天然气灶改造后热效率测试及燃气费用比较.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除天然气灶改造后热效率测试与燃气费用比较 通过改变喷嘴上喷孔直径，将老板牌20Y液化气灶改造成天然气灶，然后测试其热效率。1 测试条件与仪器1.1测试仪器主要测试仪器为:水温采用玻璃管温度计(0200)测量;时间采用电子秒表计时;天然气耗气量采用煤气公司安装的G2.5膜式燃气表（太原煤气计具公司生产）,其计量等级为B 级,公称流量最大为4m3 /h,最小测量流量为0.025m3 /h。1.2 测试条件测试地点为太原市的自己家的厨房中,测试时间为2013年1月3日。测试期间厨房室温为23。按照实际烧开水时的使用条件,没有开排风设备,厨房的外窗微开，加热试验的水量均为4.1kg,每次实验均等锅具和灶具冷却后进行,以保证测试条件基本一致,并与实际使用情况基本相同。加热过程中锅具均为加盖状态。测试过程中,锅具中的水由初温加热到开始沸腾为止,根据玻璃管温度计的测试结果,沸腾时水温为97。试验过程中火焰呈蓝色,燃烧稳定正常。2 测试结果与数据处理2.1 计算方法调压站天然气供气压力为2000Pa。清华大学曾采用美国进口的HP26890N气相色谱仪测出天然气的组分,并计算出测试点天然气标准状态下(标准大气压, 0)的低位发热量为36103MJ /m3,考虑燃气温度和压力修正后,测试状态下天然气低位发热量为34.9MJ/m3;太原与北京采用同一路西气东输供气管道，本次测试采用这一发热量数据。通过测试,电水壶人工断电的加热效率为96% ,自动断电时的加热效率为91% ,电水壶实际使用通常都是自动断电控制,因此电水壶热效率按91%计算。太原市现行能源价格:居民天然气的价格为2.3元/m3;本小区居民电价为0.67元/度（高于太原市官价0.477元/度）。目前天然气联合循环发电效率为5060% ,考虑输配、电厂自用电等损失因素,天然气发电的平均综合供电效率按45%计算。燃气灶平均热效率的计算公式如下: = ( t2 - t1 ) CpGw / (Qd Gg ) (1)式中: t1 为初始水温, 实测为30;t2 为终止水温,实测为97; Cp 为水的比热: 4.18kJ / ( kg) ;Qd 为测试状态下天然气低位热值,实测为34.9 103 kJ /; Gw 为水量: 4.1kg; Gg 为天然气耗量,m3。采用电水壶的耗电量为:D = ( t2 - t1 ) CpGw / (3600d ) (2)式中: D 为采用电水壶的耗电量, kW h;d 为电水壶的热效率, 实测为0.91; 其它同式(1)。采用电加热方式折合的一次能源(天然气)的消耗量:Ggd = 3600D / (fdQd ) (3)式中:fd为天然气发电的供电效率,为0.45;其它同式(1)和(2)。2.2 测试与计算结果（1）测试结果各项测试结果和计算结果见表1。表1 天然气灶热效率测试结果项目数值初始水温（）30烧开耗时（min）15.62天然气耗量（m3）0.077天然气流量（m3 /h）0.296平均热效率（%）42.7用气费用（元）0.177费用比（气/电）0.75一次能耗比（气/电）0.96（2）计算过程天然气灶热效率 = ( t2 - t1 ) CpGw / (Qd Gg )=（97-30）4.184.1/(34.910000.077) =42.7% 采用电水壶烧开4.1kg水时的耗电量：D=( t2 - t1 ) CpGw / (3600d )=（97-30）4.184.1/(360091%)=0.35 KWh 电水壶耗电量转换为天然气量：Ggd = 3600D / (fdQd )=36000.35/(0.4534.91000)=0.080 m3 一次能耗比=天然气加热耗气量/电水壶加热折合耗气量=0.077/0.080=0.96 费用比=天然气加热耗气量气价/（电水壶加热耗电量电价）=0.0772.3/(0.350.67)=0.753 延伸讨论3.1 由其他热效率测试数据反推天然气用量根据清华大学同类型的测试报告数据，折算出本次测试火势4时的天然气流量为0.296时的灶具热效率应该为43.03%（天然气热值为34.9MJ/m3条件下）。 = ( t2 - t1 ) CpGw / (Qd Gg )=（97-30）4.184.1/(34.91000Gg) =43.03%可以计算出，Gg=0.0765 m3与实测的耗气量0.077 m3相比，基本上一致。可见太原市安装的膜式燃气表与北京市安装的数字式煤气表计量结果相差无几，从一定程度上反映了本次测试所用膜式燃气表的计量准确性。3.2 天然气灶与电水壶加热开水的费用比较（1）小区电价和太原市天然气价格的情况下由表1可见，用气和用电的费用比为0.75，在2.3元/m3的天然气价格和小区0.67元/度的电价下，用天然气烧开水可以节省约25%的费用。如果小区擅自提高天然气价格，设为x，当费用比为1时则有：0.077x=0.350.67 得出x=3.05，也即如果小区将天然气价格擅自提高到3.05元/m3则用电和用气的费用一样，如果高于3.05元/m3则用气比用电要贵。（2）太原市电价和太原市天然气价格的情况下太原市电价为0.477元/度，按此计算的用气和用电费用比为：0.0772.3/（0.350.477）=1.06可见，均执行太原市官方定价的情况下，用气比用电烧开水要贵。原因在于，天然气灶的热效率较低（约40%左右），而用电的热效率较高（约80%左右）。天然气灶燃烧过程中大约有40%的热量散发到了周围空气中。3.3 液化石油气加热开水的费用估计液化石油气的热值约110119MJ/m3（气态）或者46.5MJ/kg（液态），为天然气的大约3.15-3.41倍。按照热值折算，1立方米天然气相当于34.9/46.5=0.75kg液化气，每公斤液化气价格约为6.55元（太原市价格为14.5公斤95元），以此价格折算成天然气价格为0.756.55=4.91元/ m3，高