航煤加氢装置操作基础知识

又称无烟火焰高度，是指油料在一标准灯具内，于规定条件下作点灯 试验所能达到的无烟火焰的最大高度，单位为毫米。燃料的烟点 取决于其化学组成，烟点与芳烃含量有一定的对应关系，其芳烃 含量越多，则其烟点就越低。喷气燃料的烟点与发动机中生成积 炭量之间也有密切关系，烟点越低，生成的积炭就越多。我国的 喷气燃料要求烟点不小于25mm。
a．粘度
燃料的粘度与其雾化的质量有直接联系。燃料的雾化程度越好，越能加快可燃 混合气的形成，因而也就加快了燃烧速度，有利于燃烧的稳定和完全。如 果粘度过大，则燃料的喷射角小、液滴大、射程远而雾化不良，从而使燃 烧完全度下降。粘度较小的燃料一般燃烧完全度较高，但粘度也不能太小 ，否则会由于燃料的喷射角大、射程短而引起燃烧室的局部过热。
航煤基础知识
航空发动机对燃料的使用要求 ※良好的燃烧性能； ※适当的蒸发性； ※较高的热值和密度； ※良好的安定性； ※量好的低温性； ※无腐蚀型； ※量好的洁净性； ※较小的起电性； ※适当的润滑性；
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（1）．燃料的启动性，燃烧稳定性及燃烧完全度 喷气发动机燃料不仅应保 证发动机在严寒冬季能迅速起动，而且使发动机在高空一旦熄火时也能迅 速再点燃，恢复正常燃烧，以保证飞行安全。要保证发动机在高空低温下 再次起动，必须要求燃料能在0.01～0.02MPa和﹣55℃的低温下形成可燃 混合气并能顺利产燃，且稳定地燃烧。燃料的起动性取决于燃料的自燃点 、着火延滞期、燃烧极限、可燃混合气发火所需的最低点火能量、燃料的 蒸发性大小和粘度等。在冷燃烧室中是否容易形成适当的可燃混合气，主 要取决于燃料中的轻质成分，轻质成分多，则低温下容易形成可燃混合气 ，发动机即易于起动。合适的低温粘度能保证在低温起动时燃料必需的雾 化程度。如果燃烧不稳定，不仅会使发动机的功率降低，严重时还会因熄 火而酿成事故。燃料燃烧的稳定性除与燃烧室结构及操作条件、烃类组成 及馏分轻重有密切关系。研究结果表明，正构烷烃和环烷烃的燃烧极限较 芳香烃的宽，特别是在温度较低的情况下更为明显。所以，从燃烧的稳定 性角度看，烷烃和环烷烃是较理想的组分，而芳香烃的燃烧极限较窄，容 易熄火。此外，燃料的馏分组成对燃烧稳定性也有影响，如果馏分太轻， 燃烧极限也会太窄。所以，喷气燃料一般采用燃烧极限较宽、燃烧比较稳 定Leabharlann Baidu煤油馏分。
喷气燃料燃烧时在发动机中生成积炭的倾向，与燃烧室的构造、发动 机工作条件及燃料的性质都有关系。就燃料而言，其化学组成对 生成积炭的影响最大。在喷气发动机中最容易生成积炭的成分是 芳香烃，尤其是双环芳香烃。为此，在喷气燃料的质量标准中除 限制芳香烃含量外，还规定萘系烃的体积分数不大于3.0%。
a．烟点
喷气燃料的热值和密度与其化学组成和馏分组成有关。由于氢的质量热值比碳 大得多，因此，氢碳比越高的燃料的质量热值也越大。烷烃的氢碳比最高 ，其质量热值也最大，环烷烃的最低。而密度正好相反，芳香烃的最大， 环烷烃的次之，烷烃的最低。兼顾这两方面，喷气燃料较理想的组成是环 烷烃。
（4）．喷气燃料的安定性 喷气燃料的安定性包括储存安定性和热安定性。 储存安定性 喷气燃料在储存过程中容易变化的质量指标有胶质，酸度及颜色等。胶质和酸
b．蒸发性
燃料的蒸发性对燃烧完全度的影响也很大。馏分较轻、蒸发性较好的喷气燃料 ，能较快地与空气形成可燃混合气，其燃烧完全度较高。馏分过重的燃料 不易挥发，形成可燃混合气的速度较慢，其燃烧完全度也就较低。因此， 现代一般喷气燃料的终馏点都控制在300℃以下。
c．化学组成
研究表明，各种烃类的燃烧完全度高低顺序是：正构烷烃>异构烷烃> 单环环烷烃>双环环烷烃>单环芳烃>双环芳烃。由此可见，燃料中 芳烃含量越高，其燃烧完全度越差，这是在喷气燃料中限制芳烃 体积分数不大于20%的重要原因之一。
喷气燃料燃烧时，首要的是易于起动和燃烧稳定，其次是要求燃烧完全。所谓 燃烧完全度是指单位质量燃料燃烧时实际放出的热量占燃料净热值的百分 率，它直接影响到飞机的动力性能、航程远近和经济性能。
燃料燃烧的完全度一方面受进气压力、进气温度和飞行高度等工作条件的影响 ，另一方面也受燃料的粘度、蒸发性和化学组成的影响，现将后者分述如 下：
我国规定喷气燃料的辉光值不小于45
（3）．热值和密度
喷气发动机的推力取决于所用燃料的热值。如使用热值低的燃料，必然导致耗 油率的增大。
对于喷气燃料，不仅要求有较高的质量热值(kJ／kg)，而且也要求有较高的体 积热值(kJ／dm3)。质量热值越大，发动机的推力越大，耗油率越低。由 于喷气飞机上油箱的体积是有限的，为了使航程能尽可能长些，这就还要 求燃料有尽可能高的体积热值。换言之，即要求喷气燃料除有较高的质量 热值外，还要有较大的密度，这样，在一定容量的油箱中可装有更多的燃 料，储备更多的热量。我国喷气燃料的质量标准中规定其净热值不小于 42.8或42.9MJ／kg，20℃密度不小于0.750或0.775g／cm3。
b．辉光值
当燃料的生炭性强时，其燃气流中的炭粒就多，炽热的炭粒能使火焰 的亮度增加，热辐射加强。辉光值是在一定的火焰辐射强度(相当 于四氢萘烟点时的辐射强度)下，将试验燃料和两个标准燃料分别 在灯中燃烧，比较火焰的温度升高(温升)多少而得出的。生炭性 强的燃料，达到同样辐射强度的火焰温升小，辉光值也小；生炭 性小的燃料，火焰温升大，辉光值也大。对于碳数相同的烃类而 言，烷烃的辉光值最大，环烷烃的居中，芳烃的最小。
（2）．喷气燃料形成积碳的倾向
喷气燃料在燃烧过程中会产生炭质微粒，炭质微粒积聚在喷嘴、火焰 筒壁上就形成积炭。喷嘴上的积炭会恶化燃料的雾化质量，使燃 烧过程变坏。积炭附在火焰筒的部分壁上，会使火焰筒因受热不 均匀而变形，甚至产生裂纹。此外，在发动机工作时，火焰筒壁 上剥落下来的积炭碎片会进入涡轮，擦伤叶片。
度增加的原因是由于其中含有少量不安定的成分，如烯烃、带不饱和侧链 的芳烃以及非烃等。喷气燃料质量指标标准中对实际胶质、碘值以及硫、 硫醇含量都作了严格的规定。 储存条件对喷气燃料的质量变化有很大影响，其中最重要的是温度。当温度升 高时，燃料氧化的速度加快，使胶质增多及酸度增大，同时也使燃料的颜 色变深。此外，与空气的接触、与金属表面的接触以及水分的存在，都能 促进喷气燃料氧化变质。 热安定性 当飞行速度超过音速以后，由于与空气摩擦生热，使飞机表面温度上升，油箱 内燃料的温度也上升，可达100℃以上。在这样高的温度下，燃料中的不 安定组分更容易氧化而生成胶质和沉淀物。这些胶质沉积在热交换器表面 上，导致冷却效率降低；沉积在过滤器和喷嘴上，则会使过滤器和喷嘴堵 塞，并使喷射的燃料分配不均，引起燃烧不完全等。因此，对长时间作超 音速飞行的喷气燃料，要求具有良好的热安定性。 喷气燃料的热安定性只要取决于其化学组成。研究表明，喷气燃料中的饱和烃 生成的沉淀物很少，而加入芳香烃后沉淀物就成十倍地增多；而燃料中的 所含胶质和含硫化合物也会使其热安定性显著变差，使产生的沉淀物量大 大增加。