ASME PTC 16-1958 (1971)——煤气发生炉与连续式气体发生器性能试验规程

🔥 ASME PTC 16-1958 (1971) 是 ASME 动力试验规程体系中针对煤气发生炉（gas producers）与连续式气体发生器的试验规范，其前身可追溯至 1924 年首次发表的试验规程，1958 年完成全面修订并于 1971 年重申。该规程规定了测定煤气发生炉运行特性的试验规则，覆盖固定床、流化床、粉煤、富氧、回收二氧化碳气及外部加热干馏等各种连续式发生炉，适用于以固体或液体燃料连续产生以一氧化碳和氢气为主的气体、供动力、加热或化工用途的发生炉设备。

一、标准概述与适用范围 📌

规程将”煤气发生炉”定义为以固体或液体燃料连续产生主要含一氧化碳和氢气的气体的装置，燃料包括煤、焦炭、木炭、垃圾、褐煤、泥炭、木材与油等一切含碳固体与液体燃料。连续式发生炉无论大小，凡采用流化床、粉煤、固定床、氧气气化、回收 CO₂ 气体或外部加热干馏等形式均纳入适用范围；周期性操作的装置（如水煤气发生器）不在本规程范围内。

可能进行的试验目的包括：

• 确定发生炉装置及其辅助设备的最大生产能力；
• 确定造气效率及各个部件的工作性能；
• 评价发生炉使用特定燃料的能力与对不同负荷的响应能力；
• 测定煤气的数量、质量与洁净度；
• 比较不同种类与粒度燃料及其使用方式的结果；
• 核算操作发生炉及其辅助设备所需的人工与动力数量及费用；
• 查明发生炉及其部件的可靠性、故障原因以及副产品（如氨）的回收效率。

二、术语与定义 📖

规程第 2 章给出了术语定义表，下表列出主要术语及其含义：

规程的参考状态采用60°F 与 30 英寸汞柱、干基——这是为与人工煤气行业一致而专门确定的基准，与一般”定义与数值”规程的基准不同，使用时应特别注意。图 1 给出了发生炉煤气厂的流程图，图 2 给出了完整的热流图，包括煤气的显热与潜热、焦油的热量、灰渣与粉尘的热量、冷却水带走的热量、辐射损失以及”未计入热量”等各项。

三、试验的引导原则与准备 🛠️

第 3 章规定了试验的引导原则：试验前应制定详细的试验计划，包括燃料取样与分析方案、气体取样与计量方法、辅助设备的计量记录（燃料、水、动力、人工分项记录）以及试验持续时间的要求。试验期间设备应按规定的操作方法稳定运行，记录各测量点的读数；起动与停炉过程应单独记录。仪器与测量要求见第 4 章，包括对燃料、煤气、灰渣、水与蒸汽等各项计量的仪表清单与具体测量方向。

四、结果计算与热平衡 📊

第 5 章给出了结果计算方法。核心是建立完整的热平衡（图 2 的热流图）：

• 输入项：燃料的潜热（高位或低位热值）与显热、空气与蒸汽带入的热量；
• 输出项：干净煤气的潜热与显热、煤气中水蒸气（蒸发水与生成蒸汽）的热量、焦油的潜热与显热、灰渣与粉尘的潜热与显热、冷却水带走的热量、辐射与对流散热以及”未计入热量”；
• 煤气效率：净煤气输出热量与燃料输入热量之比，可按高位或低位热值基准分别计算；
• 副产品回收：如氨的回收量按当量计入输出。

通过热平衡可以定位效率损失：未计入热量过大说明计量或取样存在问题，应复核燃料、煤气与灰渣的分析结果。第 6 章规定了试验报告的内容：设备描述、试验条件、燃料与煤气分析、各计量记录、热平衡表、计算结果以及结论。

五、工程实践要点 🛠️

• 🔍 试验持续时间：按规程要求保证足够的持续时间，覆盖燃料从进炉到产气的完整过程，避免因炉内存料未稳定造成结果失真；
• 🔧 燃料与灰渣衡算：进料、出灰、焦油与粉尘逐项称量与取样分析，确保碳平衡闭合；
• 📊 负荷响应：如需评价负荷响应能力，应在试验计划中安排不同负荷水平的稳定运行时段并分别记录；
• 📋 参考状态统一：所有煤气量、空气量与效率计算统一按 60°F、30 in.Hg、干基修正，报告注明所用基准。

六、常见问题解答 ❓