生物质燃料燃烧热值的测定

1、生物质燃料燃烧热值的测定新能源.一i99t.i3(T)346生物质燃料燃烧热值的测定江淑琴(中国科学院工程热物理研究所)摘要末文扼要介韶了测定燃料热值的基奉概念，韭对洲定生袖质燃料应注重的问题作了说明，找保证其精确性.文中列出了有关生物质燃料燃烧热值的测定站果供应用参考.一，前言燃烧热值是评价燃料质量的一个重要指标，定义为单位重量的燃料完全对所释放的热量.各种常规能源燃料的热值，由生产及使用单位进行测定.对生物质燃料的热值测量还仅仅是开始.长期来，生物质作为能源应用，虽然其量不少，如我国生物质燃料约占农村能源总消费量的7O嘶,而且在今后相当长的一段时间内，仍是农村能源的主要来源，然而对其燃烧技

2、术的研究，却一直未发生实质性变化.几千年来船袭简单的直接燃烧方法，对作为燃料应用的各种性能了解甚少.目前，国内外对生物质燃料的应用按术研究逐渐开展起来，对生物质燃料的基础研究工作必然会随之进行.国内生产的热值测量仪不断改进，不断提高,现已进入智能化阶段.我们的测定工作，使用长沙仪器厂生产的GR3500-B1型热量计,它配有MCT-B型电脑热量测量处理仪，实现了自动测量，自动计算，使操作简化并提高了测量准确度.二，基本概念燃料的热值主要取决子燃料中可燃物质的化学组成,但也与燃料的燃雏条件有关.34?定种类的燃料，具化学组成可被认为是一定的,而燃烧条件别是可以变化的.因此，必须明确规定燃烧时的条件

3、，才能得出丰斗学而准确的热值.根据燃烧条件的不同，燃料具有下列三种不同的燃烧热值：1?弹筒热值（Q口r）列用热量计进行热值浏J定，得到的是弹筒热值.它是将燃料在具有高压氧气的条件下完全燃烧，然后使燃烧产物冷却到燃料的原始温度（25C）时,单位重量燃料所放出的热量.在此条件下，试样中的碳宪垒燃烧生成二氧化碳，氢燃烧变成水且所形成的水经冷却变成液态的水，硫和氮（包摇弹筒内空气中的氮）氧化，生成相应的氧化物后溶于水形成硫酸和硝酸.由于这些化学反应都是放热反应，因而弹筒热值较实际燃烧过程（在空气中，常压）放出的热量值要高，它是燃料的最高热值.弹筒热值应按卞式计算.rATW-e.R式中，口一一弹筒热值（

4、卡/克）JG样品重量（克）J5温升值（屯）,热容量（卡/C）J£R.一点火丝释放的热量（卡/克）.-在实际应用时，应将弹筒热值换算成下面两种热值.2.商位热值（Q0）觎祷匹单位重量燃料在常压下的空气巾完全燃烧对释放的热量.在这种条件下，燃烧产物冷却到燃料的原始温度（约25=C）,燃料的碳燃兢变为二氧化碳，氢燃烧变成水且呈液态，硫形成二氧化硫，氨变为游离氨气.由弹衙热值减去硫酸和硝酸的形成热和溶解热郛为高位热值.它是燃料实际燃烧列的热值,故在评价燃料质量时，可用高他热值作标准值.其计算公式为：O=eLt一（3.65dQ）式中，口占一高位热值（卡/克）;漪定弹筒洗液时所消耗的0.1NNa

5、OH标准溶液的毫升数Ia硝酸校正系数，一般取0.001.0.假位热值（QD）燃料在工韭炉中燃烧，生物质中所台的氧与氧化台形成水，它与生物质中所含水分起星蒸汽状态，随燃烧产物（烟气）排出炉外.在形成水并汽化时，要吸收一定的热量（约6O0一克），致使燃料在燃烧炉中燃烧时所放出的热量较少，此时测得的热值即低位热值.低位热值是燃料能够有效利用的热值（也称净热值），在数值上它是高位热值去水的汽化热淇计算公式为：O;O一6（9H+W）式中,0刍一低位热值（卡位）；W分析样品的水分（晡）,H,分析样品的含氢量（%）.三，测定结果生物霞新够及的范围宽广，除了目前l广泛应用的薪材，稽秆等物之外，可利用的生物质还

6、很多，各地可因地制宜，就地取料，诸如食品加工广抛弃的桃核，杏核，枣核和核褪壳等，糖广无用的甘蔗渣，甜菜渣等i粮食加工广筛出的稻壳，豆英等都是可以充分利用的生物质，其燃烧热值有待测定生物质中所含的硫，氨量很低,因此在热值测定时，由它们引起的热值变化可以忽略不计，围而可以用弹筒热值来代替所需要的高位热值.对下列几种I!物质热值测定的结果列表1r根据所测得的数值计算出干生物质的热值同时列于表中，以便比较.襄T几种生物质的璐烧热但衷生物质名称i含水率高位热值J羞薰霍备注1（啊）（卡/克）1（卡/克）i荆条J&.574213扁担杆8.454152紫穗槐6.8442554608刺槐8.04

7、】4233l4603榆树9.074122l4533jr-一稻草l7.oI35713840玉米芯9.15J406314472玉米苞叶13.9737234328.14一丁霍一桃核11.44:44795058不合桃仁I枣核J11.23424347351四，结果分析燃料的热值与臻料的化学组成有关，就高位热值而言，主要的影响因素是含碳量的多少，含碳量高的样品其高位热值高，含碳量低时则高位热值低，这一点已有实验证明了.在热值的实际测量过程中，样品含水率的高低，直接影响到测得的弹筒热值，势必影响计算而得的高位热值，低位热值.如若对各种燃料的热值进行比较，应换算成千燃料的热值才有意义.这一点对生物质燃料尤为重

8、要.一般来说,生物质燃料材质琉松，易于吸收周围空气中的水分，改变其含水率，使测褥的弹简热值不同.因而，在测定生物35磺热情的嗣时，必须测定其含水率，道样得刘的热值才有用据资料介绍，音水率为4.07%的稻:，其元素成分为H506%,C38.32%,SO1i%,NO.63%,高位热值为3642卡/克，低佗热值3299卡/克.如将其折算为含水率为0时，其高位热值为3832卡/克.本实验测得信为3840卡/克，与资料提供的数据相符.本材成分所含元素（c,H,o）含量大致相同，约为C49.2%,H6.2%,043.5%,衰2术打盘麓热值奠含水率的变化情况台水率（哺）05101520高位热值I:大卡/公斤

9、）46004370I4i4030l0J36801IlI一-'低位热值1426540053740f34853225太卡/公斤）大磁岛风一油联网发电系统通燃鉴定大陈岛风一油泵统经两年多运行后，于1991年月18J4日在浙江省枢江市由浙江省科委组织了鉴定.参加鉴定的专家一致认为，谈系统性能稳定，技术先进，已达rl/L十年代中期国际先进水平.大陈岛风一油系统由三台55丹麦Bons风力发电机，五台柴油发电机组和一个风一油控制系统构组成.控制系统包括一盘破8.0。工业控制计算机.可调负载电阻（dampload和一组相位补偿电（上接算52页）饭，炒菜，烧力t等炊事要求.主要技术性能指标：灶前设计压力

10、85毫米水柱婀气耗量0.48标米/时:设计负荷2400千卡/时（按热值5000千卡/标米）;热效率6002嘶:烟气中CO含量o.o1%以下;灶前压力为35oo毫米水柱时无脱水，回火，黄焰.北京市公用事业科学研究所朱楚林等八成.t36lN1.1%根据l术实验测得的于东材高伊热值平均值为4600卡/克左右，计算不喇含水率时n，帏融热情列于袭2.五，结论可作为燃料应用的生物质，将随能源按术的发展逐渐扩大，其燃烧热值的测定是十分必要的一项工作.人们习惯于以高位热值和低位热值标志能源的品质.鉴于生物质含水率的波动范围较大又极不稳定，它与周围环境的湿度关系密切,因此将其折算成干材料的热值，便于比较衡量.智能化的热量计，可大大简化操作手续，提高效率，提高测定数据的准确性.（原稿19g1年4月I13收到）容器蛆拄制风力机启停和柴油发电机组，使电网在如下三种工况下自动运行：柴油发电机组单独供电;柴油发电机组与风力机并网供电；风力机单独供电（即风力机与离合器脱开后作调相运行的柴油发电机并联运行”快速调节并八电网的可调负载电阻和相位补偿电容器蛆，电网便能在