文章論述了城市燃?xì)饣Q性與燃具適應(yīng)性的定義和兩者之間的關(guān)系。討論了我國(guó)制定燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)的依據(jù)、燃燒勢(shì)的物理意義，以及燃?xì)夥诸悓?duì)燃具適應(yīng)性和燃?xì)饣Q性的影響。根據(jù)目前管道天然氣和液化天然氣成分的差異和多種天然氣用戶對(duì)氣質(zhì)的不同要求的新形勢(shì)，提出對(duì)燃?xì)饣Q性工作的看法與建議。

關(guān)鍵詞：燃?xì)饣Q性；燃具適應(yīng)性；燃?xì)夥诸?；燃燒?shì)

 

 

This paper discussed the definitions and relationship of gas interchangeability and flexibility of gas appliance. The foundation of gas category standards, physical and property of combustion potential were investigated. The effect of gas classification on both gas appliance flexibility and gas interchangeability were studied. Based on the component difference between natural gas and liquid natural gas and also different requirements of various natural gas consumers, this paper proposed some suggestions on gas interchanging work in practice. 

 

Key Words: gas interchangeability, flexibility of gas appliance, Gas classification, combustion potential

 

燃?xì)饣Q性是燃?xì)馐聵I(yè)關(guān)鍵技術(shù)之一。它與燃?xì)庠?、輸配系統(tǒng)、燃?xì)庠O(shè)備有緊密聯(lián)系。我國(guó)燃?xì)饨缫恢标P(guān)注此問題。早在上個(gè)世紀(jì)中已有燃?xì)饣Q性研究的階段成果，一些大城市也作過關(guān)于燃?xì)饣Q性的試驗(yàn)?？上н@些很好的工作沒有得到應(yīng)有的重視與支持，無奈停頓下來，使我國(guó)燃?xì)馐聵I(yè)落后于國(guó)際。近來有關(guān)專家傳遞了國(guó)外新信息，并引起協(xié)會(huì)領(lǐng)導(dǎo)的重視。在學(xué)習(xí)有關(guān)材料的基礎(chǔ)上，回憶過去走過的道路，對(duì)此課題提出粗淺的觀點(diǎn)。懇請(qǐng)燃?xì)馔逝u(píng)指正。

1. 燃具適應(yīng)性：開發(fā)燃具時(shí)，首先要決定使用某類燃?xì)?。根?jù)某類燃?xì)獾幕鶞?zhǔn)氣設(shè)計(jì)、生產(chǎn)后并按照基準(zhǔn)氣及界限試驗(yàn)氣的要求(包括壓力)調(diào)整檢驗(yàn)出廠。如果供應(yīng)的燃?xì)饩褪腔鶞?zhǔn)氣，此時(shí)燃具工作狀態(tài)最好。當(dāng)燃?xì)庑再|(zhì)(成分)發(fā)生變化時(shí)，其工作狀態(tài)必然改變。如果燃?xì)獬煞肿兓谀骋唤缦薹秶鷥?nèi)，它仍能保持正常工作。這就是燃具對(duì)燃?xì)獬煞肿兓倪m應(yīng)能力，稱其為燃具的適應(yīng)性。所謂正常工作即 “當(dāng)燃?xì)庑再|(zhì)有某些改變時(shí)燃具不加任何調(diào)整，其熱負(fù)荷、一次空氣系數(shù)和火焰特性的改變必須不超過某一極限，以保證燃具仍能保持令人滿意的工作狀態(tài)^[1]。”

2. 燃具適應(yīng)域：每個(gè)燃具都有一定的適應(yīng)能力。量化這個(gè)適應(yīng)能力，可以用燃具適應(yīng)燃?xì)獬煞肿兓姆秶鷣肀硎尽＿m應(yīng)燃?xì)獬煞肿兓姆秶Q其為燃具適應(yīng)域。適應(yīng)域的范圍越寬，表示燃具的適應(yīng)能力越強(qiáng)^[3]。

城鎮(zhèn)中占絕對(duì)多數(shù)的民用燃具是大氣式燃?xì)庥镁?。衡量大氣式燃?xì)庥镁哒９ぷ鞯闹匾闹笜?biāo)是：不發(fā)生離焰、回火、黃焰、煙氣中CO不超標(biāo)和不結(jié)碳等。影響這些現(xiàn)象的燃?xì)庑再|(zhì)是華白數(shù)與燃燒速度，以及燃具的構(gòu)造等。為了更具體顯示燃具適應(yīng)域，取一個(gè)以華白數(shù)Ｗ為縱坐標(biāo)，以燃燒速度S為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)圖。圖上的每一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，都代表具有W_i與S_i 性質(zhì)的燃?xì)?。各種單一的氣體(如CH₄、H₂、CO、N₂)都可以在圖上找到位置，當(dāng)然基準(zhǔn)氣O也有一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，見圖1。用一個(gè)燃具在不做任何調(diào)整的條件下，分別用基準(zhǔn)氣和CH₄、H₂及CO單一氣體混合配氣進(jìn)行試驗(yàn)，可以求得CO超標(biāo)曲線１、離焰曲線3及回火曲線2。圖1中１、２、３曲線圍成的范圍就是該燃具的適應(yīng)域。燃具的適應(yīng)域是代表燃具性能的重要指標(biāo)。嚴(yán)格地說燃具正常工作還包括不黃焰、不結(jié)碳等要求，需要用相應(yīng)的指標(biāo)來驗(yàn)證。但是一般來說，對(duì)于大氣式燃具，只要CO 過關(guān)，就很少產(chǎn)生黃焰和結(jié)碳的現(xiàn)象。不過天然氣中H₂含量多時(shí)，需要關(guān)注析碳。液化石油氣混空氣要注意黃焰現(xiàn)象。

 

1. 城市燃?xì)饣Q性：城市供應(yīng)的主要?dú)庠词浅鞘谢鶞?zhǔn)氣。實(shí)際供給的燃?xì)獾某煞植豢赡芤怀刹蛔?，尤其?dāng)城市燃?xì)庳?fù)荷達(dá)到高峰時(shí)，需要補(bǔ)充一些與基準(zhǔn)氣的性質(zhì)不同的燃?xì)狻＿@種代替基準(zhǔn)氣的燃?xì)獗环Q為置換氣。當(dāng)置換氣代替基準(zhǔn)氣時(shí)，“如果燃燒器(應(yīng)該是燃具)不加任何調(diào)整而能保證城市各種燃具正常工作，則表示置換氣對(duì)基準(zhǔn)氣而言有互換性”^[1]。所謂正常工作條件基本內(nèi)容與上述相同，當(dāng)置換氣是暫時(shí)性的，可適當(dāng)降低正常工作的要求，稱為非正常工作界限。

2. 城市燃?xì)饣Q域：一個(gè)城市有多種不同用途的燃具。每種燃具都有自己的燃具適應(yīng)域。將這些適應(yīng)域，集中在一個(gè)坐標(biāo)圖上(見圖2)，就可以得到中間斜線的燃?xì)饣Q域。城市供應(yīng)的燃?xì)獗仨氃谶@些燃具的適應(yīng)域的范圍內(nèi)?？梢娙?xì)饣Q域是受燃具適應(yīng)域制約的。其實(shí)互換性和適應(yīng)性的目的都是保證燃具正常工作，是一個(gè)事物的兩個(gè)方面。互換性是對(duì)城市燃?xì)庹f的；適應(yīng)性是對(duì)燃具說的。在討論時(shí)不要混淆。

 

3. 傳統(tǒng)互換性規(guī)定的燃具范圍：一個(gè)城鎮(zhèn)使用的燃具不止一種，應(yīng)該規(guī)定幾種有代表性的燃具，根據(jù)這些燃具的適應(yīng)域，確定燃?xì)饣Q域。傳統(tǒng)確定互換域的做法，是只考慮大氣式燃燒的燃具。因?yàn)槌鞘兄薪^大部分燃具屬于大氣式燃具。工業(yè)中有其他類型燃具不宜考慮。因?yàn)楣S企業(yè)有技術(shù)力量，可以采取措施解決互換性。另一方面它們?cè)诔鞘兄惺巧贁?shù)，考慮工業(yè)燃具可能會(huì)縮小互換域，使供氣操作困難并且不經(jīng)濟(jì)。例如法國(guó)的互換域，就是用9個(gè)熱水器、9個(gè)灶具、8個(gè)采暖器和一個(gè)洗滌器進(jìn)行試驗(yàn)得到的^[2]。這些燃具屬于大氣式。

每個(gè)國(guó)家使用的燃具是不一樣的；每個(gè)國(guó)家，甚至于每個(gè)城市都應(yīng)有自己的燃?xì)饣Q域。

   燃具適應(yīng)域和燃?xì)饣Q域的目的相同，都是為了使燃具工況穩(wěn)定，正常工作。彼此之間有密切的不可分割的關(guān)系。

1.       燃?xì)饣Q域是根據(jù)燃具適應(yīng)域確定的．各燃具的適應(yīng)域中共同的燃?xì)獬煞址秶趴梢詽M足供氣范圍中各種燃具要求。任何一種燃具的適應(yīng)域，必須覆蓋城市燃?xì)饣Q域，否則燃具就進(jìn)不去該燃?xì)饣Q域的市場(chǎng)。

2.       燃?xì)夤?yīng)單位應(yīng)掌握本地區(qū)的燃?xì)饣Q域。拒絕使用不符合互換性要求的燃具。應(yīng)該用互換域的邊界檢驗(yàn)燃具，合格后才允許進(jìn)入市場(chǎng)。

3.       在設(shè)計(jì)與調(diào)試燃具時(shí)，生產(chǎn)廠家有很多技術(shù)措施拓寬燃具的適應(yīng)域。適應(yīng)域?qū)挼娜季卟粌H可以擴(kuò)大銷路，還有利于城市供氣的調(diào)節(jié)。

4.       假設(shè)一個(gè)小城鎮(zhèn)(或某區(qū))使用單一類型的燃具，這樣就有可能使燃?xì)饣Q域和燃具適應(yīng)域重合。但是實(shí)際執(zhí)行的互換域，還需要根據(jù)氣源的條件確定。

5.       生產(chǎn)燃具的性能標(biāo)準(zhǔn)化(適應(yīng)域標(biāo)準(zhǔn)化)，有利于確定燃?xì)饣Q域，兩者配合好，將對(duì)整個(gè)燃?xì)庀到y(tǒng)獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

由此可見，燃具適應(yīng)性是基礎(chǔ)。使用適應(yīng)域窄小的燃具，會(huì)限制燃?xì)饣Q域，給供氣混輸帶來麻煩。生產(chǎn)廠家在精心設(shè)計(jì)與調(diào)試的基礎(chǔ)上可以拓寬燃具的適應(yīng)域，從而加寬燃?xì)饣Q性的范圍。

以上是根據(jù)國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的互換性的條件論述的 。

 

二. 判定燃?xì)饣Q性的方法

判定燃?xì)饣Q性的方法很多，基本上有兩大類：一為指標(biāo)法；另一為圖解法。

美國(guó)燃?xì)鈪f(xié)會(huì)(AGA)的判別法是典型的指標(biāo)計(jì)算法而德爾布的作圖法是最早被介紹到我國(guó)的方法。此外還有幾種方法已經(jīng)在不少的文章中論及，在此不再贅述。但是要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是各種方法都是根據(jù)本國(guó)燃具經(jīng)過大量試驗(yàn)總結(jié)出來的。由于各國(guó)使用的燃具的結(jié)構(gòu)與性能有所不同，因此這些方法只適用于本國(guó)的燃具。用國(guó)外判別式驗(yàn)證本國(guó)的燃?xì)饣Q性不宜只靠計(jì)算，需要經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證。

下面只討論對(duì)燃燒勢(shì)的理解和指標(biāo)法及圖解法的特點(diǎn)。

 

目前，對(duì)燃燒勢(shì)(Combustion Potential)CP有不同的理解。最可靠的解釋還應(yīng)該以德爾布博士在同濟(jì)大學(xué)講課的內(nèi)容為準(zhǔn)。上個(gè)世紀(jì)同濟(jì)大學(xué)請(qǐng)來德爾布先生來華講學(xué)，還印發(fā)了講課的講義^[2]。德爾布先生從大氣式燃燒的穩(wěn)定性講起，最后介紹了燃燒勢(shì)的產(chǎn)生過程。 德爾布的研究組，開始是使用的是以華白數(shù)為縱坐標(biāo)，燃燒速度為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)圖，經(jīng)過試驗(yàn)在此坐標(biāo)圖上點(diǎn)出回火、離焰和CO/CO₂超標(biāo)曲線(簡(jiǎn)稱CO曲線)。但是當(dāng)氣源發(fā)展到使用油制氣后，以燃燒速度為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)圖上得不到光滑的CO曲線，參見圖3(a)。圖中的a點(diǎn)沒有落在曲線1上。這是由于燃燒速度不能全面反映CO曲線的結(jié)果。為此需要一個(gè)能反映離焰、回火及CO曲線的參數(shù)(或指數(shù))來代替燃燒速度S。于是研究組通過大量試驗(yàn)整理出燃燒勢(shì)CP的公式。將CP 代替S后，得到光滑曲線(具體做法參考[2]、[4])。在W’-CP的圖3(b)中，a值落在曲線1上。說明燃燒勢(shì)，不僅反映了離焰、回火，同時(shí)還反映了CO曲線。這就是燃燒勢(shì)的物理背景^[3]。

因?yàn)槿紵俣葘?duì)互換域中的離焰、回火曲線有密切的關(guān)系，但對(duì)燃具的CO曲線影響相對(duì)較小。

CO曲線除受華白數(shù)影響外，火焰高度對(duì)其影響很大?；鹧娓叨仁苋紵俣扰c孔口氣流流速影響，氣流速度受氣流密度制約，即火焰高度=φ(燃燒速度，相對(duì)密度…) ^[2]。于是德爾布根據(jù)法國(guó)燃具的試驗(yàn)資料分析整理出一個(gè)與燃燒速度及火焰高度等因素有關(guān)的參數(shù)代替燃燒速度，并命名為燃燒勢(shì)，用CP符號(hào)表示。

德爾布整理得CP 的計(jì)算式為，

 

式中：C_mH_n---重碳?xì)浠衔镏械腃₂H₆、C₄H₁₀…等成分的體積百分?jǐn)?shù)，%；

       u、v、e---分別為各種校正系數(shù)，詳見參考文獻(xiàn)[2]；

       d ---燃?xì)庀鄬?duì)密度；

       H₂、CH_4、CO---- 燃?xì)庵械某煞值捏w積百分?jǐn)?shù)，%。

德爾布的工作非常細(xì)致，試驗(yàn)的工作量也非常大。為了能確切反映燃燒工況，考慮了燃?xì)怵ざ燃俺煞謱?duì)華白數(shù)的影響，最后用校正華白數(shù)W’做縱坐標(biāo)。CP的計(jì)算公式除考慮多種影響燃燒勢(shì)的因素u、v、e外，德爾布對(duì)CO前面的系數(shù)還有說明：當(dāng)燃?xì)庵蠧O成分大于30%時(shí)取0.7；一般情況下取 0.6。

綜上所述，對(duì)燃燒勢(shì)的認(rèn)識(shí)有以下幾點(diǎn) ：

 

1.燃燒勢(shì)(CP)是反映燃具燃燒狀態(tài)的燃?xì)馓匦詤?shù)。它既反映燃燒速度對(duì)離焰、回火的影響，同時(shí)還反映火焰高度對(duì)煙氣中CO含量的影響。燃燒勢(shì)不是燃燒速度。CP值與燃燒速度也不單純呈比例關(guān)系。這樣看來稱其為燃燒速度指數(shù)不是非常合適，也容易與韋弗燃燒速度指數(shù)相混^[3] 。

2.燃燒勢(shì)公式中的燃?xì)獬煞植捎玫膯挝徊皇前俜直榷前俜謹(jǐn)?shù)。從量綱上看，它也不是燃燒速度。

3. 燃燒勢(shì)不只與燃?xì)獾某煞钟嘘P(guān)，還受燃具的結(jié)構(gòu)影響。應(yīng)該用我國(guó)使用的燃具來確定燃燒勢(shì)公式中的各個(gè)系數(shù)。建議有關(guān)部門對(duì)理論性研究給以支持，做出適合我國(guó)的燃燒勢(shì)公式、燃具適應(yīng)域和燃?xì)饣Q域，從而適應(yīng)我國(guó)燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展^[3]。  

評(píng)價(jià)燃?xì)饣Q性的指標(biāo)法與作圖法各有特點(diǎn)。

(1)指標(biāo)法適用于直接判斷某種燃?xì)馀c基準(zhǔn)氣是否可以互換。

(2)指標(biāo)法具有多個(gè)項(xiàng)目的互換指標(biāo)。

(3)指標(biāo)法是靠指標(biāo)適應(yīng)極限值來表示互換域或適應(yīng)域。但比較局限，也不直觀 。

(4)目前的指標(biāo)法都是用本國(guó)典型燃具試驗(yàn)總結(jié)出來的公式，是在上個(gè)世紀(jì)完成的。是否適合近代的燃具(包括改進(jìn)后的大氣式燃具、全一次預(yù)混空氣燃具)有待驗(yàn)證。

(1)圖解法表示的適應(yīng)域和互換域給出了不離焰、不回火、CO不超標(biāo)的燃?xì)獬煞肿兓秶?，非常直觀地反映燃?xì)饣Q域和燃具適應(yīng)域。在互換域中，只包括離焰、回火和CO超標(biāo)，有必要時(shí)，還需用黃焰指標(biāo)和結(jié)碳指標(biāo)驗(yàn)證。

(2)利用德爾布圖解法，可以根據(jù)城市具有的幾種不同成分的燃?xì)庠吹幕燧敼猓ＷC供應(yīng)的燃?xì)饧饶軡M足互換域，同時(shí)還能控制燃?xì)鉄嶂挡▌?dòng)不大的限制。作者在學(xué)習(xí)德爾布講座的基礎(chǔ)上，做了一個(gè)人工燃?xì)獾睦}，證明是可行的^[5] 。

　　除德爾布圖解法外還有用華白數(shù)與韋弗燃燒速度指數(shù)S為坐標(biāo)的圖解法，以及用燃?xì)獬煞执鍿的三維圖解法等^[8]。判別方法很多，各有特點(diǎn)，也都有不足之處，這些方法僅適合其本國(guó)情況。這些整理出的互換域圖也是上個(gè)世紀(jì)完成的。

 

　要特別注意，在使用國(guó)外判別式判定我國(guó)燃具時(shí)，必須通過驗(yàn)證．

為了盡快步入正題，只討論天然氣的分類。首先回顧國(guó)際制定天然氣分類的過程。

1. 燃?xì)夥诸惙椒ǖ母鶕?jù)：燃?xì)獾娜A白數(shù)可以代表燃?xì)庑再|(zhì)對(duì)燃具的熱負(fù)荷(或稱熱流量，注意熱流量不是華白數(shù))的影響，是單純表示燃?xì)庑再|(zhì)的參數(shù)，并且與燃具結(jié)構(gòu)沒有關(guān)系。因此用華白數(shù)劃分燃?xì)忸悇e是最合適的。但是為了檢驗(yàn)燃?xì)獬煞肿兓螅欠裼须x焰、回火及黃焰時(shí)，單靠華白數(shù)是不夠的。國(guó)際上有不少互換性的判別方法，但是這些方法與公式只適應(yīng)本國(guó)的燃具。為此世界燃?xì)鈺?huì)議決定采用每個(gè)國(guó)家都可以使用的離焰、回火、不完全燃燒(CO超標(biāo))等界限試驗(yàn)氣(簡(jiǎn)稱界限氣)的方法來確定燃?xì)庥镁叩姆诸悺Ｃ款惾細(xì)舛家?guī)定了自己的基準(zhǔn)氣和界限氣，通過某類基準(zhǔn)氣和界限氣檢驗(yàn)的燃具才被認(rèn)為適用此類燃?xì)?。燃具的銘牌上要?biāo)出適用于某族、某類燃?xì)狻?/span>

2. 最初把天然氣定為一組：第十屆國(guó)際燃?xì)饴?lián)盟(IGU)的世界燃?xì)鈺?huì)議，將燃?xì)夥譃槿斯?、天然氣和液化石油氣三族。?dāng)時(shí)對(duì)天然氣認(rèn)識(shí)不夠，沒有把天然氣再進(jìn)一步分成幾類(或組)。只規(guī)定了基準(zhǔn)氣和幾種為檢驗(yàn)燃具的最不利的界限氣。為了使試驗(yàn)統(tǒng)一，并且能在試驗(yàn)室內(nèi)配制出各種界限氣。為此規(guī)定的界限氣是用幾種單一氣體按比例混合起來的。

3.把天然氣分成兩組：英國(guó)哈里斯(Harris)和羅佛雷斯(Lovelace)以華白數(shù)為縱坐標(biāo)，韋弗燃燒速度指數(shù)S_W為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)圖上點(diǎn)出國(guó)際聯(lián)盟第一次提出的基準(zhǔn)氣和界限氣，并做了各種燃具的試驗(yàn)。結(jié)果是，沒有一種天然氣燃具在一個(gè)基準(zhǔn)氣的條件下能滿足當(dāng)時(shí)IGU提出的界限氣要求。于是1970年，在莫斯科舉行的第11屆的世界燃?xì)鈺?huì)議上，把天然氣分為高熱值H與低熱值L兩個(gè)組(有兩個(gè)基準(zhǔn)氣)，同時(shí)分別給出了不完全燃燒、離焰、回火等的界限氣。IGU 提出天然氣分類與各種界限氣的成分,見表1^[8]。

IGU 燃?xì)夥诸惖幕鶞?zhǔn)氣與界限氣 表1

 

國(guó)際燃?xì)饴?lián)盟規(guī)定每組天然氣有一個(gè)基準(zhǔn)試驗(yàn)氣，它代表該組燃?xì)夥秶鷥?nèi)的燃燒工況最好的燃?xì)?，該組的界限試驗(yàn)氣代表該組燃?xì)獬煞址秶鷥?nèi)的最不利于燃燒的成分邊界。

4. 各個(gè)地區(qū)與國(guó)家根據(jù)國(guó)情制定本國(guó)的分類標(biāo)準(zhǔn)：前蘇聯(lián)基本采用IGU的方法。歐共體成立后，根 據(jù)歐洲的情況，在IGU的基礎(chǔ)上制定了歐共體的燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)，把天然氣分為3組，對(duì)個(gè)別界限氣略有修改。日本的燃?xì)夥诸惻cIGU略有不同。日本先是根據(jù)華白數(shù)與燃燒勢(shì)(后又改為MCP)對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行分類，同時(shí)給出界限氣和界限氣的燃燒勢(shì)。日本是使用LNG.最多的國(guó)家，采用的界限氣與IGU略有不同。美國(guó)是使用天然氣最早的國(guó)家，一直是用自己的分類標(biāo)準(zhǔn)和判別方法^[11]。

我國(guó)制定燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)有兩次：

1989年我國(guó)初次制定標(biāo)準(zhǔn)?；貞泴彶闀?huì)上主要討論如下幾個(gè)問題：

1. 根據(jù)哪些參數(shù)分類：代表燃?xì)庑再|(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)是燃?xì)鉄嶂蹬c華白數(shù)，后者更有代表性，公認(rèn)華白數(shù)是燃?xì)夥诸惖谝粋€(gè)重要參數(shù)。把燃燒勢(shì)作為燃?xì)夥诸惖牧硪粋€(gè)參數(shù)，是德爾布先生提出來的^[2]。在德爾布講義的第七講中指出“第一族燃?xì)獾姆N類很多，在法國(guó)按華白數(shù)與燃燒勢(shì)的范圍又分為三組……”。用華白數(shù)和燃燒勢(shì)分類，日本是參考了法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。我們也就接受了燃燒勢(shì)。

2. 制定燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。1989年我國(guó)還沒有跨入天然氣時(shí)代，人工燃?xì)夥N類很多，需要?jiǎng)澐值眉?xì)一些。編制標(biāo)準(zhǔn)的大原則是靠國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或先進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。IGU的分類中人工氣的內(nèi)容少，以為不適合國(guó)情。當(dāng)時(shí)我國(guó)的各種燃具的標(biāo)準(zhǔn)，是參照日本標(biāo)準(zhǔn)制定的，我國(guó)的燃具基本與日本灶和熱水器類似?；谝陨显蛭覈?guó)分類標(biāo)準(zhǔn)基本上是套用日本標(biāo)準(zhǔn)，又不與IGU標(biāo)準(zhǔn)矛盾。與IGU天然氣分類對(duì)比，我們的12T 相當(dāng)IGU的G20；10T相當(dāng)于G25，沒有矛盾。只是根據(jù)國(guó)情把人工氣劃分得細(xì)一些。

3. 分類標(biāo)準(zhǔn)中的燃燒勢(shì)：

1)名稱：把燃燒勢(shì)稱為燃燒速度指數(shù)也是抄日本的，例如參考文獻(xiàn)16的日文書中就稱燃燒勢(shì)為燃燒速度指數(shù)(日文的漢字)。作者在學(xué)習(xí)德爾布的講座后，已經(jīng)提出用燃燒速度指數(shù)不妥，并且易與韋弗燃燒速度指數(shù)相混^[3]。將兩者計(jì)算對(duì)比也是沒有意義的。日本稱燃燒勢(shì)為燃燒速度指數(shù)也不能說其完全無理。因?yàn)槿紵齽?shì)與燃燒速度有很大關(guān)系，既然是燃燒速度指數(shù)就不能說它是燃燒速度，只能理解是與燃燒速度有關(guān)系的指數(shù)，并且也不是與燃燒速度成比例的關(guān)系，如果是比例關(guān)系，在燃燒速度前加一個(gè)比例常數(shù)即可，不必再提燃燒勢(shì)。實(shí)際上燃燒勢(shì)不只與燃燒速度有關(guān)，還與火焰高度等因素有關(guān)，所以只能說用燃燒速度指數(shù)表示燃燒勢(shì)不全面，并且很容易使人誤解為燃燒速度。如果說其就是燃燒速度，似乎是沒有注意燃燒勢(shì)的物理背景。重要的是正確認(rèn)識(shí)燃燒勢(shì)的實(shí)質(zhì)，沒有必要討論給它命名。

2)計(jì)算公式：分類標(biāo)準(zhǔn)中燃燒勢(shì)，采用的是日本提出的公式，

 

與德爾布公式(1)相比：K相當(dāng)于U；H₂與CH₄前的系數(shù)相同；CO前的系數(shù)取0.6也符合德爾布的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)我國(guó)人工氣中CO含量高，但CO含量高，不符合煤制氣質(zhì)量的在安全方面要求，故取0.6 比較合適。再看C_mH_n前的系數(shù)，公式(2)就簡(jiǎn)單化了，不適合C_nH_n含量高的燃?xì)狻榇司幹平M作過對(duì)比計(jì)算，結(jié)論是對(duì)人工氣與天然氣(1)、(2)式相差較小，對(duì)液化石油氣相差較大，故直接取C₃H_8、 C₄H₁₀ 、液化石油氣混空氣的CP值為48.2、41.5、46。這樣看來，編制組采用公式(2)也是根據(jù)計(jì)算，經(jīng)過分析確定的^[9]。由于公式(2)比較簡(jiǎn)單易算。當(dāng)時(shí)沒有條件做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，于是得到代表們的認(rèn)同。

2005年我國(guó)修訂了燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)。這時(shí)日本的燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)已經(jīng)把燃燒勢(shì)改為命名為燃燒速度的MCP。由于沒有參加審查會(huì),只從頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)來看變化不大，仍采用W 和CP值分類。在征求意見稿，意見匯總中反映出有些專家不同意采用日本的燃燒速度MCP，認(rèn)為雖說ＣＰ較粗，但已用多年。在天然氣的分類和界限試驗(yàn)氣，主要參照歐共體標(biāo)準(zhǔn)。這是考慮到本世紀(jì)燃具標(biāo)準(zhǔn)主要參照歐共體標(biāo)準(zhǔn)。

         四. 燃?xì)夥诸惻c燃具適應(yīng)域和燃?xì)饣Q性的關(guān)系

如果燃?xì)夥诸愂歉鶕?jù)燃?xì)馊紵再|(zhì)來分，就不能說燃?xì)夥诸惻c互換性沒有關(guān)系，因?yàn)榛Q性是燃?xì)馊紵闹匾再|(zhì)。

　　 據(jù)日本文獻(xiàn)，日本把燃?xì)饣Q性與分類合并在一起了。圖3 就說明此問題。日本在互換域(良好的燃燒范圍)中，補(bǔ)充了紅外線燃燒器的高限曲線５與紅外燃燒器不夠赤熱曲線4^[16]，見圖3。說明日本考慮了紅外線燃具(歐美的家用燃具很少使用紅外燃具)。在新的五邊形的互換域中根據(jù)華白數(shù)與燃燒勢(shì)的上下限作為某類燃?xì)獾某煞值淖兓秶４朔秶诨Q域中，這就表明在燃?xì)夥诸愐?guī)定的范圍屬于互換范圍，因?yàn)槿細(xì)夥诸惖娜細(xì)夥秶谌細(xì)饣Q范圍之內(nèi)。以上是根據(jù)日本文獻(xiàn)來解釋的。

 

　　此外日本分類方法還有如下的特點(diǎn)，即基準(zhǔn)氣有兩個(gè)指標(biāo)，即華白數(shù)與燃燒勢(shì)。有利于各地區(qū)實(shí)際運(yùn)行的基準(zhǔn)氣換算。因?yàn)槿A白數(shù)相同的燃?xì)?，其燃燒性能可能有很大區(qū)別。

作為世界組織不宜將燃?xì)夥诸悇澐值眠^細(xì)，也不可能采用某一國(guó)家的互換性判別方法。只是給出各類燃?xì)獾幕鶞?zhǔn)氣和各種界限氣。各個(gè)國(guó)家可以根據(jù)自身的情況，用自己的判別方法參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)氣和界限氣確定燃?xì)饣Q域。同時(shí)要求燃具必須在規(guī)定的壓力下，用某類燃?xì)饨缦逇鈾z驗(yàn)通過后，才能證明此燃具適用該類燃?xì)狻?strong>這實(shí)際上是對(duì)燃?xì)庥镁叩倪m應(yīng)能力提出要求，限定了各類燃具的適應(yīng)域。等于按照燃?xì)夥诸惖姆秶?，確定燃具的適應(yīng)域。為每類燃?xì)?，制定適合該類燃?xì)獾娜季摺Ｒ龑?dǎo)燃具走向標(biāo)準(zhǔn)化。我國(guó)燃具標(biāo)準(zhǔn)和燃?xì)庥镁叩耐ㄓ迷囼?yàn)方法都要求根據(jù)界限氣檢驗(yàn)燃具。國(guó)外有單獨(dú)的燃具分類的標(biāo)準(zhǔn)，例如EN437按照歐共體的分類中的基準(zhǔn)和界限試驗(yàn)氣，在規(guī)定的壓力下檢驗(yàn)燃具，決定燃具屬于哪類燃?xì)狻?/span>

界限氣對(duì)燃?xì)饣Q性的影響：IGU給出的界限氣代表該組燃?xì)獬煞肿兓淖畈焕倪吔鐥l件。實(shí)際上也只是給了燃?xì)饣Q域的外輪廓范圍。某個(gè)地區(qū)或國(guó)家可以根據(jù)本身的條件與判定互換性的方法確定適合本地情況的燃?xì)饣Q域。哈里斯和羅佛雷斯以及達(dá)頓(Dutton)做的二維與三維互換圖，都是把界限氣作為互換域的邊界點(diǎn)做出的^[6]。有的界限氣甚至于遠(yuǎn)離互換域的邊界。

所以天然氣分類中的燃?xì)夥秶荒艽嫒細(xì)獾幕Q性。燃?xì)夥诸愔械慕缦逇饨o出該類燃具的適應(yīng)域，同時(shí)給出了燃?xì)饣Q域的外輪廓。實(shí)際上燃?xì)饣Q域，還受供應(yīng)范圍內(nèi)各種燃具的特性以及氣源等其它因素影響。各個(gè)地區(qū)應(yīng)該根據(jù)本地區(qū)具體情況和習(xí)慣用的互換性評(píng)判方法，來考慮燃?xì)饣Q性，確定燃?xì)饣Q域。

例如英國(guó)經(jīng)過流動(dòng)試驗(yàn)室對(duì)1200個(gè)天然氣燃具進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)華白數(shù)每遞增1.5MJ/m³，熱水器與鍋爐煙氣中的CO含量大約增加1倍。因此決定燃?xì)饣Q域的華白數(shù)上限為3%，下限為-5%。非正常的界限為：上限8%；下限-10%。英國(guó)使用SNG(代用天然氣)，需要用IGU的析碳界限氣G24B檢驗(yàn)。為了避免析碳，英國(guó)要求界限氣中H₂含量正常界限為10%，非正常界限為15%。同時(shí)利用W-S_W燃?xì)饣Q圖表達(dá)了燃?xì)饣Q域(見圖4)，已經(jīng)把IGU規(guī)定的G24_B和歐共體的G222排除在外。圖4中的斜線為正常互換域。可見英國(guó)天然氣的互換域小于IGU和歐共體的天然氣分類的范圍。如果考慮燃?xì)鉄嶂挡辉试S變化過大時(shí)，燃?xì)饣Q域，還要進(jìn)一步縮小。實(shí)際上，燃?xì)饣Q域是根據(jù)燃具的適應(yīng)域等因素決定的，當(dāng)時(shí)英國(guó)燃具的抗析碳的能力差，縮小了互換域。以上是上個(gè)世紀(jì)英國(guó)使用含H₂多的SNG(代用天然氣)作為補(bǔ)充氣源的情況^[11]。由此可見，界限氣只是給出了互換域邊界的輪廓不等于互換性已經(jīng)解決。

總之，只要采用了用界限氣檢驗(yàn)合格的燃具，燃?xì)饣Q域就不能超過界限氣的限制。從國(guó)外的各種互換圖上看，界限試驗(yàn)氣都在非正常互換范圍的邊緣^[8]，有的界限氣還在互換域邊緣以外。同時(shí)也可以認(rèn)為，如果在燃?xì)夤?yīng)區(qū)內(nèi)使用的燃具適應(yīng)域很窄小時(shí)，燃?xì)饣Q域必將縮小，增加混輸配氣的困難，同時(shí)也給城市接受新氣源制造障礙。

在第16屆世界煤氣會(huì)議的燃?xì)饣Q性分會(huì)報(bào)告中也報(bào)道了各國(guó)根據(jù)IGU分類考慮本國(guó)燃?xì)饣Q域的情況^[10]。除日本、荷蘭、英國(guó)外，大部分國(guó)家采用了IGU 的界限氣。由這些材料可以看出，IGU只給出試驗(yàn)氣，各個(gè)地方可以用根據(jù)各自的具體情況用自己的互換性判別方法確定燃?xì)饣Q域。

  我國(guó)燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)給出各族、各族燃?xì)獬煞值姆秶?。其中心是基?zhǔn)氣，是燃燒情況最好的成分，因此它是供氣單位供氣的基本成分，也是燃具設(shè)計(jì)的主要根據(jù)。周邊的各種界限氣是燃燒情況即將惡化的極限成分。國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都要求用界限氣檢驗(yàn)燃具，以確定該燃具可以使用燃?xì)獾姆N類。在此基礎(chǔ)上，我國(guó)各個(gè)城市應(yīng)該根據(jù)各自的情況制定燃?xì)獾幕Q域。

1．對(duì)于具有多個(gè)氣源的大城市在混輸時(shí)，首先要把供氣的基準(zhǔn)氣的成分應(yīng)和燃?xì)夥诸愔心骋唤M的基準(zhǔn)氣相對(duì)應(yīng)。使用貼有該類燃?xì)鈽?biāo)簽的燃具。這樣互換域的大輪廓有了，但是，不能保證供應(yīng)區(qū)內(nèi)的各類燃具性能完全一樣。因此還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和具體的條件，認(rèn)真地確定正常和非正常條件下的燃?xì)饣Q域。

　　如果氣源(包括補(bǔ)充氣源)復(fù)雜，城市的基準(zhǔn)氣又不在分類的范圍內(nèi)，就不能使用已經(jīng)通過各類燃?xì)獾慕缦逇鈾z驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的燃具。只能使用非標(biāo)的燃具，這樣必然使燃?xì)饣Q域復(fù)雜化，增加了投資與管理的費(fèi)用。

2．對(duì)于使用單一氣源的小城鎮(zhèn)，氣源比較單一，使用的燃具經(jīng)界限氣檢驗(yàn)全部合格。這種情況有可能使燃?xì)饣Q域和燃具適應(yīng)域互相接近。就是在這種情況下，還是要根據(jù)具體情況確定燃?xì)獾幕Q域。例如：當(dāng)氣源成分穩(wěn)定，互換域的范圍可能很小(供應(yīng)燃?xì)獬煞肿兓苄?。這不是受燃具適應(yīng)域的限制造成的，而是因?yàn)楣鈼l件好，成份穩(wěn)定，能使燃具處于良好的工作情況。相反氣源成分不穩(wěn)定時(shí)，供氣的成分也不允許超過界限氣的范圍，并且根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)確定具體的燃?xì)饣Q域。

　　我國(guó)幅員廣大，燃?xì)夥N類繁多。各省市無論在氣源和用戶等方面都有區(qū)別，因此各個(gè)城鎮(zhèn)的互換域是不一樣的。

3．在燃具方面，自從頒布燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)和家用燃?xì)庥镁咴囼?yàn)方法后，檢測(cè)單位應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)要求，用界限氣檢驗(yàn)各種燃具。根據(jù)過去對(duì)上海、北京和沈陽(yáng)的灶具檢測(cè)結(jié)果，初步認(rèn)為，我國(guó)正規(guī)生產(chǎn)的家用燃?xì)庠睿鄶?shù)可接受界限氣的檢驗(yàn)。也就是說基本上可以規(guī)范燃具的適應(yīng)能力。食堂灶的使用效果不佳，需要關(guān)注。今后關(guān)鍵是必須嚴(yán)格執(zhí)行檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在執(zhí)行工作中，不斷改進(jìn)，推行燃具標(biāo)準(zhǔn)化。

正確執(zhí)行燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)，可以提高燃?xì)馐聵I(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。但是燃?xì)饣Q域，還沒有被供氣單位足夠的重視。檢測(cè)單位檢驗(yàn)燃具不夠嚴(yán)格。如果不認(rèn)真實(shí)踐，只停留在文字上的討論，不利于燃?xì)馐聵I(yè)的進(jìn)步。

 

我國(guó)燃?xì)獍l(fā)展的過程走過彎路。要指出的是：過去煤制氣的供氣單位不顧互換性問題任意摻混不是供氣者無知而是無奈。因?yàn)槊褐茪馐翘潛p的。制定規(guī)范工作中缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，也是因?yàn)闂l件所限?，F(xiàn)在情況不同了，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人民生活水平的提高，對(duì)環(huán)保、節(jié)能有更高的要求。燃?xì)饣Q性工作直接影響燃?xì)夤こ痰沫h(huán)保和節(jié)能效果。在即將頒布的燃?xì)夤芾項(xiàng)l例和燃?xì)饧夹g(shù)規(guī)范^[7]中對(duì)燃?xì)赓|(zhì)量、燃具性能以及互換性等都有要求，可見認(rèn)真實(shí)踐燃?xì)夥诸悩?biāo)準(zhǔn)做好燃?xì)饣Q性工作已經(jīng)是勢(shì)在必行。

認(rèn)真實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為修訂標(biāo)準(zhǔn)積累數(shù)據(jù)。我國(guó)對(duì)燃?xì)夥诸惡突Q性的研究和先進(jìn)國(guó)家相比差距很遠(yuǎn)。目前制定的標(biāo)準(zhǔn)大部分是借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國(guó)內(nèi)各方面專家審定制定的。頒布以后的主要任務(wù)是認(rèn)真實(shí)踐，在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為今后修訂標(biāo)準(zhǔn)做好技術(shù)準(zhǔn)備。

1.驗(yàn)證CP公式。標(biāo)準(zhǔn)還給出了界限氣和根據(jù)界限氣的成分算出W 和CP值。這就要求在燃?xì)獬煞植煌鳺 和CP值相同的燃?xì)獾娜紵匦允且粯拥?。為此需要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才能得出結(jié)論。我們應(yīng)該用我國(guó)典型的燃具，驗(yàn)證燃燒勢(shì)公式中各個(gè)系數(shù)，總結(jié)出適合我國(guó)燃具的燃燒勢(shì)公式。這項(xiàng)工作，并不復(fù)雜，關(guān)鍵是需要領(lǐng)導(dǎo)支持及組織，這正是我們工作缺欠的地方。

2. 嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)氣檢驗(yàn)燃具工作。在工作中考驗(yàn)各類燃?xì)庥镁叩倪m應(yīng)性。任何通不過試驗(yàn)氣檢驗(yàn)的燃具，責(zé)令廠家改進(jìn)。

　　對(duì)于已經(jīng)使用天然氣的大城市，因?yàn)槟壳爸饕獨(dú)庠词枪艿捞烊粴?，氣源成分比較穩(wěn)定。如果不重視用界限檢驗(yàn)燃具，把一些經(jīng)不起界限氣檢驗(yàn)的新型燃具引入用戶。將來氣源需要補(bǔ)充，在確定互換域時(shí)可能會(huì)造成很大麻煩。因此各城市不要降低檢驗(yàn)燃具要求，還是應(yīng)該嚴(yán)格按照界限氣檢驗(yàn)進(jìn)入市場(chǎng)的燃具。

3. 燃具生產(chǎn)廠家要利用各種提高燃燒穩(wěn)定性的技術(shù)措施，提高燃具的適應(yīng)性。對(duì)本廠生產(chǎn)的燃具做出適應(yīng)域。這樣可以充分顯示廠家的技術(shù)水平與產(chǎn)品的等級(jí)，不但可以擴(kuò)充國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，還能將產(chǎn)品推銷到國(guó)外。同時(shí)可以拓寬城市互換域，提高燃?xì)馐聵I(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。國(guó)外名牌燃?xì)庥镁弑仨毎凑諊?guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，并且符合國(guó)內(nèi)要求。禁止不符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)外燃具進(jìn)入市場(chǎng)。

4. 我國(guó)地域?qū)拸V，燃?xì)夥N類繁多。多氣源的大型燃?xì)夤?yīng)單位在確定互換域時(shí)，要考慮發(fā)展。要關(guān)注天然氣的分組。因?yàn)橐夯烊粴獾慕M分不斷發(fā)展，煤層氣、干冰等新氣源以及煤制天然氣將出現(xiàn)。今后天然氣的分組情況有可能要變化。

　　此外要關(guān)注工業(yè)用戶、非燃燒類利用裝置、化工生產(chǎn)等設(shè)施出現(xiàn)的問題。和廠家出現(xiàn)問題需要協(xié)商解決。研究對(duì)策，保證各類工業(yè)燃具正常工作。

5. 統(tǒng)一研究和實(shí)踐的結(jié)果．以上各種工作是相輔相成的。具體工作并不復(fù)雜，但是需要成立一個(gè)固定成員的專題組織，綜合國(guó)內(nèi)各個(gè)單位的工作。同時(shí)還要關(guān)注與學(xué)習(xí)國(guó)際上有關(guān)燃?xì)赓|(zhì)量、互換性的信息^[13]、[15]。認(rèn)真學(xué)習(xí)“天然氣可互換性和非燃燒最終利用白皮書^[14]、[12]”。要發(fā)揮城市輸配系統(tǒng)中的壓力調(diào)節(jié)、儲(chǔ)存、混輸、分區(qū)供應(yīng)等措施，提高城市接受各種燃?xì)獾哪芰ΑＲ驗(yàn)榻窈蠓窃偕茉丛絹碓缴?，具有不同成分的新燃?xì)庠磿?huì)不斷出現(xiàn)。當(dāng)氣源短缺時(shí)，只要有燃?xì)猓煞钟胁町愐驳糜?。因此提高城市接受燃?xì)獾哪芰κ墙窈笾匾难芯空n題。尤其對(duì)于以進(jìn)口天然氣為主的城市，不僅關(guān)心氣源，還要注意城市用氣單位的特性，慎重采納燃?xì)庥镁摺?/div>