石油产品的热值(发热量)是其作为燃料的重要性能指标,直接反映单位质量燃料燃烧时释放的能量。以下是石油产品热值测定的关键信息
1. 热值的定义
总热值(高位热值,Gross Calorific Value,GCV):燃料完全燃烧释放的总热量,包括燃烧生成的水蒸气凝结释放的潜热。
净热值(低位热值,Net Calorific Value,NCV):总热值扣除水蒸气潜热后的实际可用热量(更贴近实际燃烧条件)。
2. 常用测试标准
guojibiaozhun:
ASTM D240:氧弹量热法测定液态烃类燃料热值。
ISO 1928:固体和液体燃料总热值的测定(氧弹量热法)。
IP 12/ISO 8217:船用燃料油热值测定。
中国标准:
GB/T 384(石油产品热值测定法):氧弹量热法。
GB/T 213(煤的热值测定,部分方法可参考)。
3. 测试方法:氧弹量热法
(1) 核心原理
将样品在高压氧气环境中完全燃烧,通过测量燃烧释放的热量使量热体系(如水浴)温度升高,计算热值。
(2) 主要设备
氧弹量热计(核心部件:不锈钢氧弹、温度传感器、搅拌装置、水套)。
点火装置(铂丝或镍铬丝)。
氧气钢瓶(压力通常≥3 MPa)。
分析天平(精度0.0001 g)。
(3) 测试步骤
样品准备:
液体样品(如汽油、柴油):jingque称量(约0.5-1.0 g)至胶囊或石英坩埚。
固体或半固体样品(如沥青):需压片或粉碎至均匀状态。
氧弹充氧:
样品放入氧弹,充入高压氧气至2.8-3.5 MPa,确保完全燃烧。
燃烧与测温:
氧弹置入量热仪水浴,记录初始水温。
通电点火,样品燃烧释放热量,监测水温变化至稳定。
计算热值:
根据水温变化、仪器热容量及样品质量,按公式计算总热值(GCV)。
净热值(NCV)= GCV - 2.442 × 样品中氢的质量分数 × 9(单位:kJ/kg)。
4. 关键影响因素与注意事项
样品代表性:需均质化处理,避免挥发分损失(液体样品密封保存)。
氧弹密封性:漏氧会导致燃烧不完全,结果偏低。
点火丝校正:扣除点火丝燃烧产生的热量。
硫和氮的修正:若硫、氮氧化物溶于水生成酸,需进行热值修正(参考ASTM D240)。
环境控制:实验室温度波动应<±1℃,避免热交换干扰。
5. 其他测试方法(辅助或快速测定)
计算法:
通过密度、馏程、元素分析(C/H/O/S含量)估算热值(如Dulong公式)。
公式:GCV (kJ/kg) = 337C + 1442(H - O/8) +93S(C、H、O、S为质量百分比)。
近红外光谱法(NIR):快速无损,需建立校准模型(适用于在线检测)。
6. 数据应用与报告
能源效率评估:用于发动机燃料选择、锅炉热平衡计算。
贸易结算:燃料采购按热值定价(如天然气、煤炭)。
报告内容:需注明测试标准、热值类型(GCV/NCV)、样品状态(干基/湿基)等。