醇基燃料的应用现状和发展建议
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煤气与热力GAS & HEAT第39卷第6期2019 6 月Vol. 39 No. 6Jun. 2019-燃气气源与加工利用-醇基燃料的应用现状和发展建议潘季荣,高华伟,解东来,罗浩(深圳中燃哈工大燃气技术研究院有限公司,广东 深圳518033)摘要:基于醇基燃料应用举步维艰的现状,简述醇基燃料的基本性质,从醇基燃料的现行 产S标准、生产规范性以及使用安全性3个方面进行探讨,指出醇基燃料存在产晶标准落后、生产 调配工艺不规范、使用过程爆炸威力强且危害半径大、灶具生产水平有待进一步提高等问题,提出 发展建议%关键词:醇基燃料;产S标准;生产规范;安全性中图分类号:TU996.6 文献标志码:B 文章编号:1000 -4416(2019)06 -0B25-03醇基燃料是以醇类物质(甲醇CHOH、乙醇 C2H5OH、丁醇C4H9OH等)为主体配制的燃料总 称,是按特定工艺配方勾兑而成的一种液体燃料,成 分复杂[1]o它具有清洁、经济等优势,在餐饮、酒店 等行业广泛应用。然而,近年来我国部分城市例如 深圳、浙江嘉兴、 、江 等 用醇基燃料,武、 等城市 发 加强醇基燃料安全监管的文件。醇基燃料曾 为是清洁 的新燃料,如 发展应用 。基此,本文 醇基燃料存在的 展 。22.1清洁性醇基燃料由于本身含氧,燃烧时需氧量较少。燃 分时, 有 ,主 物为二和水。醇基燃料 ,燃物 。 ,醇基燃料 为是 .的最清洁的燃料之一'2( o2.2毒性醇基燃料主 分为甲醇,甲醇是一种稳定性的 发的可燃性液体, 64.7 4 :能由液 为气相。 体 甲醇蒸气,会出现失明、视线模糊、头痛胸闷等中毒症状。 ,醇基燃料燃 分 发 经 体甲醛和甲酸。甲是一种 物质,长 在有甲醛的 使 。而甲 现的症状先是眩晕感,1~2h 、恶心、呕吐、视等,严重者 ,乃至死亡。2-3易燃易爆性醇基燃料主 分甲醇的闪点很低,仅为124。甲醇 如果在一个密闭的空间积聚,微弱的火星都能引燃。 ,醇基燃料使用 厨房通风、强制排风效果要求非常高。但是很多中小型工商业 用户不具备这个条件,通常 采用报警装置,存在大的安全隐患。 ,甲醇 与 混合物的爆炸极限为6% -36.5%,范围较宽,危险性大。33.1产品标准问题品标准是产业化发展的基础,1996年我国颁 布了第一个醇基燃料国家标准GB 16663 —1996《醇 基液体燃料》(以下简称GB 16663 —1996)。该标准 发布实施后,一直未做修订,该标准已远远落 行 业发展的步伐,各种缺陷逐渐暴露。① GB 16663 —1996的 条件中,没有明确作者简介:潘季荣,女,工程师,硕士,从事能源应用研究工作收稿日期:2018 -10 -26;修回日期:2019 -05 -06• B25
-第39卷第6期煤气与热力www. gasheat, cn对醇基燃料的 加以限制,这 使得燃料 ■业在 行该标准 现较大" 醇基燃料大多数是以甲醇为主, "家为了提高 ,在燃料中加桂,例如液化石油气残液、汽油等。但是,醇基燃料加 ,随着 升高,其饱和 成 力卩。灶具使用这种含多的醇基燃料,存在 大的安全隐患,易发生 具爆炸事故[3]"② 与该国家标准配套的农业行业标准NY312-1997《醇基民用燃料灶具》(以下简称NY 312—1997), 一直未做修订,存在 作上的 。该行业标准 定 具额定工作 ! 0.2MPa, 有 定 具工作使用的醇基燃料 的 限值。③ 醇基燃料作为天然气和液化石油气的替代品,在餐饮业 广使用。但是醇基燃料中的甲醇等挥发性有 在餐饮使用 体吸入, 的身体 成 ,在 甲醇等 一定范围 能会引发爆炸的危险。而现行标准缺 安全方面的要求,不能适应醇基燃料市场发展需求。3.2生产规范问题醇基燃料 工艺 料调配和生物质能源合成两种, 条 限制,目前市 的大部分醇基燃料为调配型。如 ,醇基燃料是一种多组分的混合燃料,GB 16663 —1996 主要分做 定, 而 分的 求 是 行限制。 行业标准中缺 醇基燃料添加组分 的规定,市 醇基燃料 混杂。 业为 成本,在醇基燃料的调配 范。例如: 随着市场的扩大,一 发展加盟合作。加的 成熟的 重产品质量,有的在工业甲醇的基础 加大水的比例,严重 醇基燃料的 和使用效果, 严重。有的在原料 使用 的 醇, 加 加 的 配, 醇基燃料在厨灶的使用 现、刺眼等 。3.3使用安全问题醇基燃料 具有易燃易爆性等特点,在使用过程中应该加强安全管理。下从使用醇基燃料 能引 的爆炸危险 、 具 等方 展 分 , 醇基燃料在使用安全 在的 。3.3.1爆炸危险性分析①爆炸威力TNT当量质 用 非核爆炸 的能量,是用 能量的TNT炸药的质 爆炸能量的一种 。 爆炸为近 爆炸, 的 作用,爆炸总能量为实际爆炸能的1-8倍⑷。爆炸总能 爆炸的TNT 质分别按式(1 )、(2)算⑷。!0 =1.8 (1)式中----爆炸总能量,kj!— 云爆炸的效率因子"—醇基燃料 ,kj/kg#------ 云中燃料的总质量,kg#tnt---爆炸的TNT当量质量,kg$TNT—TNT 的爆炸热,kj/kg以典型的15 kg醇基燃料钢瓶为例进行计算。 蒸气云爆炸的效率因子!取4%⑷;根据GB 16663—1996中一级醇基燃料的低热值,"取 21 000 kj/kg;当15 kg醇基燃料钢瓶全部泄漏发生 爆炸时,此时#为15 kg。TNT的爆炸热$nt取 4 520 kj/kg⑷。 钢瓶内醇基燃料全部泄漏并发云爆炸时,式(1 )、(2)算结果,爆炸的 TNT- 质量约为5kg°为 方便理解5 kg的 TNT的 , 换算成常 器的 。常 器中,一颗手榴弹的TNT 质量约为0. 226 kg, 一枚反坦克地雷的TNT 质量约为5 kg。也就 是说,放在餐馆或居民厨房的醇基燃料钢瓶,其威力22颗手榴弹或者1枚足以炸毁坦克的反坦 克地雷。②危害半径凝聚 能材料爆炸 的冲击波的破坏作用, -冲量准则具有普。在安全分 ,通常把冲击波的破坏范围分为死亡区、重伤区、轻伤 区和财产损失区。在 云爆轰时,其冲击波参数 可用下式计算[5]oIn $%= -0.912 6 -1.505 8£+0.167 5!2 -%00.032!3 (3)• B26 -www. gasheat. cn潘季荣,等:醇基燃料的应用现状和发展建议39 6式中$---冲击波正相最大超压,kPa%0 ——环境大气压,kPa,取101.325 kPaE—中间&---- 云爆炸的冲击波损害半径,m'—半径编号在离爆炸中心一定距离的地方, 随着时间发 。爆炸开始时, 突然升高,一个很大的正 , 衰减,在很短的时间内正 至负压。如 复循 , 渐衰减下去。在 程中,开始 的最大正 即为冲击波正 大 [6]o 各类冲击波损害半径,讨 半径编号,'=1、2、3、4分 死亡半径&、重伤半径&2、轻伤半径&、财损失半径 &- ,在冲击波作用下,人员耳膜破裂概率为0.5时的损害半径为重伤半径& ;耳膜破裂的概率 为0.01的损害半径为轻伤半径&[5]"各个冲击波损害半径的冲击波正 大 $见表1"表1各个冲击波损害半径的冲击波正相最大超压⑸冲击波损害半径/kPa死亡半径100.0重伤半径44.0轻伤半径17.0财产损失半径13.8样以典型的15 kg的醇基燃料钢瓶进行计 算。计算死亡半径&时,的取值为100.0 kPa, 爆炸点到&之间的圆形区域为死亡区;计算重 伤半径&时,$的取值为44 kPa,&与&之间形 成的环形区域为重伤区;计算轻伤半径&时,$的 取值为17 kPa,&与&之间形成的环形区域为轻 伤区; 算财产损失半径&时,$的取值为13.8kPa时,&与&之间形成的环形区域为财产损失 区[5]o 算 的损害半径分别如下:死亡半径&为3.47叫重伤半径&为5.76叫轻伤半径 &为11-23叫财 损失半径&为13.16 m。3.3.2 具尽管灶具的生产技术已经比较成熟,也出台了农业行业标准NY 312—1997,但是有些灶具在使用 仍然存在醇基燃料燃 定、容结炭、堵塞、经常清洗等。灶具的堵塞与醇基燃料的组 成也有一定关系。总体 具的 平还有待进一步提高。例如,为 提高醇基燃料的 ,某家添加其他组分多达逾10种,使 他组分的体积分 高 30%,增加 燃料的复杂性,与配套的灶具 复杂, 引起安全事故。4醇基燃料具有环保 料经济等优势,同于缺少标准规范、 范、使用安全风险高等不足,使 发展裹足 - ,标准 是制约醇基燃料产业发展的瓶颈- ,建议尽 现行国家标准及行业标准,正确引导醇基燃料的规范 应用;建 的质量保证体系,严 范生程,确保醇基燃料产品的合格; 还 范工商 ,取 合规的 业; 建立醇基燃料的、、 、使用等全 周期的安全监管责任制。参考文献:[1] 安旭,陈伯扬,王勇.醇基燃料应用发展分析[J]-煤 气与热力,2014,34(3) :B13 -B17.[2] 张全,刘洋,赵军.醇基燃料热值的研究探讨[J]-热 能工程,2010,39(1):17 -19.[3] 冯向法.醇基燃料及其发展趋势'J].农业工程学报, 2006,22(1):175 -180.[4] , 勇,梁开武,等-天然气储罐蒸气云爆炸事故个人风险分析[J]-中国新技术新产品,2015 (1):190-191.[5] 郭晓晓,蔡治勇,袁成无TNT模型对LNG储罐蒸气云爆炸 分 [ J] . 重 报( 然版),2013(增刊):9-11,28.[6] 杨鑫,石少卿,程鹏飞-空气中TNT爆炸冲击波超压 峰值的预测及数值模拟[J]-爆破,2008,25 (1):15 - 18,31.环・B 27
・第39卷第6期煤气与热力www. gasheat. cnthe interai rate of return of the project is 8. 32% , which is more than 8% ,it is feasibie. A LNG terminai wsth good base-eoad outputssmoeesustabeetoebusedsng eow-tempeeatueeoegansoRanksneoyoeeLNG teemsnae ooed eneegypoweegeneeatson devsoe.Theooed eneegy poweegeneeatson peoeeotshoued beoonsteuoted syn- oheonouseywsth theLNG teemsnaeand ataohed tothe teemsnae.Undeemeetsngtheeoonomsooondstsons, the useotmsaed woeksngteusd asaoseoueatsngwoeksngteu- sd wsebean smpoetanteeseaeoh dseeotson toetheopts- mszatson otooed eneegypoweegeneeatson peoeeotssn the tutuee.Key words: LNG terminal;low-temperature organic Rankine cycle; cold eneray power generation ; HysyssottwaeGas Sourcc and Processing Utilization Application Statrs and Development Suggestions of Alcohodbasee FuelsPAN Jirong, GAO Huawei, XIEDongeas, LUOHao Abstract: Based on We difficuit status of alco- hoe-based tueeappesoatson, thebassopeopeetsesotaeoo- hoe-based tueesaeebeseteydesoesbed, and theou ent peoduotstandaeds, peoduotson noemsand usesatetyot aeoohoe-based tueesaeedssou sed.Itssposnted outthat theaeoohoe-based tueehaspeobeemssuoh asbaokwaed peoduotstandaeds, non-standa ed peoduotson and beend- sngpeooeses, steongeapeossvepoweeand eaegedamage eadsusduesngutseszatson, and tuetheesmpeovementot thepeoduotson eeveeotoooksngappesanoes.Thesugges- tsonstoesmpeovementaeepeoposed.Key wors: alcohol-based fuel ; product stand-aed; peoduotson noem; satetyGas Equipment and Material TechnncalRe9earchonTran9mn9non Sy9rem andCounrnng Dnplay Sy9rem ofDnaphragm Ga9MererSHAOZehua, QUANYaqsang, LIANGYongzeng 66Ab9rrac r: 6Theteansmssson systemand oountsng dsspeaysystem otthedsapheagm gasmeteeaeeana- eyzed.Thedsstesbutson pesnospeeotteansmssson eatsos ataeeeveessn vaesabeespeed teansmssson subsystems otthedsapheagm gasmetee, thedessgn pesnospeeand dessgn method otthetsest-stagegeaepaseotthevaesabee speed teansmssson subsystems a ee stud sed. When de- ssgnsngtheadeustabeegeaepaseseeses, stshoued been- sueed thatthepaseohangeeateottheadeustabeegeae teansmssson eatsossequaetotheohangeeateottheeev- oeutson voeume, and thevaeueeangessteom -5% to 5% . The oa esb eat son gea ead eustment p eo oe s ss g sven. 66Key word9: 6 dsapheagm gasmetee; teansmssson system; oonstantspeed teansmssson; vaesabee speed teansmssson; oountsngdsspeaysystemGa9EnrerprneManagemenr Monitoring and mentiCcation of Courtyarr Gas Pipedne Leakage Basee on Flow DatrWANGWes, FENGWenesang, LIQsng, SUNDezhs, LIUJsangtao, BAI Dong eun, GUOXsaoeus 66Absrracr: 6Two k snds o teeakage mon sto esng and sdentstsoatson modesotoouetyaed gaspspeesneaeepeo- posed based on theteowdata: thetsestsstomonstoethe teow ottheoouetyaed aeeatoe24 h, and tosdentsty whetheethepspeesnehassudden eeakagebyanaeyzsng theabnoemaeteuotuatson otsnstantaneousteow oesn- stantaneousteowohangevaeue.Theseoond sstomons- toetheteowduesngthensgh tsmegasoonsumptson vaeey toethesmaeteoweeakagethatssnoteeoognszed bythe tsestmode, and tosdentstywhetheetheeessasmaehoee eeakagephenomenon sn thepspeesnebyeudgsngtheao- oumueated vaeueotthesnstantaneousteow. Thegas eoad otan aeeawasmonstoeed, theeapeesmentaetest systemwassetup sn theeaboeatoey, and asewasused as agassoueoetossmueatethesmaehoeeeeakage.The eeakage monstoesng sdentstsoatson mode oan sdentsty eeakagehoeeswsth adsameteeotmoeethan 9 mm due- sng non-gas oonsumptson peak peesod, and sdentsty eeakagehoeeswsth adsameteeotmoeethan 3 mm due- sngthensgh tsmegasoonsumptson vaeey. 66K"y words: 6oouetyaed gaspspeesne; eeakagemo- nstoesngand sdentstsoatson; smaehoeeeeakage; teowmo- nstoesngSrudy on ayourofNaruralGasM"dnum andLow Pr"sur"Pnp"N"rwork Em"rg"ncy R"panrSnrsnn Hangzhou CCyTANGJsantang, YUBangwes, ZHANGQsng 66Absrracr: 6Taksngthemasn ueban aeeasotHan- gzhou Cstyasan eaampee, thestatusquootmedsum and eowpeesueepspenetwoek emeegenoyeepasesstesss snteoduoed, and the e asstsng p eobeems aee anaeyzed. Theeayoutpesnospeeand theeooatson seeeotson pesnospee otemeegenoyeepasesstesaeedssou sed.Theemeegenoy eepasesstessn themasn ueban aeeasotHangzhou Csty aeemakeaeangements, and thestandaedstoepeesonnee and vehsoeesequspped sn emeegenoyeepasesstesaee peoposed.66K"y words: 6med sum and eowpeesueepspenet- woek; emeegenoyeepasesste; eayout; usee・B 46