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天然气是清洁环保的能源,随着我国经济的高速发展和能源结构的优化调整,以及面临的巨大环境压力,天然气市场进入了快速发展时期,燃气利用终端设备也日趋多样化和复杂化,其中完全预混燃气具的市场份额逐日增加,适用于大气式燃烧方式的燃气互换性和燃具适应性的关键指数,能否适用于完全预混的燃烧方式,还需要进行实验验证;另外由于城市燃气气源的多样性,互换性问题越来越受重视,为此,本文研究完全预混燃气具的互换性指数。首先,本文分析和总结了主要国家的燃气互换性的研究方法和成果,并从完全预混燃气具的引射特性入手,对完全预混燃气具的燃烧特性进行理论分析。其次,结合反映燃气燃烧特性的特性参数高华白数(Ws)、低华白数(Wi)、高热值(Hs)、低热值(Hi)、燃烧势(CP)、燃烧速度(Sn)、理论空气量(V0)、黄焰指数(IY)等,进行分析和计算,确定了(Ws, Hi),(Ws, V0),(Ws, CP),(Hi, Sn),(V0, Sn)五种组合,作为完全预混互换性研究的五个验证指数。最后,采用氢气、氮气、异丁烷三组分配气法配制置换气,并在完全预混燃烧实验系统上进行燃烧试验,研究完全预混式燃气具的燃烧特性的变化,并提出适合完全预混燃气具的互换性指数。从能效指数、烟气排放、燃烧状况上分析燃烧实验,结果表明:(1)从燃气的燃烧特性指数上来看,控制(Ws, Hi)的置换气的燃气特性参数除了CP,V0,Sn的值相对于基准气变化较大外,其他参数的变化均在±2%以内;(2)(Hi, Sn)和(V0, Sn)不能作为完全预混燃气具的燃气互换性指数;(3)(Ws, CP)不能作为有燃气空气比例调节器的燃气具的燃气互换性指数;(4)(Ws, V0)在一定范围内可以作为完全预混燃气具的燃气互换性指数;(5)(Wi, Hs)的燃气成分和(Ws, Hi)的燃气成分非常接近,即(Ws, Hi)或(Wi, Hs)均可作为完全预混燃气具的燃气互换性指数,互换效果优于(Ws, V0)。