demonstrated that air flow rate is the most important factor in the process; a higher air fuel rate contributed to higher NO_x emissions and gas temperature. It also was found that the NO_x emissions increase dramatically when the air flow rate increases.     

加氢进料燃烧炉运行优化研究

为了解决加氢进料燃烧炉排气温度偏高的问题,通过建立数据模拟模型,分析了加氢进料燃烧炉入口燃料气流量、空气流量、低压蒸汽流量、上游尾气流量等因素对加氢进料燃烧炉出口温度、H_2摩尔分数以及炉内流场的影响,得出最佳工艺优化方案。并通过现场应用得出,加氢进料燃烧炉出口温度明显降低,燃料气用量也有所降低。在解决加氢进料燃烧炉出口温度偏高的同时,实现了节能降耗的目的,为国内同类加氢进料燃烧炉的研究提供了借鉴。     

天然气掺混氢气在家用燃气具上燃烧的安全性及排放性能测试与评价

面对日益严峻的能源短缺和环境恶化问题,氢能作为绿色、高效且具有可持续性的柔性二次能源被广泛关注和研究。借鉴欧洲的电转气技术(power to gas),将可再生能源电解制成氢气后,以一定比例掺入到天然气管网中供给居民使用,被认为是改善城镇燃气质量与烟气排放的有效途径之一。因此,基于互换性理论分析了掺氢天然气作为家用燃气具燃料的掺氢比例,并基于12T基准天然气测试与验证了掺氢天然气在家用燃气具上燃烧的安全性能与排放性能。研究结果表明:①掺氢比例体积分数不应高于20%;②掺氢天然气在家用燃气具中燃烧的点火率、火焰稳定性与烟气排放性能全部合格,未发现安全性问题;③家用燃气具的烟气排放指标满足标准要求,并且随着氢气的体积分数增加,烟气中CO与NO_x排放量有所降低。     

浸没燃烧天然气加热装置燃烧室设计优化

浸没燃烧天然气加热装置是一种新型天然气加热装置,通过理论分析计算与数值模拟实验研究的方法,并结合实际装置运行情况,对装置燃烧室进行优化设计,给出该类型燃烧室设计结构及运行工况的优化参数。结果表明:①综合考虑过剩空气系数对NO_x、CO排放以及烟气出口温度的影响,过剩空气系数建议取1.4;②在浸没式燃烧-圆筒形金属纤维燃烧器的燃烧室设计中,建议烟气流动空间设计流速取值不高于5 m/s。      

氧化吸收工艺再生SO2返回天然气净化厂二级Claus工艺的模拟研究

针对氧化吸收工艺应用于天然气净化厂Claus尾气减排的情况,利用VMGSim软件模拟了该工艺脱除Claus尾气中SO_2并返回二级Claus工艺的过程,阐明了不同的SO_2返回位置对硫回收率及主燃烧炉温度的影响,并提出了应对措施,可为氧化吸收工艺在天然气净化厂的应用提供重要参考。     

油页岩干馏残渣流化床燃烧过程中污染物排放控制特性

在一台小型鼓泡流化床燃烧实验台上,考察抚顺油页岩干馏残渣污染物排放特性;同时采用炉内石灰石脱硫技术和天然气再燃脱氮技术,考察石灰石添加量对油页岩干馏残渣脱硫效率和燃烧稳定性的影响,以及天然气再燃对脱氮效率和飞灰未燃碳含量的影响.结果表明:随着流化床床温的升高,SO2和NO质量浓度均单调增加;当床温为800、850和90...     

氧化吸收工艺对天然气净化厂延伸克劳斯装置影响的模拟研究

针对氧化吸收工艺应用于天然气净化厂克劳斯装置尾气减排的情况,利用VMGSim软件建立模型,模拟了氧化吸收工艺吸收并再生的SO_2返回某延伸克劳斯装置的过程,阐明了不同的SO_2返回位置对该延伸克劳斯装置硫回收率及主燃烧炉温度的影响,提出了应对措施,可为氧化吸收工艺在天然气净化厂延伸类克劳斯装置上的应用提供参考。     

H2S废气反应炉燃烧数值模拟

针对某炼油化工厂H_2S反应炉设计的不同结构的燃烧器进行三维数值模拟,研究了不同燃烧器结构参数、燃料气成分与分配比例、反应炉花墙结构等因素对炉内流动与燃烧的影响,并确定了合理的燃烧器结构。结果表明:原始燃烧器结构下,单烧酸性气工况时,降低内圈酸性气比例有利于H_2S的完全燃烧,炉膛出口烟温有所提高;优化后的燃烧器结构较原始结构下,增强了内圈酸性气与空气的混合,更有利于H_2S气体的燃烧;反应炉内花墙结构能造成炉膛内烟气回流,提高了烟气的停留时间,有利于H_2S气体的燃烧完全;掺烧天然气工况较单烧酸性气工况,炉内燃烧变差。     

页岩气燃烧器燃烧特性的数值模拟

研究页岩气的清洁燃烧特性并设计优化其燃烧器对页岩气的推广应用具有重要意义。根据页岩气的特点,设计了供小型工业炉使用的200 kW页岩气燃烧器,采用数值模拟的方法,研究了过量空气系数（1.05～1.35）、钝体等对页岩气燃烧的温度分布、燃烧产物、NO排放等特性的影响规律。结果表明：①随着过量空气系数增大,炉膛的峰值温度降低;②过量空气系数较大时,容易在燃烧器根部形成高温区域;③未加装钝体时,NO的生成量较大,NO的生成量随过量空气系数的增加而减小;④在燃气管出口处增加钝体后,可实现甲烷的完全转化;⑤与未加装钝体相比,炉膛温度峰值下降,钝体后形成回流区,回流的高温烟气能够有效预热喷出的燃气,减少了着火时间,温度分布较均匀,燃烧状况稳定,产生的NO浓度较低。综合考虑的结论认为,增加钝体优化后的燃烧器,当过量空气系数为1.25时的工况性能最优。