本发明专利技术提供了一种柴油十六烷值的测定方法,所述方法通过建立燃料的风量和十六烷值的关系进行柴油十六烷值的测定,包括十六烷值测定机的风量-十六烷值幂曲线公式的建立和柴油燃料十六烷值的测定;其中,所述风量是指在标准操作条件下,燃料在燃烧过程中达到规定着火滞后期时的进气量。本发明专利技术所述的风量-十六烷值幂曲线法重复性好,精密度高,相对标准偏差小,满足GB/T386-2010标准中对方法重复性的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分析化学领域,具体涉及一种利用风量FCD幂曲线测定柴油十六烷值的方法,进而能够分析柴油抗爆性。
技术介绍
一般柴油发动机均是四冲程的压燃发动机,四个冲程分别是进气行程、压缩行程、工作行程和排气行程。在四个行程中,只有工作行程是有价值的,在这个行程中,活塞向上运行到上止点前时,气缸内的空气被压缩为高温高压,柴油喷入气缸并开始自行燃烧,燃气膨胀产生动力推动活塞由上向下运行,通过连杆带动曲轴转动柴油在柴油机中的燃烧过程,从喷油开始到全部燃烧终结,大体可分为四个阶段,即着火滞后期(滞燃期)、急燃期、缓燃期和后燃期。着火滞后期通常是指从开始喷油到燃料开始燃烧的时间间隔。发火延迟期的长短对以后的燃烧过程影响很大,因为这一时期结束时,气缸内已积累了大量柴油,而且经过了不同程度的物理和化学准备,因此发火后反应极为迅速,喷入的燃料就会立即燃烧,使气缸中的压力急剧上升。着火滞后期愈长,积累的燃料愈多,压力上升愈剧烈,发动机工作粗暴甚至会出现敲缸现象。影响柴油机中柴油燃烧过程的因素很多,燃料的理化性质就是影响燃烧过程的重要因素之一,其中主要是柴油的着火性能和蒸发性能。十六烷值即是用来评定柴油着火性能的。十六烷值愈高,则柴油的自燃性能愈好,着火滞后期愈短,发动机工作愈平稳。但是十六烷值也不能过高,否则不仅发火性能很少改善,而且在高温时分解出难于燃烧的碳粒,随废气排出气缸,使发动机冒黑烟,燃料单位消耗量增大,污染环境。现行国家标准GB/T386-2010采用ASTMD613-2008柴油十六烷值测定法。该方法是在试验发动机的标准操作条件下,将测试柴油的着火性质与已知十六烷值的标准燃料混合物进行比较来测定的。其中标准燃料分为正标准燃料和副标准燃料。正标准燃料是指正十六烷(规定其十六烷值为100)和七甲基壬烷(规定其十六烷值为15)及其按体积比配制的混合物。副标准燃料是指经过精心选择、具有稳定十六烷值、并可代替正标准燃料、用于测算柴油十六烷值的高十六烷值烃类燃料和低十六烷值烃类燃料及其按体积比组成的混合物。这两个燃料分别称为:T燃料和U燃料。按照GB/T386-2010规定的方法,每测定一个试样燃料都必须分析两个标准燃料,代入公式(I)计算出测试燃料的十六烷值。CN=CN1+(CN2-CN1)·(a-a1)/(a2-a1)(I)式中:CN表示试样的十六烷值;CN1表示低着火性质标准燃料的十六烷值;CN2表示高着火性质标准燃料的十六烷值;a表示试样三次测定手轮读数的算术平均值;a1表示低十六烷值标准燃料三次测定手轮读数的算术平均值;a2表示高十六烷值标准燃料三次测定手轮读数的算术平均值。上述方法中,要求试样的十六烷值须在两个标准燃料的十六烷值之间。由于事先不知道待测燃料的十六烷值,标准燃料的选择必然只能依靠经验。这就对操作者的经验和专业水平提出很高的要求。一旦预测不准,就不得不反复测定,直到确定下两个合适的标准燃料。可见,上述方法操作非常繁琐。但是与已经废止的国家标准GB/T386-1991比较,现行标准的技术水平和检验标准并没有显著的提升。具体比较见表1。表1GB/T386-2010和GB/T386-1991精密度变化另外,GB/T386-2010标准规定的柴油十六烷值测定方法依赖的标准柴油机被美国材料与试验协会(简称ASTM)CFR机垄断,机组价格年年攀升,至今达600万人民币以上。给实际使用单位造成沉重的经济负担。为此,中国石油化工股份有限公司组织,抚顺石油化工研究院会同上海沪顺公司开发出一款新的基于风量调节的十六烷值测定机,以及基于该测定机的风量FCD法测定柴油十六烷值的技术。所述风量是指在标准操作条件下,燃料在燃烧过程中达到规定着火滞后期时的进气量。所述测定机的结构和工作原理在中国技术专利(公开号CN204060947U,公开日期2014年12月31日)中公开。该技术的十六烷值测定机,通过控制进入燃烧室的进气压力来控制压缩冲程终了时燃烧室内的压力和温度,使每个燃料(包括测试燃料和标准燃料)都获得准确的着火滞后期20°。进气压力大,进气量就大,压缩冲程终了时燃烧室内的压力和温度就高,测定的十六烷值就低;进气压力小,进气量就小,压缩冲程终了时燃烧室内的压力和温度就低,测定的十六烷值就高。燃料的进气量(风量)由气量表读出。根据试样的气量表读数,选择差值不大于5个十六烷值单位、且试样的气量表读数处于两者的气量表读数之间的两种标准燃料。分别记录试样、两种标准燃料的气量表读数,代入下述公式(II),用内插法计算试样的十六烷值。CN=CN1+(CN2-CN1)·(a1-a)/(a1-a2)(II)试中:CN表示试样的十六烷值;CN1表示低着火性质标准燃料的十六烷值;CN2表示高着火性质标准燃料的十六烷值;a表示试样的气量表读数算术平均值;a1表示低十六烷值标准燃料气量表读数算术平均值;a2表示高十六烷值标准燃料气量表读数算术平均值。上述基于风量FCD法仍未摆脱ASTMD613-2008柴油十六烷值测定法的框架,仍都在采用内插法技术,必须依赖两种标准燃料。因此,虽然测试设备成本有所下降,但是分析效率未能提高。因此,有必要开发出一种更经济、更简便易行、且灵敏可靠的柴油十六烷值的测定方法。此方法能够为日后分析设备自动化,分析设备在线仪表化做理论基石。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的、精确、高效的柴油十六烷值测定方法,为实现柴油十六烷值测定设备的自动化、装置生产在线分析仪表化提供有力的技术支持和理论依据。该方法利用风量FCD幂曲线法分析柴油十六烷值,仅用一个标准燃料或者不使用标准燃料就能够完成十六烷值的测定。为了解决上述技术问题,本专利技术采用了如下的技术方案:一种柴油十六烷值的测定方法,所述方法通过建立燃料风量和燃料十六烷值的关系进行柴油十六烷值的测定,所述风量是指在标准操作条件下,燃料在燃烧过程中达到规定着火滞后期时的进气量,包括十六烷值测定机的燃料风量-十六烷值幂曲线公式的建立和柴油燃料十六烷值的测定。优选的,十六烷值测定机的燃料风量-十六烷值幂曲线公式的建立,具体步骤包括:(1)建立测定机的风量-十六烷值风量曲线图将两种十六烷值差值大于50CN的副标准燃料按照一定比例制备成一系列不同十六烷值的标准燃料,测试各标准燃料的风量;以风量为横坐标,十六烷值为纵坐标,绘制测定机的风量-十六烷值曲线图;(2)建立测定机的风量-十六烷值幂曲线公式依据步骤1得到的风量-十六烷值曲线图,采用统计拟合方法,建立测定机的风量-十六烷值幂曲线公式。优选的,所述副标准燃料为十六烷值=75.2CN的T-26和十六烷值=19.4CN的U-19。优选的,所述规定的着火滞后期为20°。优选的,所述柴油燃料十六烷值的测定,具体操作为:已经建立风量-十六烷值幂曲线公式的十六烷值测定机,在标准操作条件下,测定柴油试样的风量,代入所述风量-十六烷值幂曲线公式,计算出柴油十六烷值。优选的,本专利技术所述测定机采用基于风量的调节的十六烷值测定机;更优选的,本专利技术所述测定机采用抚顺石油化工研究院生产的FCD-Ⅱ型十六烷值测定机。优选的,所述标准操作条件为:发动机转速为1000±10r/min,喷油器流量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种柴油十六烷值的测定方法,所述方法通过建立燃料的风量和十六烷值的关系进行柴油十六烷值的测定,包括十六烷值测定机的风量‑十六烷值幂曲线公式的建立和柴油燃料十六烷值的测定;其中,所述风量是指在标准操作条件下,燃料在燃烧过程中达到规定着火滞后期时的进气量。
【技术特征摘要】
1.一种柴油十六烷值的测定方法,所述方法通过建立燃料的风量和十六烷值的关系进行柴油十六烷值的测定,包括十六烷值测定机的风量-十六烷值幂曲线公式的建立和柴油燃料十六烷值的测定;其中,所述风量是指在标准操作条件下,燃料在燃烧过程中达到规定着火滞后期时的进气量。2.根据权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述十六烷值测定机的燃料风量-十六烷值幂曲线公式的建立,具体步骤包括:(1)建立测定机的风量-十六烷值风量曲线图将两种十六烷值差值大于50CN的副标准燃料按照一定比例制备成一系列不同十六烷值的标准燃料,测试各标准燃料的风量;以风量为横坐标,十六烷值为纵坐标,绘制测定机的风量-十六烷值曲线图;(2)建立测定机的风量-十六烷值幂曲线公式依据步骤1得到的风量-十六烷值曲线图,采用统计拟合方法,建立测定机的风量-十六烷值幂曲线公式。3.根据权利要求1或2所述的测定方法,其特征在于,所述副标准燃料为十六烷值=75.2CN的T-26和十六烷值=19.4CN的U-19。4.根据权利要求1或2所述的测定方法,其特征在于,所述规定的着火滞后期为20°。5.根据权利要求1至4中任一项所述的测定方法,其特征在于,所述柴油燃料十六烷值的测定,具体操作为:已经建立风量-十六烷值幂曲线公式的十六烷值测定机,在标准操作条件下,测定柴油试样的风量,代入所述风量-十六烷值幂曲线公式,计算出柴油十六烷值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的测定方法,其特征在于,所述十六烷值测定机采用基于风量调节的十六烷值测定机;优选的,所述十六烷值测定机采用抚顺石油化工研究院生产的FCD-Ⅱ型十六烷值测定机。7.根据权利要求1至6中任一项所述的测定方法,其特征在于,所述标准操作条件为:发动机转速为1000±10r/min,喷油器流量6.7±0.1mL/min,着火提前角20°。8.根据权利要求6或7所述的测定方法,其特征在于,所述FCD-Ⅱ型十六烷值测定机,在着火滞后期为20°和上述标准操作条件下,建立的风量-十六烷值幂曲线为:Y=1847.4X-0.568。9.根据权利要求1至8中任一项所述的测定方法,其特征在于,还可以包括用标准燃料校正已经建立的风量-十六烷值幂曲线公式;优选的,所述标准燃料选自十六烷值在40CN~55CN范围内的任一标准燃...
【专利技术属性】
技术研发人员:王海青,丁明林,武金伦,江兴珠,于林,戴磊,章连荣,李舜,陈晓敏,柯圣钦,杨琦,吴林选,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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