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1、第五章燃料的使用要求和规格,燃料：约占全部石油产品的90以上。主要用作各类发动机、锅炉的燃料及照明灯用油。 润滑油和润滑脂：约为石油产品总量的5%左右，品种多，性质差别很大。主要用于润滑机械，减少摩擦和磨损。 蜡、沥青和石油焦。 石油化工产品，主要作有机合成工业的原料或中间体。,第五章燃料的使用要求和规格,本章主要内容： 汽油的使用要求和规格 柴油的使用要求和规格 喷气燃料的使用要求和规格 学习要求： 掌握汽油、柴油、喷气燃料的使用性能要求。 理解影响各种燃料质量的主要因素。 了解各种燃料使用机械的工作原理和燃料的质量标准。,第五章燃料的使用要求和规格,使用液体燃料的优点：液体燃料与固体燃料（
2、煤）相比较，具有热值高、能够燃尽（燃后灰分少）、储运方便等优点。 燃料使用过程中的能量变化过程：热能机械能或电能等。,第五章燃料的使用要求和规格,第一节 汽油（Gasoline）,一、汽油机(gasoline engine)的工作原理及对燃料的要求 1. 汽油机工作原理及结构 汽油（碳原子数约412）的混合物 。 汽油机：汽油在气缸外的气化器中与空气混合，进入气缸并由电火花点燃的发动机。 （汽油进入气缸方式：化油器、喷射式） 基本工作过程：进气、压缩、点火燃烧做功、排气。,汽油机,第一节 汽油（Gasoline）,2. 汽油应具备的性能 根据汽油机的工作条件，汽油应具备下列各种使用性能： 适当
3、的蒸发性能 可靠的燃料供给性能； 燃烧时没有爆震； 良好的抗氧化安定性； 不含水分和机械杂质，无腐蚀； 排出的污物少。 燃烧性能最为重要。,第一节 汽油（Gasoline）,二、 汽油的蒸发性能 汽油的蒸发性能汽油的燃烧速度和燃烧完全程度发动机的功率和经济性。 汽油的蒸发性能质量指标：馏程、蒸气压。 1. 馏程(distillation range) 馏程测定法（GB/T6536-1997）（恩氏蒸馏）。要求测出汽油的初馏点、10%、50%、90%馏出温度和干点各点温度反映了不同条件下汽油的蒸发性能。,第一节 汽油（Gasoline）,馏程试验器,第一节 汽油（Gasoline）,汽油的初馏点
4、和10%馏出温度,是一种沸程为2685的高蒸发性轻质汽油，可保证在-43气温下冷发动机顺利起动。起动后再换用车用汽油。起动汽油极易蒸发，在储存、运输和使用中必须注意安全。,第一节 汽油（Gasoline）,50%馏出温度,第一节 汽油（Gasoline）,90馏出温度 干点,第一节 汽油（Gasoline）,2. 蒸气压（vapor pressure ） 汽油形成气阻的倾向用蒸气压（雷德法，GB/T 8017-87）表示。 车汽蒸气压，在炎夏或高原地区使用，气阻形成影响正常供油。 航汽蒸气压，飞行高度，大气压力，汽油沸点导油管中出现气阻而中断供油的恶性事故。 规定： 航空汽油0.270.481
5、05Pa。 车用汽油，要考虑季节变化。,第一节 汽油（Gasoline）,因油蒸气引发的事故1火灾,黄岛油库事故 1989年8月12日9时55分，黄岛油库5号半地下储油罐被雷电击中，罐内油气混合气被引燃，致使罐内储存的1.6万吨原油燃烧，并影响到相邻的4个罐。黄岛油库火灾造成40名消防战士和5名油库职工牺牲，66名官兵和12名油库职工受伤，烧毁油罐5座，原油34.6万吨老罐区所有配套设施，造成直接经济损失3540万元。,油气中毒事故 1977年7月6日下午，某成品油库泵房，输油泵的入口发生油品泄漏，泄漏的油品迅速蒸发，工作人员在泵房内打扫卫生，吸入过多的油蒸气，在极短时间内就失去知觉，最后身亡
6、。,因油蒸气引发的事故2中毒,三、汽油的抗爆性(Antidetonating Quality) 内燃机的热功效率与它的压缩比直接有关。 不同压缩比的内燃机，使用抗爆性与其相匹配的汽油，不会出现爆震(Knocking) 。,第一节 汽油（Gasoline）,压缩比：发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比来表示。 压缩比与发动机性能的关系：压缩比发动机的动力。 低压缩比：压缩比在10以下。高压缩比：压缩比在10以上。,爆震(Knocking)：混合气在压缩过程中，火花塞还没有跳火，高压混合气达到自燃温度，开始猛烈燃烧的不正常燃烧现象。,第一节 汽油（
7、Gasoline）,正常燃烧,不正常燃烧（爆震）,先于火花塞点火而燃烧,爆震的特征,爆震的外部特征 气缸内发出特别尖锐的金属敲击声，亦称为敲缸。 轻微敲缸发动机功率、油耗。 严重敲缸冷却水温度，功率，油耗，发动机磨损，排放污染（主要是排气冒黑烟）。,爆震的危害,机件过载,机件烧损,性能指标下降,发动机磨损 加剧,排气冒黑烟，补燃增加，排气温度增加,爆震的危害,爆震时局部高温热分解，燃烧产物分解 （CH、H2、O2、NO及游离碳），排气冒烟。 CH、H2等在膨胀过程中重新燃烧，排气温度。,爆震冲击波缸壁、缸盖、活塞、连杆、曲轴等机件，机械负荷 机件变形，损坏。,爆震时，局部燃气温度高达4000（
8、正常燃烧温度2500 ）使活塞头部和气门等机件烧损。,气体向缸壁的传热量热效率、功率、耗油量,冷却水和润滑油温度，润滑油润滑效果，零件磨损。 实验表明，严重爆震时磨损比正常燃烧时大27倍。,汽油机发生爆震主要与汽油性质及汽油机压缩比有关。,汽油易氧化,形成的过氧化物不易分解,第一节 汽油（Gasoline）,过氧化物自燃点很低,容易产生爆震,汽油机压缩比过大,气缸温度过高,容易产生爆震,1. 汽油抗爆性的表示方法 汽油的抗爆性是表示汽油在一定压缩比发动机中无爆震地运行的性能。 汽油在贫混合气（过剩空气系数=0.81.0）状态下运行时的抗爆性用辛烷值(octane value)来表示; 汽油在富
9、混合气（过剩空气系数=0.60.65）状态下运行时的抗爆性用品度(performance value)来衡量。,第一节 汽油（Gasoline）,燃烧实际空气量与燃料理论空气量之比。,辛烷值：数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。 标准燃料：异辛烷与正庚烷的混合物，最大异辛烷值为100，正庚烷抗爆性为0。 设备：专门设计的可变压缩比的单缸压缩机。 品度：将航空汽油的抗爆性变为发动机性能的相对值。 测定方法：以纯异辛烷品度为100，在规定条件下，将航空汽油发动机最大输出功率与纯异辛烷最大功率之比。,第一节 汽油（Gasoline）,第一节 汽油（Gasoli
10、ne）,选择配制的标准燃料,未知油在试验机中燃烧,产生爆震,得到此时压缩机的压缩比a,在压缩比为a的试验机中燃烧,产生与未知油同程度的爆震,所选标准液含辛烷值的大小为试验液的辛烷值,汽油辛烷值测定过程,车用汽油：采用辛烷值（研究法）表示，90#，93#，97#。 航空汽油：采用“辛烷值/品度”表示。例如95/130、100/130，分别表明其辛烷值不得低于95、100，品度不低于130。,第一节 汽油（Gasoline）,2. 汽油抗爆性与其组成的关系 （1）汽油抗爆性与其化学组成的关系 汽油化学组成的差别是造成汽油抗爆性不同的主要原因。 汽油组成：含C5C12，烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃。,
11、第一节 汽油（Gasoline）,汽油抗爆性与其化学组成的关系,碳原子数相同的不同族烃类，辛烷值大小排列如下： 具有高度分支侧链的异构烷烃、异构烯烃和芳香烃环烷烃和带侧链较少的异构烷烃正构烷烃,结构形式相同的正构烷烃、烯烃：碳数辛烷值,汽油的族组成不同，抗爆性差别很大: 直馏汽油含芳香烃和异构烷烃量少，辛烷值一般为45-60； 催化裂化汽油，辛烷值较高，约为90左右。,汽油中的硫化物和氧化物汽油辛烷值降低。 硫化物影响汽油对提高辛烷值的添加剂的抗爆感受性。,第一节 汽油（Gasoline）,（2）汽油抗爆性与馏分组成的关系 同一原油的汽油馏分，辛烷值。 汽油使用和储存，轻组分的蒸发损失汽油辛烷
12、值。,第一节 汽油（Gasoline）,提高汽油辛烷值的方法,改变汽油的化学组分,加入抗爆剂,加入醇类,加入醚类,乳化汽油,爆震的危害,（3）提高汽油辛烷值的方法,四、汽油的安定性(stability) 安定性：燃料在常温下储存或使用时，保持本身性质不发生永久性变化的能力。 变质：部分组分被氧化。 现象： 出现颜色变黄、变深，产生粘稠沉淀物。 加有四乙基铅的汽油中出现灰白色沉淀。,第一节 汽油（Gasoline）,变质的危害,油路堵塞，供油量，发动机功率发动机经济性,沉积在火花塞上的胶质（高温）积炭短路发动机熄火,进气、排气阀上的胶质生成积炭阀门关闭不严密，粘住，或积炭着火烧坏阀门,气缸盖上胶
13、质片状积炭传热性能表面着火爆震,第一节 汽油（Gasoline）,第一节 汽油（Gasoline）,1. 评定汽油安定性的方法和指标,第一节 汽油（Gasoline）,不饱和烃,不饱和烃含量 （碘值）,硫含量,酸度,胶质含量,非烃化合物,诱导期,汽油氧化变质,碘值,碘值表示汽油中不饱和烃的含量。汽油的碘值，不饱和烃含量，抗氧化安定性差。,碘值：以100g油样所消耗碘的克数表示，gI100g。,测 定 方 法,碘-乙醇法,I2+H2OHIO+HI HIO+CH2=CH2CH2I-CH2OH （加成反应） 加入KI，即 2KI+3HIO+3HI2KI3+ I2+3H2O 加入Na2S2O3（硫代硫
14、酸钠）滴定，让KI3分解，KI3KI+ I2,第一节 汽油（Gasoline）,规定：航空汽油（喷气燃料），碘值0.05%。,第一节 汽油（Gasoline）,硫含量,规定：车用汽油，含S0.15%；航空汽油，含S0.05%。,硫化物易氧化促使油品变质，引起设备腐蚀。,测 定 方 法,燃灯法,将油品在规定的仪器中燃烧。 硫化物+O2SO2（燃烧） SO2+Na2CO3Na2SO3+CO2 用盐酸滴定剩余，间接测定硫含量。 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2 反应的物量关系： SSO2Na2CO3HCl（重量） 称为回滴法或剩余滴定法,第一节 汽油（Gasoline）,酸度,汽油中
15、不安定组分氧化,过氧化物（分解）,有机酸（汽油变质重要指标）,酸度：中和100mL油品中酸性物所需KOH的毫克数,规定：航空汽油：小于1 mgKOH/100mL 车用汽油：小于3 mgKOH/100mL,测 定 方 法,酸碱滴定,用95%乙醇在沸腾情况下将酸性物抽出，然后用已知浓度的KOH滴定； 酸碱中和反应。 记录KOH的用量，mg数。,第一节 汽油（Gasoline）,实际胶质,实际胶质：指100mL燃料在试验条件下所含胶质的mg数。,实际胶质是燃料在试验条件下加速蒸发时所具有的胶质，包括燃料中原来实际含有的胶质和试验过程中产生的胶质。,规定：国产汽油要求实际胶质不超过5mg/100mL。
16、,测 定 方 法,加速氧化,取25mL试油放在150的油浴中，用150热空气吹扫油面，直至全部蒸发、残留物重量不变为止。残留物即为汽油的实际胶质。,第一节 汽油（Gasoline）,诱导期,把一定量汽油置于100和6.865105Pa氧气条件下，将汽油未被氧化所经历的时间（min）规定为诱导期。,保证汽油在储存中不迅速生成胶质和酸性物质而变质的指标。汽油的诱导期汽油生胶倾向。,规定：汽油的诱导期360min，即至少可储存半年。,（ SH/T0237-92）不安定指数BZ16 ：在93下把汽油储存16小时后，测定其吸氧量和生成的总胶质，用不安定指数BZ16值表示。 BZ16值，汽油的储存安定性。,汽油的不安定组分是汽油储存中变质的根本原因,二烯烃、侧链上带双链的芳香烃和烯烃,苯硫酚,吡咯,二次加工汽油中含有少量的二烯烃和大量的烯烃。发生聚合反应胶质,催化裂化汽油和焦化汽油中含有微量酚类，在空气中氧化颜色逐渐由红色变为深褐色树脂状深色不可溶物质。,二次加
