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

　　ICS 29. 160.40 K 59

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　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

　　Reciprocatinginternalcombustion gasgeneratingset—

　　Classification and constituentanalysisofgasfuels

　　2016-12-13发布 2017-07-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33347—2016

　　GB/T 33347—2016

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国电器工业协会提出 。

　　本标准由全国往复式内燃燃气发电设备标准化技术委员会(SAC/TC372)归 口 。

　　本标准起草单位 : 中国石油集团济柴动力总厂 、河南柴油机重工有限责任公司 、济南柴油机股份有限公司 。

　　本标准主要起草人 :俞晓艳 、许传国 、王令金 、李全武 、朱海丽 、杨赛青 、刘丕人 、任晓辉 。

　　往复式内燃燃气发电机组

　　气体燃料分类及组分分析方法

　　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 gasfuel

　　能作为内燃机燃料的可燃气体 。

　　3.2

　　天然气 naturalgas

　　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 coalminemethane;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 refininggas

　　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 cokeoven 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 oilshalegas

　　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 coalgas

　　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 biomasspyrolysisgas

　　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 stoichiometricair/fuelratio

　　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 lowercalorificvalue

　　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。

　　表 1 气体燃料质量要求

　　表 1 (续)

　　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

　　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 。

　　ri …………………………( 1 )

　　式中 :

　　ri — 气体燃料中各组分体积分数 ;

　　Vi— 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 。

　　Af ri ·Afi - ro/0. 21 … … … … … … … … … …

　　式中 :

　　Af — 气体燃料理论空燃比 ;

　　Afi— 气体燃料中可燃组分的理论空燃比 ;

　　ro — 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 。

　　Hu ri · Hi …………………………( 3 )

　　式中 :

　　Hu — 气体燃料低热值 ,单位为千焦每立方米(kJ/m3 ) ;

　　Hi — 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 。

　　Hum …………………………( 4 )

　　式中 :

　　Hum — 混合气低热值 ,单位为千焦每立方米(kJ/m3 ) ;

　　Vair — 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 ) 。

　　8.4 烟气量

　　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 。

　　Vf ri ·Vfi rj

　　式中 :

　　Vf — 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 ) ;

　　Vfi— 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 ) ;

　　rj — 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 。

　　Vfλ =Vf + (λ- 1) ·Af …………………………( 6 )

　　式中 :

　　Vfλ— 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 。

　　ri ·ρi …………………………( 7 )

　　式中 :

　　ρ— 燃气密度 ,单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　ρi— 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 ) 。

　　附 录 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。

　　表 A. 1 典型气体燃料的组分和低热值

　　附 录 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。

　　表 B. 1 典型单一气体主要特性