华白指数.docx

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华白指数

华白指数

华白指数是表示热负荷的参数（发热指数）。

具有相同华白指数的不同的燃气成份，在相同的燃烧压力下，能释放出相同的热负荷。

低华白指数是被测燃气的净热值除以相对密度的平方根

低华白指数=净热值/相对密度,

高华白指数是被测燃气的总热值除以相对密度的平方根

高华白指数=总热值/相对密度,

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目录1

历史2

1.应用3

2气体特性4

3.燃气热值仪-RBM型6

3.1概况6

3.2测量原理7

3.3安装图10

4.燃气热值仪-WI型11

4.1测量原理11

4.2华白指数型13

4.3热值型13

4.4安装图14

5防爆处理15

附：

热值仪选型表18

历史

德国莱纳克测量控制技术有限公司（ReinekeMess-undRegeltechnikGmbH），从1912年成立起就开始生产燃气测量仪，用于测量高低热值（BTU），华白指数，密度和最少空气要求。

现在推出我们的最新型的热值仪。

环保条例和节能高效的原则，要求为广大工业用户提供更为复杂和先进的测量仪。

Reineke燃气热值仪具有响应快，精度高，易于标定，操作方便，维护费用低等特点，是燃气行业中广泛应用的最可信赖的热值仪之一。

产品经德国技术监督协会（TÜV）和其他国际检验机构审核，并且通过DINENISO9001认证。

1.应用

Reineke测量控制技术有限公司生产的燃气热值仪在世界各地，广泛地应用于下述各种工业装置：

∙∙       联合循环电站的燃气轮机

∙∙       天然气工业

∙∙       LPG液化石油气/空气混合站

∙∙       石化厂

∙∙       冶炼厂-尾气混合

∙∙       钢铁厂

∙∙       焦化厂

∙∙       城市煤气供给系统

∙∙       沼气和垃圾填埋气

∙∙       玻璃和陶瓷工厂（温度控制）

∙∙       多种成份燃气的混合和/或燃烧

∙∙       燃烧室和工业窑炉的燃料气体控制

2气体特性

以下为这些测量仪所用到的参数的解释，描述部分取自相应的技术标准。

净热值

燃气的净热值就是燃气完全燃烧后冷却到初始状态（环境温度：

+273.15K,1.01325bar）时所释放出来的热量，其中燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在。

（

=低位热值=净热值）

总热值

燃气的总热值就是燃气完全燃烧后冷却到初始状态（环境温度：

+273.15K,1.01325bar）时所释放出来的热量，其中燃烧产物中的水蒸气凝结成水。

（

=高位热值=总热值）

相对密度d（比重）

相对密度是指在相同的大气压力和温度条件下，将燃气的密度除以空气的密度。

（系数n代表正常情况，即T=273.15K，P=1.01325bar）

华白指数

或

华白指数是表示热负荷的参数（发热指数）。

具有相同华白指数的不同的燃气成份，在相同的燃烧压力下，能释放出相同的热负荷。

低华白指数是被测燃气的净热值除以相对密度的平方根

低华白指数=净热值/

相对密度,

高华白指数是被测燃气的总热值除以相对密度的平方根

高华白指数=总热值/

相对密度,

最少空气需求量，

最少空气需求量是指完全燃烧所需的空气量。

完全燃烧意味着供给燃烧炉的燃气全部被燃烧。

此参数用于所控制的燃烧设备，其燃气/空气比例不受华白指数控制，而主要由

直接控制。

（注：

净热值取决于最少空气需求量

和密度）

3燃气热值仪-RBM型

3.1概况

燃气热值仪RBM2000型是Reineke公司与BFI（企业研究所，德国杜塞尔多夫）共同开发的。

该仪器能够对燃气的燃烧特性进行快速和非常精确的测量。

所测量的燃烧特性包括燃气的标准密度，最少空气需求量，热值和华白指数。

此燃气测量仪的测量方法属于非卡路里的测量步骤，它通过测量燃气密度，燃气分子量和剩余氧气含量等燃气的物理性质来进行计算得出所需的测量值。

RBM2000燃气热值仪具有极快的响应时间（T90=10秒），测密度时为T90=5秒；很高的测量精度（+/-1%），测天然气时可达到+/-0.8%。

长周期的测量稳定性是它的又一个优点。

它不受环境条件的影响（温度与压力），但应提供正常电气元件所要求的工作条件。

此热值仪曾在一家大型的石化工厂经过2年的测试，现已发展成一个非常成熟的产品了。

电子和测量技术的改进使得该测量仪使用起来使用非常简单和方便。

输出信号为：

华白指数Wu（或Wo），热值Hu（或Ho），最少空气需求量Lmin和比重d（或标准密度ρn）的4-20mA信号，可由用户进行处理。

该热值仪特别适用于因燃气质量波动，要求在极短时间内必须调控的燃烧过程控制。

因为该仪器对气体质量波动的检测，具有极高的灵敏度和极快的响应时间，它可有效地检测天然气输送中的燃气质量。

由于仪器具有长周期的稳定性和配制自动校正功能，使它能够进行连续地检测。

它还能够很好地检测石化工厂里的燃气特性。

在那里，大多数时间根本不知道被测气体的成份。

由于仪器可设置各种测量量程，它还特别适用于检测像高炉煤气这类低热值的瘦气。

测量焦炉煤气也是该热值仪的典型用途之一。

在此情况下，推荐使用由BFI/Reineke为焦炉煤气开发的气体过滤装置。

此外，燃气轮机发电机常采用生产过程中产生的高炉、焦炉煤气同天然气混合后的混合气来发电。

但是生产过程中产生的高炉、焦炉煤气的质量波动很大，这些波动必须被精确、快速和连续地检测以使控制系统进行调节。

3.2测量原理

使用两种测量原理来分析燃烧特性。

一方面测量排出气中的剩余氧气含量，另一方面测量流经风笛管的燃气频率。

在分析时，约100l/h的燃气流过分析仪。

在此过程中，气体流过风笛引起震动，此频率取决于燃气的声音速度。

频率由一麦克风记录下并被转换成一个模拟的电压信号。

结合所测的燃气温度，密度可由以下公式算出：

=

常数K（比例系数）由标定决定。

燃气与空气混合后在燃烧室内充分地燃烧。

在燃烧室的顶端有一个氧化锆（ZrO2）传感器，用来测量排放气里的剩余氧气浓度。

燃气的最少空气需求量由燃烧室周围的氧气平衡及所测得的密度得出，因为空气和燃气的体积量是恒定的。

被测燃气的热值和华白指数可从密度和最少空气需求量的关系式计算出（

）。

有多种不同的比例关系选择，如天然气，焦炉气和瘦气（高炉气）等。

这个比例关系是经深入研究的结果，是非常精确的（精度达0.1–0.5%，取决于被测气体）。

输出信号被传送到可编程控制单元作进一步处理，燃烧特性被计算和转换成各自的一个模拟输出信号（4-20mA）。

测量装置由电子设备控制。

若缺少空气或燃气，燃气供给将被立即切断以确保安全。

燃气/空气混合物在燃烧室内由自动点火装置自动点火。

可以在前面板上容易地进行调节，设定各种参数。

整个程序被集成在一个EPROM内，使之能够经常更新程序或优化对任何待测燃气的测量。

燃气热值仪RBM2000测量原理图

3.3安装图

燃气热值仪RBM2000带风机

4燃气热值仪–WI型

∙∙       （测华白指数）

型号：

WI/W手动标定

型号：

WI/WA带微处理器控制自动标定

（也可手动标定）

∙∙       （测热值）

型号：

WI/H手动标定

型号：

WI/HA带微处理器控制自动标定

（也可手动标定）

4.1测量原理

燃气热值仪的测量原理是基于当燃气与空气混合燃烧，通过冷空气使排气温度恒定于5°C变化范围内的原理进行测量的。

由于燃烧温度变化会改变燃气的质量，此时须加入一定量的冷空气。

所需的冷空气量与测量值成比例，由此可计算出热值。

被测燃气（gas）流过孔板（58）进入燃烧室（57）并在燃烧室的顶部燃烧。

初级和次级空气（air）由风机（fan）输送，通过空气控制阀（3）和孔板（59）进入烟道（33）。

热的排放气与冷空气在混合室（56）内混合，加热膨胀管（29）（起温度传感器的作用），最后通过排气管（27）的出口排到大气中。

通过改变膨胀管（29）的长度来带动联杆（37）移动，可以调节空气入口喷嘴（38/39）的大小，进而控制空气进入得多一些或少一些。

空气喷嘴（38/39）和节流阀（60）是一个联动机构，其压力变化用来控制空气控制阀（3）的开度和所需的冷空气量。

由此在空气孔板（59）前形成一个压力变化，它与测量值（即输出信号）的平方成比例。

指示表显示这个压力，还可通过切换三通阀来测试燃气的压力。

燃气热值仪WI型测量原理图

4.2华白指数型（WI/W）

被测燃气通过精密压力调节阀（42），在恒定的压力下（3.5mbar+0.03mbar相应于0.05psi+0.0004psi）被送到燃烧室（57）。

燃烧室的热量随净（低）热值，相对密度d和华白指数的变化而变化。

输出信号是空气孔板（59）前的压力，它与华白指数的平方成比例。

4.3净热值型（WI/H）

待测燃气通过精密压力调节阀（42）被送到燃气泵（24），燃气泵输送恒定量的燃气（与燃气密度无关）到燃烧室（57）。

燃烧室的热量只随净热值的变化而变化。

如果燃气的体积流量是恒定的，则燃烧室的热效率与净热值成比例：

燃烧室的热效率=流量x净热值

输出信号是空气孔板（59）前的压力，它与净热值的平方成比例。

4.4安装图

燃气热值仪WI型带风机

5防爆处理

Reineke提供两种在危险区域应用的解决办法。

1.1.                 防爆型机箱，用铸铁材料制成，在空气入口和排气出口安装了阻火器

一级，一区：

仅适用于WI型的热值仪

2.采用吹扫系统的防爆机箱。

燃气热值仪被安装在钢板或聚酯箱内，在空气入口和排气出口安装了阻火器。

使箱体内部通过空气或氮气吹扫装置始终处于连续的正压状态下工作。

一级，二区：

适用于RBM型和WI型的热值仪

防爆系统（一级，一区：

仅适用于WI型的热值仪）

防爆系统（一级，二区：

适用于RBM型和WI型的热值仪）

ReinekeCalorimeterApplicationDataSheet

热值仪选型表

Project（项目名称）：

Company（单位）：

Address（地址）：

Contact（联系人）：

Phone（电话）：

Date（日期）：

Fax（传真）：

Note（注）：

（请在您需要的“□”内打“√”）

1.1.     TypeofGas（气体的种类）

□□               CokeOvenGas（焦炉煤气）

□□               BlastFurnaceGas（高炉煤气）

□□               CokeOvenGas+BlastFurnaceGas（焦炉高炉混合煤气）

□□               LiquifiedPetrochemGas（液化石油气）

□□               LandfillordigesterGas（沼气）

□□               Refinerytallandflare（精炼尾气）

□□               Other（其它种类气体）

2.2.     GasComposition（Vol.%orMol.%）（请详细写明各种气体百分比含量）

3.3.     GasContamination（Vol.%orMol.%）（mg/m³）

（请详细写明各种杂质百分比含量，如：

硫化氢，水，焦油，灰尘等单位立方含量）

4.4.     Application（应用）

□DirectControl（直接控制）□MonitoringOnly（仅监测）

□□               FastSpeedResponse（快速反应时间）：

T90%：

____________秒；T50%：

____________秒；

5.5.     TemperatureofGas（燃气温度）：

6.6.     PressureofGas（燃气压力）：

7.7.     KindofMeasurement（测量种类）

□Netcalorificvalue（净热值）□Grosscalorificvalue（总热值）

□Wobbe-index（华白指数）□Density/Specificgravity（密度/比重）

□Energyheatflow（能量流）□Minimumairrequirement（最少空气要求）

8.8.     MeasuringRange（测量范围）

∙∙       Net/Grosscalorificvalue（净/总热值）（ISTU/SCP=37.2KJ/NM³）

Minimum（最小）：

Maximum（最大）：

∙∙       Wobbe-Index（华白指数）

Minimum（最小）：

Maximum（最大）：

∙∙       Density（密度）（kg/m³）/Specificgravity（比重）

Minimum（最小）：

Maximum（最大）：

9.9.     MeasuringAccuracy（测量精度）：

10.10. PowerSupply（供电的种类）

□220VAC50HZ□110VAC60HZ□220/380V

11.11. OutputSignal（输出信号）

□0-20mADC□4-20mADC

□□               OtherOutput（其它输出要求）

12.12. InstallationPlace（安装地点）

□□               AirPressure（大气压力）：

mbar

□□               AmbientTemperature（环境温度）：

°C

□□               Surroundings（环境状况）：

Normal（正常）/Corrosive（腐蚀性）/Dusty（灰尘）/Moist（潮湿）

13.13. Distancebetweensamplepointandcalorimeter（气体取出口到热值距离）：

14.14. DegreeofProtection（防护等级）

Wall-mountingcase（箱体）：

Fan（风机）：

15.15. ExplosionProof（防爆等级）

□Normal（普通）□Explosion（防爆）：

16.16. SpecialRequirement（Ifneedsampleconditioningsystem）

（特殊要求，如：

是否需要气体净化处理装置？

）

17.17.OtherSpecifications（其它要求）