[实用新型]一种燃烧法燃气热值测量装置的配气系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高准确度燃烧法燃气热值测量技术，具体为燃烧法燃气热值测量装置的配气系统。

背景技术

非连续工作式的定压燃烧热值测量技术通过燃气消耗量和吸热介质温升测量来获得燃气热值，由于质量和温度测量都可以达到很高的精度，采用这种方法进行燃气热值测量可以达到很高的准确度，一般用于国家燃气热值计量标准装置和实验室精确测量燃气热值的场合。这项技术最早由Rossini在1931年提出，是一种非连续式工作的开放火焰燃气热值测量方法。这种方法中，燃烧室和热交换器都置于水浴容器中，一定量的燃气在燃烧室内燃烧产生的热量传递到燃烧室周围的水中，使得水的温度升高。通过测量该温升可以获得燃气的热值。为了尽量使水浴容器处于绝热环境中，在其外侧还有一个充满水的夹套，而在水浴容器和夹套之间是绝热材料或空气夹层。

Rossini型燃气热值测量典型系统总体构成如图1所示，包括燃气热值测量主体容器及温控系统、燃气质量测量和配气系统、烟气成分检测系统和操控系统。燃气热值测量原理为：一定质量的燃气（如天然气约1g）送入燃烧室中进行缓慢定压燃烧，释放的热量全部由容器内的吸热介质（纯水）吸收，通过测量吸热介质的温升，可得到总发热量，燃气热值可由下式计算得到：

                             （1）

式中，——容器内吸热介质与燃烧室、搅拌器等的当量比热容；

——吸热介质的温升；

——燃气质量；

K——考虑系统散热等引起的热量修正。

理论上，燃烧反应物和生成物的温度应该保持一致，但是由于吸热介质吸热后温度升高，燃烧反应物和生成物温度不可能一样，因此应使吸热介质温升尽量小，温升一般3K。

为保证吸热介质与环境无热交换，理想情况是夹套温度（即环境温度）与吸热介质温度实时保持相同，但此方法很难实现，替代方法是采用恒温夹套的方法，保持传热边界温度恒定，修正吸热介质的向外传热量。实际测量中，对恒温夹套条件测量的温升曲线进行处理，计算得出绝热温升。图2显示了采用恒温环境替代绝热条件时典型的吸热介质（即水浴）温升曲线。工作的平均温度一般设计在25℃，温升为3K，则起始温度为23.5℃，结束温度为26.5℃。

关于燃气质量称重，由于实验测量所需气体的质量比较小（标准状态体积约为1.4L，质量约1g），盛放气体的容器的质量和体积又比较大，直接测量质量会产生较大的误差，因此需要通过比较法称重，且称重需要在恒温环境进行。另外，采用双球法消除环境温、湿度、大气压变化的影响，即消除空气浮力变化的影响，获得准确的燃气质量数据。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种燃烧法燃气热值测量装置的配气系统，分为燃气充气管路子系统和燃烧测量配气管路子系统，燃气充气管路子系统工作时，储气小球通过直通接头与充气管路相连，燃烧试验时储气小球通过直通接头与燃烧管路相连，所述燃气充气管路子系统包括燃气气瓶和真空泵，所述燃烧测量配气管路子系统包括氧气气瓶、氩气气瓶和燃烧吸热模块。

进一步的，所述储气小球下方设置参考球和质量天平。

进一步的，还包括多个位于所述充气管路和燃烧管路上的截止阀。

进一步的，还包括设置在燃烧管路上的多个调节阀（16，19，20）和相配合的流量计（17，18，21）。

进一步的，所述储气小球（12）选用65mm直径，0.3mm厚度的304不锈钢空心小球。

该燃烧法燃气热值测量装置按照温升曲线要求设计，实现供气管路的准确开通和关断，实现燃气-氧气-氩气的流量与比例调节，实现燃气消耗量的准确测量。

附图说明

图1是Rossini型高准确度燃气热值测量系统示意图；

图2 是恒温环境下的吸热介质温升曲线图；

图3 是本实用新型的燃烧法燃气热值测量装置的配气系统结构示意图；

图4是燃气充气管路子系统示意图；

图5是燃烧测量配气管路子系统示意图；

图中各附图标记含义：1-燃气气瓶，2-氧气气瓶，3-氩气气瓶，4-截止阀，5-截止阀，6截止阀，7-截止阀，8-真空泵，9-压力真空表，10-直通接头，11-截止阀，12-储气小球，13-参考球，14-质量天平，15-电磁阀，16-调节阀，17-流量计，18-流量计，19-调节阀，20-调节阀，21-流量计，22-预混器，23-电磁阀，24-气体输送管道，25-燃烧吸热模块。