【摘

 要】 本文对比了煤气热值分析的三种主要方法：水流式热量计、燃烧式热值仪、红外分析

热值仪。并分析了这三种方法的应用特点：水流式热量计操作复杂，对测试环境条件要求高；
燃烧式热值仪可实现连续热值分析，但测试结果受燃烧喷嘴进气压力的变化影响较大；红
外分析热值仪燃气体积成分计算热值，可实现快速、便携热值分析，且精度能满足热值计价
要求。

 

　　【关键词】

 煤气 热值仪 热量计 

　　

1 前言 

　　煤气是一种干净、方便、优质、高效的能源，已经是国际能源市场上的重要商品。由于不
同产地或不同形式获得的煤气，其物理、化学性质各有不同，组分、热值、密度和燃烧特性等
均存在很大差异。在煤气交易时，煤气的热值与密度是表明煤气质量的重要参数，其中热值
直接影响交易价格。实施煤气热值计价可体现按质论价的原则，这是与国际惯例接轨的需要，
有助于中国煤气工业的发展。

 

　　目前城市燃气界，一般用水流式热量计、燃烧式热值仪测定燃气热值，或者根据燃气体
积成分计算。其中使用体积成分计算可直接换算成摩尔成分，有利于和国际标准接轨，并把
各种方法得到的热值归结到统一的基础上。本文从热值分析原理出发，探讨不同方法在煤气
热值分析应用中的适用性。

 

　　

2 热值分析方法 

　　煤气热值分析通常采用水流式热量计、燃烧式热值仪和红外分析热值仪等不同方法，原
理如下文。

 

　　

2.1 水流式热量计 

　　水流式热量计测量热值原理是一定量的燃气试样，在恒定压力和同等温度的空气条件
下完全燃烧，将燃烧后的气体生成物冷却至原先燃气温度并将燃气中含氢的组分所生成的
水蒸气冷却成冷凝水，这些总的热量都由水流完全吸收下来，从而经过热量计的水量和水
流温升计算出燃气的测试热值，再将测试过程中各种必须考虑的修正值换算至标准状况下
的燃气热值。如此测得燃气热值称为高位热值，也称为总热值或毛热值。高位热值减去燃气
试量冷凝水量的气化热即该燃气的低位热值。

 

　　

2.2 燃烧式热值仪 

　　燃烧式热值仪是应用热平衡原理测量净热值的。当燃气与空气混合燃烧，排气温度在
5°C 范围内的稳定性进行测量的。当燃烧温度随着燃气的质量变化时，相应地调节冷空气的
量被加进来。冷空气的量与测量值成比例关系，由此可计算出净热值。

 

　　

2.3 红外分析热值仪 

　　异种原子构成的分子在红外线波长区域具有吸收光谱，其吸收强度遵循郎伯

—比尔定

律。当对应某一气体特征吸收波长的光波通过被测气体时，其强度将明显减弱，强度衰减程
度与该气体浓度有关，两者之间的关系遵守朗伯

-比尔定律。因此通过检测红外光吸收率的

变化可以得到煤气中的甲烷等成分的体积浓度。将每种可燃气体的单位发热值乘以相应组分
的体积百分数，各组数据之和即为混合气体的热值。

 

　　

3 不同方法热值仪应用分析 

　　燃气热值是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展，燃气热值指标
也正在成为重要的民生指标。国际标准要求，根据煤气的摩尔成分用计算方法计算煤气的热
值与密度。针对常用的热值分析仪应用特点对比如下：

 

　　

3.1 水流式热量计应用分析 

　　水流式热量计由热量计主体和标准容积瓶、湿式流量计、皮膜调压器、钟罩水封式稳压器、
燃气增湿器、空气增湿器及燃烧器等组成的。主体是不锈钢外壳，采用

48 支 Φ8.5×0.5mm 竖

管束热交换器结构，热交换器接头银焊，整体镀铬，可提高耐腐蚀性。