(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210692956.7 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 辽宁博镁兴业科技有限公司 地址 114000 辽宁省鞍山市铁东区新 华街 45号 (72)发明人 王天矢　 (74)专利代理 机构 鞍山顺程商标专利代理事务 所(普通合伙) 21246 专利代理师 陈晴梅 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值 测量方法 (57)摘要 本发明属于气体参数在线分析测量技术领 域， 具体涉及一种可输出空燃比及燃烧空气指数 的燃气热值测量方法， 其特征在于， 在线采集燃 气的声速、 密度、 流量以及助燃空气的流量参数。 首先用声速法测量出燃气的绝热指数， 用比重单 元测出燃气的密度。 然后使用流量体积标定装置 保持燃气和助燃空气孔板流量计前后压差稳定， 使烧嘴保持稳定燃烧， 测量出华白和热值后， 关 闭燃气阀门， 推杆反向移动， 使气缸内的气体恢 复到原始状态， 得出空燃比， 进而得到理论空燃 比和燃烧空气指数CARI值。 本发明的优点为： 通 过在线测量燃气的密度和绝热指数， 解决了因燃 气气体成分复杂和实时变化， 燃气空燃比无法准 确测量的难题。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115127610 A 2022.09.30 CN 115127610 A 1.可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征在于， 可在线采集燃气 的声速、 密度、 流量以及助燃空气的流量参数， 首先用声速法测量出燃气的绝热指数， 用比 重单元测出燃气的密度； 然后通过流量体积标定装置完成相关参数的采集， 其测量过程为： 进入燃气气缸中的燃气通过燃气气缸推杆的运动调节至标准气 压， 燃气气缸推杆匀速前进 并保持烧嘴稳定燃烧1～30 分钟， 测量出燃气的华白指数和热值； 然后关闭燃气气缸的出口 阀门， 推杆反向移动， 使燃气气缸内的燃气恢复到标准气 压， 由燃气 推杆总位移和燃气气缸 活塞面积得出所耗燃气体积； 根据测量出 的燃气体积及已测出的燃气绝热指数和密度， 标 定得出燃气和助燃空气孔板流量计的可膨胀系数ε和流出系数C， 及当前燃烧条件下的空燃 比， 再根据所测燃气热值计算得 出理论空燃比和燃烧空气 指数CARI 值。 2.根据权利要求1所述的可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征 在于， 所述标准气压为101.325kPa。 3.根据权利要求1所述的可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征 在于， 所述 绝热指数与声速的计算公式为： 其中声速计算公式为： u＝2 π fl/φ。 4.根据权利要求1所述的可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征 在于， 所述声速由共 振干涉法或相位比较法测量。 5.根据权利要求1所述的可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征 在于， 所述 流量计为孔板流量计。 6.根据权利要求1所述的可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征 在于， 所述流量体积标定装置的结构包括燃气气缸、 助燃空气气缸、 推杆、 螺母和混合器， 所 述混合器上设有烧嘴， 燃气气缸 的出口通过燃气管路与混合器相连接， 助燃空气气缸 的出 口通过助燃空气管路与混合器相连接； 所述燃气管路上设有压力表、 温度表、 燃气流量表、 声速表、 燃气密度 表； 助燃空气管路上设有空气流量表； 所述燃气气缸和助燃空气气缸上的 推杆分别连接伺服电机， 所述推杆的行程通过外置或 内置的位移传感器测量并反馈到工控 机中。 7.根据权利要求1所述的可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征 在于， 所述所耗燃气体积占所述气缸容积的40～80％。 8.根据权利要求1所述的可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征 在于， 所述标定前后的压力参数及温度参数需保持一 致。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115127610 A 2可输出空 燃比及燃烧空 气指数的燃 气热值测量方 法 技术领域 [0001]本发明属于气体参数在线分析测量技术领域， 具体涉及 一种可输出空燃比及燃烧 空气指数的燃气热值测量方法。 背景技术 [0002]在工业用燃烧冶炼加热过程中常要用到可燃气体(如天然气、 高炉煤气、 焦炉煤 气、 炼炉煤气、 水煤气、 页岩气等)， 由于各种可燃气中所含成分不同(如CO、 CO2、 H2、 N2、 O2、 CH4、 CnHm等)且各成分所含比例不同， 因此其发热值也就不同。 常规的燃气热值测量系统可 测量出燃气的密度、 华白及热值等参数， 由于燃气气 体成分复杂和实时变化， 用理论推导的 流量公式中要用到燃气的密度、 粘度、 绝热指数等， 而这些参数又是在不断地变化中且互相 影响， 因此一般的燃气流量测量方法不能满足实际燃气实时变化的情况， 因此也就不能得 到空燃比、 燃烧空气 指数等参数。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 克 服现有技术的不足， 采用在线标定燃气体积的方法标定出燃气的流出系 数和可膨胀系 数， 进而得到实际测量热值时的燃气流量及助燃空气流量， 并经计算得到空燃比， 然后根据 空 燃比与热值的关系导出理论空燃比和理论燃烧空气指数， 为用户提供控制燃气 燃烧的参考 数据， 方便对燃烧设备进行准确控制。 [0004]为解决上述 技术问题， 本发明的技 术方案是： 可输出空燃比及燃烧空气指数的燃气热值测量方法， 其特征在于， 可在线采集燃 气的声速、 密度、 流量以及助燃空气的流量参数， 首先用声速法测量出燃气的绝热指数， 用 比重单元测出燃气的密度； 然后通过流量体积标定装置完成相关参数 的采集， 其测 量过程 为： 进入燃气气缸中的燃气通过燃气气缸推杆的运动调节至标准气压， 燃气气缸推杆匀速 前进并保持烧嘴稳定燃烧1～30 分钟， 测量出燃气的华白指数和热值； 然后关闭燃气气缸的 出口阀门， 推杆反向移动， 使燃气气缸内的燃气恢复到标准气 压， 由燃气推杆总位移和燃气 气缸活塞面积得出所耗燃气体积； 根据测量出的燃气体积及已测出的燃气绝热指数和密 度， 标定得出燃气和助燃空气孔板流量计的可膨胀系 数ε和流出系数C， 及当前燃烧条件下 的空燃比， 再根据所测燃气热值计算得 出理论空燃比和燃烧空气 指数CARI 值。 [0005]所述标准气压为101.325kPa。 [0006]所述绝热指数与声速的计算公式为： 其中声速计算公式为： u＝2 π fl/φ。 [0007]所述声速由共 振干涉法或相位比较法测量。 [0008]所述流量计为孔板流量计。 [0009]所述流量体积 标定装置的结构包括燃气气缸、 助燃空气气缸、 燃气管路、 混合器和 助燃空气管路， 所述混合器上设有烧嘴， 燃气气缸的出口通过燃气管路与混合器相连接， 助说　明　书 1/4 页 3 CN 115127610 A 3