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一 墨垄壅皇璺塑堡垒堡篓塞叁 丙烷燃气应用的若干问题 杭州汽轮机股份有限公司 黄祖源 摘要本文从燃烧学等方面解释了丙烷与乙炔在金属气体火焰加工中的一些 性能差异。 关键词：丙烷应甩 0前言 石油工业燃气具有价格低、安全、无污染、节能等特点，因此在金属气体火 焰加工中正在局部取代乙炔，其中硐烷则因来源广、成本低、性能适宜而应用晟 为广泛。由于物质结构的不同，丙烷与乙炔两者火焰性能也有所不同．而对焊接、 气割、矫正等应用产生不同影响。 丙烷和乙炔的主要性能见表1。 表l 燃 气 乙炔 丙烷 燃 气 乙炔 丙烷 对空气的比重 0．906 1．52 燃烧强度 一次焰 143 20 火焰温度(氧气中)℃Jfm2．S 全火焰 413 208 一次焰MJ，M3 19 10 空气中最低点火温度℃ 335 450 热值 二次焰MJ，M’ 36 94 点火能10。J 3 0l 30．52 燃烧速度(氧气中)M，s7．5 2 爆炸范围(空气中)％ 8¨25 9s~23 I 燃烧强度 金属气体火焰加工中，金属的加热过程，由两个阶段组成：气体燃烧产生高 温火焰气流及气体火焰对金属的局部传热。 在焊接、气割、火焰矫正等加工过程中，加热过程实质是高温气体与金属表 面的强制对流和辐射的热交换，其中辐射传热约占5-10％．如果予以忽略，则传 热过程可用牛顿定律表示 1—237 第九捉全屋博撞垒议论文集 式中 q一单位时间内的加热热流 J／M’．S a一火焰与金属热交换系数 T，一加热区金属襄面温度℃ T：一火焰气流温度℃ 由表1与式1，可知丙烷焰与乙炔焰温度对传热的影响仅相差20％。而实际 应用中，两者加热时间差距要，．k：得多，这充分说明火焰温度仅是两种火焰性能差 别的一个方面。 就气体燃烧而言，除了热值、火焰温度外，还有～个重要的综合评价指标： 燃烧强度(=热值×燃烧速度)．它反映了气体火焰的比功率．与热值相比对火 焰性能起到更为重要的作用。由衷】中可以看出由于丙烷的燃烧速度较慢。尽管 其热值与乙炔相近，但燃烧强度较乙炔大大降低。除此之外．金属气体火焰加工 中所用的气体火焰一般用氧助燃．根据化学反应的程度分为一次焰与=次焰，对 于焊接、气割、火焰矫正等应用．主要应用一次焰产生的高温。由表1可知，丙 烷的一次焰燃烧强度仅为乙炔的l，7。由此可以很好地解释丙烷燃气用于切割、矫 正时加热慢，用于焊接时温度不集中、熔池大热影响区大、氧化严重等现象。 2 点火能 丙烷应用中存在着比乙炔难以点火的现象，甚至有的NC气割机无法用原适 用于乙炔的电点火装置，一般均认为是丙烷点火温度高所致，而实际上在此起作 用的是点火能而不是点火温度。 在燃烧学中点火温度又叫均匀点火．是指燃气在空气中引起自燃的最低温度， 而金属气体火焰加工中几乎全部是利用外部热源点火，这种点火方式被称为瞬时 点点火，此时只有外部热源的能量超过最低点火能时才能使火焰向来燃混合气体 传播，否则即便外部热源温度远高于点火温度仍无法点燃。由表l可知，丙烷的 点火能是乙炔的lo倍多．因此一些能量不足的火花点火方式如点火枪，电点火有 时会无法点燃。 3 强制气化 目前国内企业应用丙烷燃气绝大多数采用液态瓶装、汇流排供气形式，由于 丙烷由液态气化需吸收气化潜熟．因此当气温较低时会产生发气量不足的现蒙。 除了增加汇流瓶数．通过电或燃气加热，气化能力可从10kg／n直至几百kg／n，提 高供气站环境温