航空煤油烟点的测试方法及其影响因素
摘要: 烟点是在规定条件下,油品在标准灯中燃烧时,不冒烟火焰的最大高度,以(mm)表示。它是控制航空煤油积炭性能的重要指标。航煤烟点的测试要求试样在一个封闭灯芯灯中燃烧,被测试样的最大无烟火焰高度。封闭的灯芯灯需用已知烟点的纯烃混合物进行校正。目前,航煤烟点的测试方法主要有:手动仪器测试方法和自动仪器测试方法,两种测试方法各有优缺点,测试条件、影响因素也不尽相同,下面就从两种测试方法入手,加以探讨 。

引言:

烟点是控制航煤积炭性能的规格指标。烟点值愈大,燃料生成积炭倾向越小。它与以下因素有关:芳香烃含量越高,烟点越低;馏分越重,烟点越低;芳香烃衍生物萘系烃含量越高,烟点越低;不饱和烃含量增加,烟点也会变低;实际胶质含量高,烟点也变低;油品含芳烃量越低,烟点越高。由于烟点与燃料燃烧产物的潜在辐射传热有定量关系,又因为辐射传热对燃气涡轮发动机的燃烧器衬里和其他部件的金属温度有很大的影响,所以,烟点提供了航煤燃烧特性和这些部件使用寿命相关依据,因此,航煤烟点测试结果准确与否尤为重要,从而对测试条件和测试方法及仪器有严格的要求。

一、 测试方法:

1.手动仪器测试方法

a) 仪器:SYP2201-1手动烟点测定仪

b) 空盒气压计:精度为±0.5kPa

c) 专用灯芯:符合GB/T 382-2017要求,用等体积的甲醇和甲苯萃取、干燥后,保存在干燥器中。

d) 移液管:校准过的 50ml,25ml,20ml,15ml,10ml,5ml各一支

e) 量筒 25ml

f) 试剂及耗材:

1.1甲苯,AR级

1.2异辛烷,AR级

1.3无水甲醇,AR级

1.4正庚烷,AR级

1.5标准燃料混合物:由甲苯和异辛烷按表1配制而成。

g) 分析步骤:

1) 仪器校准:当仪器、操作者改变或者大气压改变大于0.7kPa时,应当重新校准仪器

2) 校准方法:用1.5规定的两种标准燃料混合物烟点的测定来校准仪器。样品烟点尽可能落在(或者最接近)或者最接近两种标准燃料混合物的烟点值之间。

3) 仪器校正系数的计算:f=33.png ……………(1)

式中:

As---第一种标准燃料混合物烟点的标准值,单位(mm);

Ad---第一种标准燃料混合物烟点的测定值,单位(mm);

Bs___第二种标准燃料混合物烟点的标准值,单位(mm);

Bd---第二种标准燃料混合物烟点的测定值,单位(mm);

4) 分析步骤:

a、储油器的组装:取一根专用灯芯,长度不小于125mm,用试样润湿后,装入灯芯管(采用灯芯组装件安装)。

b、室温下,量取试样约20ml,倒入干燥、清洁的储油器中。

c、将灯芯管装入储油器中旋紧,并将不整齐的灯芯头剪平,灯芯突出灯芯管6mm。

d、把储油器插入SYP2201-1手动烟点测定仪灯中,点燃灯芯并调节火焰高度大约10mm,持续燃烧5分钟,然后,升高灯芯到出现油烟,然后,缓慢降低火焰高度,到火焰尖头刚刚消失,出现轻微钝化的火焰。

e、眼睛观察,读取烟点仪标尺刻度,重复读取3次,变化值不超过1mm,即为测试烟点值。

f、测试完成,将储油器取出,用正庚烷冲洗,吹干,以备再用。

2、自动仪器测试方法

a) 仪器:SP20自动烟点测定仪

b) 试剂及耗材:同手动仪器

c) 仪器校准:已有校准数据库,用1.5规定标准燃料混合物烟点完成自动校准。

d) 分析步骤:

a、 开机:接通电源,按下仪器后面板上的电源开关开机,仪器开始自检,开机界面如图1所示;

b、 点击首页“测试”图标菜单,进入测试界面;

c、 样品准备:用量筒准备20ml左右的样品(不能少于10ml);

烟点灯准备:使用经过萃取的灯芯(长度不短于125mm)安装在储油器上,灯芯需先在样品里浸泡2分钟,灯芯安装步

d、 将装好的烟点灯居中放在烟点灯传送带卡槽里,并在“测试”界面输入样品名字,样品类型和操作者;

注:烟点灯及灯芯一定要竖直不能倾斜;

保持烟点灯传送带周围空间无任何物体,确保烟点灯能自由的上下移动;

测试过程中不能触碰传送带;

在测试期间,避免设备周围有任何气流流动;

e、 结果:测试结束后仪器会自动弹出测试结果并伴有蜂鸣提醒声;

f、 关机:仪器使用结束后在软件首页点击关机按钮关机,如图4所示,待屏幕黑屏后再关闭仪器后面板上的电源开关,若长时间不用请拔掉电源线并用布遮住仪器。

二、 航煤烟点测界面试影响因素

以上两种烟点测试方法,测试过程存在样品特性(含芳香烃、萘系烃等)、样品量 、杂质含量、水分大小、大气压变化、环境湿度、气流、人眼视差等因素的影响。下面从几个方面加以阐述,以期得到更加适宜的分析条件,获得准确的分析结果,更好地为优化生产过程提供依据 。

注:标准烟点混合物烟点结果,均用自动烟点仪测试。

从上表可以看出,随着大气压的升高,烟点值在逐渐减小,所以,注:标准烟点混合物烟点结果,均用自动烟点仪测试。

从上表可以看出,101.3kPa标准大气压下,随着测试环境湿度的升高,烟点值也在逐渐减小,在湿度40%时,测试结果最接近真值 。

表1手动和自动测试方法对测试结果的影响统计表

34.png

从上表可以看出,手动测试方法测试偏差大,结果不规律;自动测试方法测试偏差小,更接近真值,准确度高。

三、 结论:通过以上手动、自动测试方法的介绍和航煤烟点影响因素的分析,可以得出如下结论:1)取样量15ml最合理;2)测试湿度40%RH最适宜;3)样品测试需进行大气压力校正;4)样品含水量影响测试结果,需要进行样品过滤除水;5)样品中芳香族萘系烃影响测试结果,需要进行工艺控制,进一步减少萘系烃;6)人眼视觉误差影响测试结果,优选自动仪器测试方法。

四、 参考文献:1.GB/T 382-2017煤油和喷气燃料烟点测定法。

2.<<化验员读本>> ,刘珍主编。