2.2　液體燃料的種類和性質

石油是唯一的天然液體燃料。石油是古代動植物有機殘骸為砂石泥土覆蓋，在與外界空氣隔絕的條件下，長期受地質與細菌的作用，逐漸形成的。

從合理利用資源考慮，將石油直接作為燃料是不合理的。目前所使用的液體燃料主要是由石油煉制的各種不同石油產品。此外，從油頁巖和煤中也生產出人造液體燃料。近年來許多國家還在積極研究各種生物代用液體燃料，如甲醇、乙醇、酯化動植物油等，并取得重大進展，目前已成功地應用于汽車發動機和農業動力機械。生物代用液體燃料是一種來源廣泛且可再生的能源，因此有著十分廣闊的前景。

液體燃料具有發熱量高，使用方便，燃燒污染較低等許多優點，是一種較理想的燃料，但其使用受到各國具體資源條件限制。我國按人口平均的石油儲量較低，因此，石油類液體燃料的使用應限制于必須使用的場合，如交通運輸動力裝置、移動式動力裝置以及某些由于生產工藝有特殊要求的工業爐窯等場合。

石油不僅是重要的能源資源，也是寶貴的化工原料。從石油中不僅可煉制出各種液體燃料和潤滑油脂，而且可生產出許多重要工業產品，如合成纖維、塑料、染料、醫藥用品、橡膠、炸藥等。因此，石油在國民經濟建設和國防建設中都起著十分重要的作用。

2.2.1　石油的煉制及其產品

直接從地層內開采出而未經煉制的石油稱為原油。它是一種呈淺褐色或深黑色的黏稠液體。原油經過煉制可以得到各種石油產品。煉制石油的原理是利用石油中各種不同成分具有不同沸點的特點，將原油加熱，從而在不同溫度范圍內（稱為餾程）可獲得不同的石油產品。在接近大氣壓力條件下，于40～180℃餾出者為汽油，于150～300℃餾出者為煤油，于200～350℃餾出者為直餾柴油，余下者為高沸點的重質油，稱為常壓重油。

通過常壓蒸餾所獲得的各種餾分仍是一個多組分的混合物，可進一步加工，例如把高沸點的常壓重油加熱至400℃以上可以繼續分餾出各種重質油來。但煉油廠為了簡便，一般采用降低壓力的方法來提取，即根據氣壓降低、沸點下降的原理，在壓力為0.01MPa下，在400℃左右可以從常壓重油分餾出在常壓下沸點為700℃以下的石油產品。降壓分餾的產品有重柴油及沸點較高的蠟油（可作為生產潤滑油的原料），余下者稱減壓重油，其初沸點大于340～370℃。通常將常壓重油與減壓重油統稱為直餾重油。

為了增產輕質油、增加品種和提高質量，煉油廠還采用裂化的方法從某些重質油中生產出汽油、柴油以及一些高級車用汽油和航空汽油等。所謂裂化就是使分子較大的烴類裂解為分子較小的烴類，以取得輕質油產品。裂化方法又可分為熱裂化和催化裂化。經過上述加工方法可獲得可燃氣、汽油和潤滑油等產品，殘留的高沸點重質油稱裂化重油，其初沸點大于500～550℃。與直餾重油相比，其密度、黏度及所含雜質均較高，燃料穩定性差，易沉淀堵塞油管，燃燒性能亦較差。近年來還采用加氫等工藝來增加輕質油產品。通過以上介紹可以看出，通過提高石油加工深度，可以獲得更多的輕質石油產品。

汽油、柴油等輕質燃油除了可從石油中制取外，還可通過煤的加氫和水煤氣合成的方法來獲得。由于煤的主要成分是碳，其中所含氫低于液體燃料，因此可以通過加氫工藝制取汽油、柴油等石油產品，也可先由煤制取水煤氣，然后利用催化劑使水煤氣中的CO和H₂化合，從而獲得氣體燃料、汽油和柴油等產品。但目前從煤制取液體燃料成本較高，所有這些加工方法尚處于中間試驗階段。從開辟液體燃料新來源考慮，由煤制取液體燃料有很廣闊的前景。

汽油、煤油、輕柴油主要作為內燃機、燃氣輪機的燃料。重柴油除作為中、低速柴油機和重型固定式燃氣輪機的燃料外，有時亦作為鍋爐及工業爐窯的燃料。用于鍋爐和工業爐窯的燃料油主要是重油和渣油。前者是將常壓重油、減壓重油、裂化重油等油種按適當的比例調和，以達到一定的質量控制指標的一種燃油，如以煉油過程的殘余油（它可以是常壓重油、減壓重油、裂化重油等），不經處理，就直接作為燃料油，則稱為渣油。重油、渣油是原油提取輕質餾分后的殘余油，其密度、黏度、沸點均較高，分子結構復雜，且含有較多的固體雜質和水分，故須采取較多的技術措施方能正常燃燒，但價格較低。

2.2.2　液態產品的化學組成

石油主要由碳和氫兩種元素組成，此外還含有少量的氧、硫和氮的化合物（以復雜的有機化合物的形式存在）以及少量的灰分和水分。

在石油產品中主要化學組成是碳氫化合物，主要有四類。

①烷烴C_nH_2n+2，C₅～C₁₅為液體燃油的主要組成。烷類亦稱石蠟族碳氫化合物，從C₅開始，有正烷烴（直鏈結構）和異烷烴（側鏈結構）之分。一般來說，烷烴具有較高的氫/碳比，密度較低（輕），重量發熱值高，熱安定性好。烷烴的燃燒通常沒有排氣冒煙及積炭。

②烯烴。分子通式為C_nH_2n。烯烴是不飽和烴，它們的分子結構中含的氫比最大可能的少，所以化學上是活潑的，很容易和很多化合物起反應，其化學穩定性和熱安定性比烷烴差。在高溫和催化作用下，容易轉化成芳香族碳氫化合物。一般原油中含烯烴并不多，烯烴通常是由裂解過程產生的。直接分餾法得出的石油產品中含烯烴不多，在裂解法得出的油中，烯烴可以多到25%。

③環烷烴。分子通式亦是C_nH_2n，是飽和的，分子結構中碳原子形成環狀結構而不是鏈狀結構。在分餾油中環烷烴的量和烷烴差不多。在化學穩定性、質量熱值和冒煙積炭的傾向性幾方面和烷烴很相似。

④芳香烴。它是環狀結構，含有一個或更多的6個碳原子的環狀結構。雖然在結構上似乎與環烷烴有點類似，它們含的氫少，因而它們單位質量的熱值低很多。其他主要的缺點是冒煙積炭的傾向很高，吸濕性高，所以當燃油處于低溫時容易導致冰結晶的沉積。芳香烴對橡膠制品有很強的溶解能力。單環芳香烴的一般式為C_nH_2n-6，更復雜的芳香烴可以是上述分子結構中一個氫原子由其他基所替代。

在我國油田原油煉出的煤油中，各種成分占比如下。

①烷烴占81%～93%，烯烴（不飽和烴）只占0.3%～13%，芳香烴占5.5%～18%（勝利、大港的原油煉出的含量高）。

②烷烴和環烷烴含量相差不多。

③在芳香烴中又可分出單環芳烴和雙環芳烴。研究表明，同樣芳烴含量，雙環芳烴對生成煙粒的作用更強。

④煤油（以及其他油料）是由多種烴（還有其他組成）混合組成的。

煤油中碳和氫的含量占99.9%，表2-10列出了我國典型的幾種航空煤油的碳、氫含量和碳氫比。

表2-10　航空煤油的碳、氫含量和碳氫比

由于燃料中含有的元素硫、硫醇、硫化氫的高腐蝕性會降低油料的安定性，因此在煤油規格中都加以限制。在煉油過程中用清洗或其他辦法除硫。氮和氧的化合物是不希望有的成分，它會降低油料的熱安定性、潔凈性等。航空煤油中的微量金屬元素也是不希望的，除了原油中本身含有的外，往往還有在貯運和泵送過程中的污染物。

2.2.3　液態燃料的特性

2.2.3.1　液態燃料的物理性質

液態燃料的某些理化性質（如黏度、閃點等）對其燃燒和使用性能有著很大的影響。

（1）密度

密度是油料在t℃時單位體積的質量，通常取kg/m³為單位，以ρ表示。

燃油的密度通常以相對值表示，即以燃油在20℃時的密度與純水在4℃時的密度之比表示，記以符號。燃油在其他溫度t（℃）下的相對密度可按下式換算：

　　        （2-1）

式中　α——溫度修正系數，可由有關文獻查出石油類燃油的α值。

燃油的相對密度與平均沸點和化學組成有關。通常越大，其元素成分中含碳量就越高，含氫量則越低，并且其發熱量也越低，生成煙的傾向越明顯。因此，通過可大致估計燃油性質。

液體燃油的相對密度是隨液體燃油的溫度而改變的。油溫升高，油料的密度（相對密度）降低。

在設計重油沉淀、水洗及分離設備時，必須考慮密度的影響，因為無論是采用離心式或靜電式分離設備都希望油與水的密度差較大，這樣可獲得良好的油水分離效果。當重油密度較大時，由于油水分離效果差，這時就要求采用更復雜的水洗系統。

（2）相對分子質量

石油產品是各種烴的混合物，其相對分子質量是一種平均相對分子質量，一般隨餾程增高而增大，可以由一些經驗式估算。

（3）黏度

燃料的黏度與燃料輸送、油泵壽命、噴嘴霧化、低溫點火啟動等有很大關系。黏度越大，噴霧質量越差。黏度主要取決于燃料中所含碳氫化合物的組成（黏度依如下次序降低：多環環烷烴、環烷烴、芳香烴、烷烴），同時隨溫度而極為顯著地變化（尤其低溫）。

在燃油規格中，黏度一般采用運動黏度（m²/s）。運動黏度等于動力黏度除以密度。

燃油的黏度與溫度有關，它隨著溫度的升高而降低，因此，對于高黏度的燃油（如重油），為了保證其在管道中順利輸送與在噴嘴處良好的霧化，必須對它進行預熱。溫度對黏度的影響不是均衡的，一般來說，在溫度50℃以下，影響較強烈；在溫度50～120℃之間，則其影響相對地較小，尤其對于黏度小的油更是這樣；而在120℃以上，可以說幾乎沒有影響（除個別的高黏度油外）。

此外，燃油的黏度還與燃油的組分和燃油壓力有關。隨著燃油的沸點范圍提高以及其中所含的烴的分子量的增大，燃油的黏度亦相應增高。所以，燃油的黏度是按著下列油品順序依次遞增，即汽油、煤油、柴油以及重油。汽油的黏度最小，且隨溫度的變化亦最不明顯，故在汽油技術規格中一般不規定該項指標。煤油的黏度較汽油為大，且隨溫度的變化也較汽油顯著，故它對噴氣發動機的工作有一定的影響。柴油的黏度比煤油大得多，且各種柴油間的黏度相差也很大，同時它隨溫度的變化亦很劇烈，故黏度對柴油來說是一個很主要的物性參數。重油的黏度更大。重油在常溫下，是一種黏稠的黑色流體，不易流動，為使重油能在管道中順利輸送，需將重油預熱到30～60℃。欲使重油獲得良好的霧化燃燒，就要求進入油槍時必須預熱到80～110℃或更高。渣油是重油再經提煉后的殘余物，故其黏度就更高。

壓力對黏度也有影響，在壓力較低時（1～2MPa）可以不計，但在壓力較高時，黏度則隨壓力升高而變大。

（4）表面張力

表面張力是液體表面單位長度上用來抵消使液體表面面積增大的外拉力而由液體表面所呈現的內聚力，單位是N/m。通常可以用雙毛細管法來測定。燃油的表面張力系數也是影響燃油霧化質量的主要因素，燃油的霧化滴徑大致與表面張力系數成反比，燃油餾程越高，其表面張力系數越大；隨著油溫的提高，表面張力系數將降低。

（5）餾程與沸點

餾程是指餾分的溫度范圍，餾程中的餾分組成則表達了不同溫度下餾出物量的關系。燃油的餾程是表示燃油蒸發性能的極為重要的指標，表示為燃油蒸發出不同百分數時所需要的溫度。燃油的餾程在很大程度上決定了燃料的物理性質和燃燒性質，決定了每噸原油可產該種燃油的產出率。希望增大產出率則要加寬餾程，即多“切”一些（wide out），這時可以降低初餾點，或提高終餾點。這樣在增大產量的同時，一定會影響到燃料的性質（例如閃點、冰點等）。

各種燃油的餾程范圍大致如下：

 航空汽油　　　　　   40～180℃

汽車汽油　　　　        35～205℃

航空煤油　　　　        150～280℃

輕柴油　　　　　        200～350℃

重油　　　　　　        初沸點340℃（甚至大于500℃）

燃油是混合物，所以沒有單一的沸點，常用50%餾點溫度來表征燃油的沸點，然后其他各物性（如黏度、比熱容等）又與平均沸點或中餾點建立關系。常壓下的中餾點又稱正常沸點。

燃油的初沸點越高，則啟動點火越困難；終沸點低的燃油則表明燃油易汽化，有利于燃燒。通常所謂輕質燃油、重質燃油就是根據餾程溫度范圍來劃分的。燃油的餾程還對燃燒冒煙和積炭有一定的影響。

 （6）蒸汽壓和臨界參數

當燃料表面保持氣液平衡時，飽和蒸汽產生的分壓力稱為飽和蒸汽壓。在任何壓力下均能將氣體液化的最低溫度稱為臨界溫度。換句話說，在臨界溫度之上無論加多大壓力都不可能使氣體液化，在臨界溫度時與液相處于平衡的氣相壓力為臨界壓力。在臨界狀態時，純物質的氣態和液態性質已經沒有區別（密度一樣，蒸發潛熱為零）。臨界參數在計算（例如密度、導熱性等）時要用到。

（7）比熱容

在傳熱計算及蒸發計算中要用到燃油比熱容。在很高飛行速度下的飛行器中，燃油可以用來吸收熱量，這時比熱容是燃油的重要性質。烷烴是最佳的，比環烷烴或芳香烴的比熱容都高。

（8）熱導率

熱導率在做傳熱計算時會用到，它隨溫度升高而降低，其單位為J/（m·s·℃）。

（9）熱安定性

它是表示燃油在某一溫度下發生分解并產生沉淀物傾向的指標。重質燃油由于常需預熱，這一指標就更顯得重要。熱安定性差的重油易于析碳并產生膠質沉淀物，從而堵塞油過濾器和噴油嘴。熱裂重油由于含有大量不飽和烴，故熱安定性很差，在儲運和加熱過程就容易發生分解和產生沉淀物。

（10）摻混性

它是表示不同燃油摻混時產生分層和沉淀傾向的指標。為了達到使用要求，有時需將重油與柴油摻混以降低黏度；有時需將不同重油摻混使用等。這些混合油在儲運過程中可能產生種種問題，例如某些重油與柴油摻混時可能產生分層，某些重油摻混時可能產生沉淀物、瀝青、含蠟物或膠狀半凝固物等堵塞管路與油過濾器。實踐表明，直餾重油對摻混適應性較好，不會產生沉淀物，故不同直餾重油可摻混使用；裂化重油的摻混適應性較差，故燃油在摻混前必須先做摻混適應性檢驗。常用的檢驗方法是將摻混后的燃油在315℃下加熱20h，觀察有無固體凝塊附著于器壁上。

2.2.3.2　液態燃料的燃燒性質

燃料的燃燒性質不僅影響到火焰溫度，而且影響到可燃邊界、著火性、化學反應速率以及生成煙粒子的傾向。

（1）熱值（發熱量）

熱值是燃料最重要的性質。單位質量或體積的燃料完全燃燒所放出的熱量稱為重量熱值或體積熱值。單位重量燃料（溫度25℃）和空氣（溫度25℃）燃燒產物冷卻下來最終溫度回到25℃（在常壓下）所放出的燃燒熱（這時燃燒產物中水蒸氣冷凝成水）稱為高位熱值。在高位熱值中扣去由于水蒸氣冷凝所放出的熱量稱為低位熱值。在低熱值中假設燃燒產物全部都是氣態。

（2）自燃著火溫度

自燃著火是在沒有外界點火源時完全由加熱使燃油溫度升高而使燃油自動著火的。自燃著火溫度可測定如下：將少量油樣置于已加熱處于高溫的坩堝內，測量其達到著火的時間延遲。隨后降低溫度，重復試驗，這時著火時間延遲增大，直到某個最小著火溫度，比這溫度再低，無論延遲時間多長，都不著火。著火溫度隨壓力的降低而升高。

（3）凝固點

凝固點是指當燃油溫度降低到某一值時，由于燃油變得很稠，以致在盛有燃油的試管傾斜至45°油面在1min內可保持不變，這個溫度就定義為燃油的凝固點。它是保證燃油流動和泵吸所必須超過的最低溫度，凝固點越高則燃油的流動性越差。當溫度低于凝固點時，燃油就無法在管道中輸送。因此，為確保在寒冷季節時燃油系統正常工作，就必須采取必要的防凍措施或預熱。故燃油的凝固點對寒冷地區來說是一個很重要的技術指標。

重質燃油凝固點較高，輕質油則較低。重油的凝固點一般為15～36℃或更高。其中直餾石蠟型重油凝固點較高，當加熱溫度略高于凝固點時，就可使它成為流態物質。裂化重油的凝固點則較低，但經加熱后其黏度仍相當大，比較難于流動和泵吸。因此在輸送重油時，除需預熱外，對管道的保溫至關重要。

輕質油的凝固點低于重油，通常為-35～20℃。我國輕柴油就是根據凝固點的高低將輕柴油分為10號、0號、-10號、-20號以及-35號五個牌號，重柴油則分為RC-10與RC-20兩個牌號，這些柴油牌號即相應的凝固點溫度值。

（4）閃點和燃點

當燃油加熱至一定溫度時，其中分子量較小、沸點低的成分將先由油面汽化逸出，此時如果有火源與油面接觸，在油面上將出現瞬間閃火現象，但尚未持續燃燒，此時的油溫即閃點。閃點是燃油受熱時的安全防火指標。在開式容器，最高加熱溫度應低于閃點10～20℃；在閉式壓力容器，加熱溫度雖允許超過閃點，但隨溫度的增高，防火安全性將降低，因為一旦管道破裂仍有著火的危險。

閃點用專門的儀器測定，其測定方法有開口杯法與閉口杯法。開口杯法一般用于測定閃點較高的油種，如重油、潤滑油等；閉口杯法則用于測定閃點較低的油種，如汽油、柴油等。對同一種油，用開口杯法測定的閃點較閉口杯法要高出15～25℃。

在某些燃油資料中，還可見到所謂“燃油燃點”指標。所謂燃點，即當燃油加熱到此溫度后，已汽化的油氣遇到明火能著火持續燃燒（不少于5s）的最低溫度。顯然，燃點要高于閃點，一般要高10～30℃或更多。

閃點與燃點都是確定燃油中輕質油含量的一種間接方法。由于通過閃點的高低可估計燃油中所含輕質成分的高低，故可用以判斷燃油著火的難易程度。閃點越低越易著火。輕質油少，則閃點與燃點就高，防火安全性好。

（5）可燃濃度極限

可燃物（如燃油蒸氣）與空氣混合，只能在一定濃度范圍內才能進行燃燒，超過這個濃度（太稀或太濃）就燃不起來了。在這個濃度范圍內，火焰一旦引發，就可以從點火源擴展出去，只要濃度合適，可以無限地傳播下去。通常定義一個富燃極限和一個貧燃極限（亦叫富油、貧油極限）。確切地說，這兩個極限應該叫不可燃邊界而不是可燃邊界。因為超過這兩個邊界，一定不可燃，但在這范圍內不一定可燃。貧燃極限與閃點是相關聯的。煤油類燃料在常溫下其不可燃邊界大致為油氣比（質量）0.035和0.28。

（6）生碳性

燃料的生碳性代表在燃燒室中燃燒時生成煙粒子的傾向。生碳性與燃料的性質有密切關系，如相對密度、餾程、黏度、芳香烴含量、碳氫比（氫含量）等。

燃料的生碳性是燃料性質與組成影響燃燒性能和燃燒室壽命的最明顯的例子。生碳性高使排氣冒煙多，燃燒區煙粒子濃度高，引起火焰輻射黑度高，輻射傳熱高，室壁溫度高，引起火焰筒變形和裂紋，減少火焰筒壽命；生碳性低容易引起室壁積炭和噴嘴積炭，后者會影響到燃油的霧化質量，造成燃燒效率很低，出口溫度分布質量降低，甚至燃燒不穩定。

2.2.3.3　液態燃料的使用性

一種液態燃料要能實際使用，必須在使用性上滿足要求。顯然，所謂使用性和用途以及使用的環境有密切關系，不存在籠統的使用性要求。

（1）低溫性能和流動性

燃料的冰點是一個很重要的指標，它直接影響每一噸原油生產航空煤油的產率。

（2）燃料熱安定性

熱安定性分靜態熱安定性和動態熱安定性。在金屬容器中靜態條件下，燃料的熱氧化安定性為靜態熱安定性，油樣受熱后產生的沉積越少，表示其熱安定性越好。動態熱安定性是指流動條件下噴氣燃料的熱安定性，它模擬燃料在發動機潤滑油換熱器表面（或動力燃燒室燃油總管中）的受熱條件下，考察生成管壁沉淀物的顏色和通過一個過濾元件的壓力降來評定。

（3）對金屬的腐蝕性

引起對金屬腐蝕的原因是燃料中有硫和硫化物。由于銅、銀對活性物質的腐蝕比較敏感，所以規格中規定了銅片試驗和銀片試驗。

（4）與橡膠的相容性

噴氣燃料對橡膠、涂料的侵蝕作用會引起燃油系統的損壞。

（5）燃油的潔凈性

燃料系統中有許多精密零件，對航空煤油中的雜質十分敏感。因此燃料在貯運和使用各環節對潔凈性的要求很嚴，要無色水白、沒有機械雜質沉淀、沒有游離水、沒有懸浮物等。還有燃油存放期間會受到細菌微生物的污染，微生物都集中在罐底的油水界面處，因此定期及時清除油罐中的積水和沉積，是控制燃料受到微生物污染的重要措施。

2.2.4　各種液態燃油

燃油可以概括地分為餾分油和含灰分油。餾分油基本上是不含灰的，只要在貯運過程中處置得當，沒有什么雜質，從煉油廠出來馬上可以使用，不需要再做什么處理。而含灰分油則含有相當量的灰分，這種油在燃氣輪機中使用前必須做相應處理，但在工業窯爐中使用時一般不需進行預處理。

（1）汽油

它是質量非常好的油，燃燒性能很好，其黏度很低，潤滑性不好，同時閃點低，揮發性好，但在安全上需要注意。航空汽油的典型餾程為40～180℃。汽油中的辛烷值是汽油中抗爆震的指標。

（2）煤油

與汽油相比，餾程溫度范圍高些，相對密度大些，潤滑性好。蒸氣壓力低，在高空時由蒸發引起的損失減少。正是這一點決定航空燃氣輪機使用煤油而不是汽油。

（3）柴油

柴油比煤油、輕揮發油重些，適合于柴油機的特定要求（主要是十六烷值）。最常用的是二號柴油。

（4）重餾分油

常常是煉油廠的副產品，基本上不含灰分，但黏度高，難以霧化，在輸送過程中要求加熱。

（5）重油（含灰分油）

這種油含相當數量的灰分（但與煤的灰分相比又是少的），較重，便宜，黏度非常高。

2.2.4.1　航空燃氣輪機燃油

對飛機發動機燃油的規格和要求比其他用途的燃氣輪機燃油要嚴格得多，飛機發動機燃油系統以及燃燒室都對燃油提出了要求。

從飛機來說，希望燃油：①價格低，容易獲得。②火災危險低。這意味著要求燃油蒸氣壓低，揮發性低，閃點高，導電率高（避免積存靜電）。③熱含量高，以達到飛機最大的航程（或有效載荷）。這希望燃油的重量熱值或體積熱值大（取決于飛行器是限重量還是限體積）。④熱安定性好，以避免過濾器堵塞，控制閥門不靈活等。⑤蒸氣壓力低，這是為了減少高空蒸發損失。⑥比熱容高，為的是給高速飛機提供有效吸熱。

從發動機燃油系統來說，希望燃油：①可泵送性好。因此燃油要有好的流動性，在各種狀況下均為液體，可以在合理的泵壓下送到噴嘴，這實際上要求燃油的黏性不要太高。②過濾器不會由于冰及蠟塊而堵塞，必要時可加附加劑或燃料加熱來防止結冰結蠟。這也和燃油中膠質含量和熱安定性有關。③不會出現燃油蒸氣壅塞。因此希望燃油的飽和蒸氣壓不太高。④很好的潤滑性，使泵的磨損最低。這可以加入高極性化合物來達到。

從燃燒室角度來說，希望燃油：①不要有雜質引起噴嘴中細小通道的堵塞。②霧化好。這意味著燃油黏性不能過高（表面張力數值對各種燃油變化不大）。③蒸發快。燃油蒸發速率取決于燃油的揮發性（亦取決于霧化的質量）。④生炭最少。這樣可使火焰的輻射少，積炭少，排氣冒煙少。

2.2.4.2　工業燃氣輪機燃油

過去曾經在工業燃氣輪機中使用過輕柴油，現在仍有少量在繼續使用。在工業燃氣輪機中使用便宜的、質量差的渣油（在少量場合用原油，主要在產油國或產油地）是有前途的。但必須認識到，不是可以隨便使用便宜的渣油的。使用渣油必須經過處理，從經濟上說，必須在渣油成本加上處理費用再加上由于設備損壞、維修費用增大和維護人員費用增大之后與采用優質油相比仍為經濟時，才是可行的。

在燃氣輪機中燃用渣油有兩方面的問題：一方面問題來自燃燒過程本身；另一方面問題是由燃燒產物帶來的。燃燒本身的問題是燃燒不完全、點火困難、冒煙、燃料噴嘴和室壁積炭。如果空氣流動布局好，燃料霧化（采用空氣霧化）好，適當增加停留時間，燃燒不完全的問題可以解決。燃燒產物帶來的問題是沉積、腐蝕、侵蝕和污染。

2.2.4.3　工業爐用重油

重油（Heavy Oil）是一種總稱。所謂重油可以是以下幾種之一。

①渣油　這是最臟最重的，提煉過其他燃油剩下的。

②原油（Crude Oil）　其中包括輕餾分，沒有提煉過的，雜質也較多，但比渣油好些。

③混合油　可以是渣油混合了部分柴油而形成，例如我國的遠洋貨輪油。

我國工業爐用重油有四種牌號：20、60、100和200號重油，它們實質上是原油加工后的各種殘渣油和一部分輕油配制而成的混合物。每種重油按照它在50℃時的恩氏黏度來定名，例如20號重油在50℃時的恩氏黏度不低于20。

我國工業爐用重油的主要成分是殘渣油，其化學組成和所用的原油有很大關系。其碳氫化合物主要是烷烴、烯烴和芳香烴。重油中含灰分、水分、硫分、機械雜質比較多。重油黏度越大，含碳量越高，含氫則越低。重油中含硫危害很大，好在我國大多數油田產的油含硫量不算高。重油含水多，不僅熱值降低，更主要由于水分汽化會影響供油設備的正常運行和火焰穩定。所以在儲油罐中，用自然沉淀法使油水分離并加以排除。當然重油摻水乳化方法是另一回事。

我國商品重油在使用時值得注意的一些問題有以下幾點。

①重油都是加溫使用的，在油表面上方將出現油蒸氣。油溫越高，其表面的油蒸氣濃度越大，當濃度大到遇點火或火焰可發生閃火現象，這個油溫就是閃點。所以從安全考慮，在儲油罐中油的加熱溫度必須嚴格控制在閃點以下以防發生火災。

②重油黏度高是基本特點，這與輸送和霧化關系很大。重油黏度都隨溫度升高而降低很多，所以實際上應根據油料在不同管段選取適當的加熱溫度。我國石油多是石蠟基石油，含蠟多，黏度大，所以我國重油黏度也大，凝固點在30℃以上，常溫下大多數重油處于固體狀態。為了輸送，希望在泵前重油黏度不超過30～40°E_t，這對200號重油大致相當于溫度75℃。在噴嘴前希望恩氏黏度在2.5～3.5°E_t（對于壓力霧化噴嘴），這相當于200號重油加熱到110～120℃。

恩氏黏度和運動黏度系數可按下式換算：

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③重油在隔絕空氣的條件下加熱時，蒸發掉油蒸氣后剩下的一些固體炭及雜質稱為殘炭。殘炭對工業爐來說，有利亦有害。有殘炭，可提高火焰的黑度，有利于加強火焰輻射能力。但是在燃燒中，殘炭高的燃料容易析出大量固體炭粒，難以燃燒，特別是對間歇生產常有停火的爐子。由殘炭的析出造成輸油導管和噴嘴出口結焦也是很討厭的。

④輕質燃油一般容易摻混，但重油并不都能摻混使用。不同來源的重油其化學安定性不同，有些重油在摻混使用時會出現瀝青、含蠟物質等固體沉淀或膠狀凝固物，造成輸油管路阻塞。單獨用直餾法所剩渣油配制的重油，其摻混性好，且不同牌號的重油可混合使用。由裂解法所剩渣油配制的重油，在混合使用前必須做摻混試驗。