天然气燃烧器

铝的原子化温度很高，为2700℃，因此使用原子吸收分光光度计分析时，需要采用高温燃烧器，并选择N2O作为助燃气体来进行测试。但是使用高温燃烧器可能存在如下问题：通常情况下，使用高温燃烧器测定时，碳会附着在燃烧器火焰口导致测定数值偏低。日立原子吸收分光光度计ZA3000系列采用偏振塞曼校正法和双光束干涉效应解决了这个问题，下面我们通过具体实验来证明。使用高温燃烧器分析铝（火焰法）此次实验对每组样品重复测定10次，每组依次测定空白样品 — 样品 A — 样品 B— Al 30mg/L，以确认高温燃烧器测定数据的稳定性。实验共测定了40个样品，测试完成后查看燃烧器火焰口碳附着量。■ 测试条件：√ 使用高温燃烧器（P/N:7J0-8857）测定样品。√ 样品 A、样品 B是在河水中添加了Al。 ■ 测试数据： ■ 测试结果： 重复10次测定各样品，其定量值RSD波动在0.9％～1.1％，由此证明，使用日立原子吸收分光光度计ZA3000可以得到稳定的定量值。 测定结束时火焰口只附着极少量的碳，并且没有影响测定结果的稳定性。 综上所述，日立原子吸收分光光度计ZA3000系列采用偏振塞曼校正法和双光束干涉效应，即使燃烧器火焰口附着碳，也不会造成基线波动，从而获得了稳定的定量值。

民航二所全称中国民航局第二研究所，是我国民航行业内专业从事高新技术应用开发的科研机构，其前身为中国民航总局科学研究所，1958年12月11日在北京成立，位于四川省成都市二环路南二段17号。中国民航局第二研究所主要从事民航信息管理系统、空中交通管理系统、机场弱电系统、航空物流系统、航空安全管理系统、航空化学产品、农林航空产品的设计、研究、开发及科技成果产业化推广，同时还承担了航化产品适航性能、飞机非金属材料阻燃性能、农林航空喷洒设备、空管自动化系统、空管雷达系统的技术测试及航油适航审定、民航节能减排监测等民航行业技术支持工作。中国民用航空局第二研究所（测试中心）防火实验室主要为局方和企业服务，检测飞机舱内材料的阻燃和防火性能是否符合适航要求。他们检测的涉及面十分广泛，烟密度毒性检测、隔热隔音材料热辐射检测、客舱内座椅垫的可燃性实验以及热释放实验等。近日民航二所从莫帝斯订购美国MarlinEngineering FAA NEXGEN 燃油燃烧器，用于提升该类项目测试能力。美国MarlinEngineering FAA NEXGEN燃油燃烧器，是美国联邦航空管理局FAA认可的NexGen航空燃油燃烧器之一，可适用于众多航空材料燃油燃烧测试。由于FAA之前所认可的Park DPL 3400、Lennox Model OB-32, 以及Carlin Model 200 CRD 均已经停产，FAA发展了下一代航空燃油燃烧器NexGen燃烧器。NexGen燃烧器采用了上一代燃烧器的操作原理，同时可以精确的测量输入气体及燃油的试验参数，同时仪器可便于FAA未来的升级。通过配置不同的试验装置，可满足众多航空燃油燃烧测试标准，如座椅燃烧测试、隔热隔音材料耐烧穿试验、货舱衬板耐烧穿试验、软硬管组件、电动引擎装置及电气连接件的防火试验等。可满足的标准为FAR 25.853、FAR25.855、FAR25.855、FARs 25.863、FARs 25.867等，同时可满足国内MH/T 6086、HB 7263、MH/T 6041、GB/T 25352、HB 7044等测试方法。

本文简述了天然气能量计量的基本原理，同时介绍了两种不同原理的天然气热值测定方法，并对其进行了分析比较。 GB 12206-90给出了我国城市燃气热值的定义：每标准立方米（0℃，101.3KPa）干燃气完全燃烧时产生的热量。当此热量包括烟气中水蒸气凝结而散发的热量时，称为高位热值，反之称为低位热值。 纵观近年来的发展情况，我国天然气能量计量工业历经多年积累，不断取得进步，并逐渐与国际接轨，对整个天然气产业的发展做出了不小的贡献。 笔者将介绍两种天然气热值的测定方法：一种为使用热量计直接燃烧测定天然气的热值(简称直接法)，另一种为利用气体成分分析仪分析得到天然气组成数据，并由此计算其热值(简称间接法)。1、水流式热量计 水流式热量计是国内较为常见的一种直接法燃气热值测量设备，它主要由热量计主体、湿式流量计、皮膜调压器、钟罩水封式稳压器、燃气增湿器、空气增湿器及燃烧器等组成。 其测量热值的原理基于传统的燃烧样气法，用连续水流吸收燃气完全燃烧时产生的热量，根据达到稳定时的经过热量计的水量和水流温升计算出燃气的测试热值，再将测试过程中各种必须考虑的修正值换算至标准状况下的燃气热值。如此测得的燃气热值称为高位热值，也称为总热值或毛热值。高位热值减去其中冷凝水量的气化热值即该燃气的低位热值。 该类设备的缺点是需要进行庞杂的实验工作，这也是为什么它不被用于日常测量，而仅用于特殊需求中。水流式热量计 目前在天然气管道现场使用的热值测量设备，主要为气相色谱仪和红外分析仪，下面将分别对其工作原理及特性进行介绍。2、气相色谱仪 色谱仪利用色谱柱先将混合气体分离，然后依次导入检测器，以得到各组分的检测信号。按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。 通常采用的检测器有：热导检测器，火焰离子化检测器，氦离子化检测器，超声波检测器，光离子化检测器，电子捕获检测器，火焰光度检测器，电化学检测器，质谱检测器等。 由于气相色谱仪是以分离为基础的分析技术，所以它往往多用于实验室，需要高纯H2作为载气，且对操作仪器的人员要求较高。此外，气相色谱仪虽然分析精度高，但往往取样误差大。气相色谱分析原理3、红外分析仪 另一种测定热值的分析法是利用光谱测量。红外分析仪基于气体对红外光吸收的朗伯-比尔定律，一般由电调制红外光源、高灵敏度滤光片、微型红外传感器及局部恒温控制电路组成。使用几种已知热值的燃气的吸收光谱，可以对这种仪器进行校准。红外分析仪结构简单，操作方便，对操作人员的要求比较低。双光束红外分析原理 目前我国微型红外传感器技术已经颇为成熟，能够实现不同浓度混合气体的高精度测量。如国内自主研发的便携红外天然气热值分析仪Gasboard-3110P，采用先进的NDIR技术，测量精度达1%FS左右，可同时准确测量CH4和CnHm气体浓度，并自动计算、显示燃气热值。其便携式机身设计，既适用于工业现场测试，也满足于实验室气囊取样分析。值得一提的是，该仪器通过电池电量智能化管理，可避免仪器在低电量条件下工作。便携红外天然气热值分析仪Gasboard-3110P 由下图可见，四种短键烃的吸收光谱交叉干扰较多（3.3μm），一般仪器难以精确测量。Gasboard-3110P采用双光束红外方法，使乙烷、丙烷、丁烷对CH4的影响可以忽略，并通过添加一个CnHm传感器直接测量CnHm，从而实现同时准确测量CH4和CnHm气体浓度。四种短链烃的红外吸收光谱4、结语 随着国家标准GB/T 22723-2008《天然气能量的测定》的正式实施，我国天然气的计量方式开始由体积计量向能量计量转变。能量计量在一定程度上能消除体积计量时因计量参比条件不同而引起的价格争议，更能充分的体现出天然气作为燃料的真正使用价值，因此由流量计量方式向能量计量方式过渡是中国天然气计量发展的必然趋势。 在仪表选型迈向多元化的今天，如何准确有效的进行天然气计量，对整个天然气产业至关重要。通过探讨不同技术的燃气热值计量设备的在天然气服务体系中的适应性，可以看到，水流式热量计及气相色谱仪由于操作繁杂而难以广泛应用于日常管道测量；红外气体分析技术既可以在线连续测量，也可便携使用，并且相较于气相色谱分析法具有无耗材、使用成本低等优势，因而是天然气热值测量的优选方法。（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）