2.2 液体燃料的种类和性质
石油是唯一的天然液体燃料。石油是古代动植物有机残骸为砂石泥土覆盖，在与外界空气隔绝的条件下，长期受地质与细菌的作用，逐渐形成的。
从合理利用资源考虑，将石油直接作为燃料是不合理的。目前所使用的液体燃料主要是由石油炼制的各种不同石油产品。此外，从油页岩和煤中也生产出人造液体燃料。近年来许多国家还在积极研究各种生物代用液体燃料，如甲醇、乙醇、酯化动植物油等，并取得重大进展，目前已成功地应用于汽车发动机和农业动力机械。生物代用液体燃料是一种来源广泛且可再生的能源，因此有着十分广阔的前景。
液体燃料具有发热量高，使用方便，燃烧污染较低等许多优点，是一种较理想的燃料，但其使用受到各国具体资源条件限制。我国按人口平均的石油储量较低，因此，石油类液体燃料的使用应限制于必须使用的场合，如交通运输动力装置、移动式动力装置以及某些由于生产工艺有特殊要求的工业炉窑等场合。
石油不仅是重要的能源资源，也是宝贵的化工原料。从石油中不仅可炼制出各种液体燃料和润滑油脂，而且可生产出许多重要工业产品，如合成纤维、塑料、染料、医药用品、橡胶、炸药等。因此，石油在国民经济建设和国防建设中都起着十分重要的作用。
2.2.1 石油的炼制及其产品
直接从地层内开采出而未经炼制的石油称为原油。它是一种呈浅褐色或深黑色的黏稠液体。原油经过炼制可以得到各种石油产品。炼制石油的原理是利用石油中各种不同成分具有不同沸点的特点，将原油加热，从而在不同温度范围内（称为馏程）可获得不同的石油产品。在接近大气压力条件下，于40～180℃馏出者为汽油，于150～300℃馏出者为煤油，于200～350℃馏出者为直馏柴油，余下者为高沸点的重质油，称为常压重油。
通过常压蒸馏所获得的各种馏分仍是一个多组分的混合物，可进一步加工，例如把高沸点的常压重油加热至400℃以上可以继续分馏出各种重质油来。但炼油厂为了简便，一般采用降低压力的方法来提取，即根据气压降低、沸点下降的原理，在压力为0.01MPa下，在400℃左右可以从常压重油分馏出在常压下沸点为700℃以下的石油产品。降压分馏的产品有重柴油及沸点较高的蜡油（可作为生产润滑油的原料），余下者称减压重油，其初沸点大于340～370℃。通常将常压重油与减压重油统称为直馏重油。
为了增产轻质油、增加品种和提高质量，炼油厂还采用裂化的方法从某些重质油中生产出汽油、柴油以及一些高级车用汽油和航空汽油等。所谓裂化就是使分子较大的烃类裂解为分子较小的烃类，以取得轻质油产品。裂化方法又可分为热裂化和催化裂化。经过上述加工方法可获得可燃气、汽油和润滑油等产品，残留的高沸点重质油称裂化重油，其初沸点大于500～550℃。与直馏重油相比，其密度、黏度及所含杂质均较高，燃料稳定性差，易沉淀堵塞油管，燃烧性能亦较差。近年来还采用加氢等工艺来增加轻质油产品。通过以上介绍可以看出，通过提高石油加工深度，可以获得更多的轻质石油产品。
汽油、柴油等轻质燃油除了可从石油中制取外，还可通过煤的加氢和水煤气合成的方法来获得。由于煤的主要成分是碳，其中所含氢低于液体燃料，因此可以通过加氢工艺制取汽油、柴油等石油产品，也可先由煤制取水煤气，然后利用催化剂使水煤气中的CO和H2化合，从而获得气体燃料、汽油和柴油等产品。但目前从煤制取液体燃料成本较高，所有这些加工方法尚处于中间试验阶段。从开辟液体燃料新来源考虑，由煤制取液体燃料有很广阔的前景。
汽油、煤油、轻柴油主要作为内燃机、燃气轮机的燃料。重柴油除作为中、低速柴油机和重型固定式燃气轮机的燃料外，有时亦作为锅炉及工业炉窑的燃料。用于锅炉和工业炉窑的燃料油主要是重油和渣油。前者是将常压重油、减压重油、裂化重油等油种按适当的比例调和，以达到一定的质量控制指标的一种燃油，如以炼油过程的残余油（它可以是常压重油、减压重油、裂化重油等），不经处理，就直接作为燃料油，则称为渣油。重油、渣油是原油提取轻质馏分后的残余油，其密度、黏度、沸点均较高，分子结构复杂，且含有较多的固体杂质和水分，故须采取较多的技术措施方能正常燃烧，但价格较低。
2.2.2 液态产品的化学组成
石油主要由碳和氢两种元素组成，此外还含有少量的氧、硫和氮的化合物（以复杂的有机化合物的形式存在）以及少量的灰分和水分。
在石油产品中主要化学组成是碳氢化合物，主要有四类。
①烷烃CnH2n+2，C5～C15为液体燃油的主要组成。烷类亦称石蜡族碳氢化合物，从C5开始，有正烷烃（直链结构）和异烷烃（侧链结构）之分。一般来说，烷烃具有较高的氢/碳比，密度较低（轻），重量发热值高，热安定性好。烷烃的燃烧通常没有排气冒烟及积炭。
②烯烃。分子通式为CnH2n。烯烃是不饱和烃，它们的分子结构中含的氢比最大可能的少，所以化学上是活泼的，很容易和很多化合物起反应，其化学稳定性和热安定性比烷烃差。在高温和催化作用下，容易转化成芳香族碳氢化合物。一般原油中含烯烃并不多，烯烃通常是由裂解过程产生的。直接分馏法得出的石油产品中含烯烃不多，在裂解法得出的油中，烯烃可以多到25%。
③环烷烃。分子通式亦是CnH2n，是饱和的，分子结构中碳原子形成环状结构而不是链状结构。在分馏油中环烷烃的量和烷烃差不多。在化学稳定性、质量热值和冒烟积炭的倾向性几方面和烷烃很相似。
④芳香烃。它是环状结构，含有一个或更多的6个碳原子的环状结构。虽然在结构上似乎与环烷烃有点类似，它们含的氢少，因而它们单位质量的热值低很多。其他主要的缺点是冒烟积炭的倾向很高，吸湿性高，所以当燃油处于低温时容易导致冰结晶的沉积。芳香烃对橡胶制品有很强的溶解能力。单环芳香烃的一般式为CnH2n-6，更复杂的芳香烃可以是上述分子结构中一个氢原子由其他基所替代。
在我国油田原油炼出的煤油中，各种成分占比如下。
①烷烃占81%～93%，烯烃（不饱和烃）只占0.3%～13%，芳香烃占5.5%～18%（胜利、大港的原油炼出的含量高）。
②烷烃和环烷烃含量相差不多。
③在芳香烃中又可分出单环芳烃和双环芳烃。研究表明，同样芳烃含量，双环芳烃对生成烟粒的作用更强。
④煤油（以及其他油料）是由多种烃（还有其他组成）混合组成的。
煤油中碳和氢的含量占99.9%，表2-10列出了我国典型的几种航空煤油的碳、氢含量和碳氢比。
表2-10 航空煤油的碳、氢含量和碳氢比
由于燃料中含有的元素硫、硫醇、硫化氢的高腐蚀性会降低油料的安定性，因此在煤油规格中都加以限制。在炼油过程中用清洗或其他办法除硫。氮和氧的化合物是不希望有的成分，它会降低油料的热安定性、洁净性等。航空煤油中的微量金属元素也是不希望的，除了原油中本身含有的外，往往还有在贮运和泵送过程中的污染物。
2.2.3 液态燃料的特性
2.2.3.1 液态燃料的物理性质
液态燃料的某些理化性质（如黏度、闪点等）对其燃烧和使用性能有着很大的影响。
（1）密度
密度是油料在t℃时单位体积的质量，通常取kg/m3为单位，以ρ表示。
燃油的密度通常以相对值表示，即以燃油在20℃时的密度与纯水在4℃时的密度之比表示，记以符号
。燃油在其他温度t（℃）下的相对密度可按下式换算：
（2-1）
式中 α——温度修正系数，可由有关文献查出石油类燃油的α值。
燃油的相对密度与平均沸点和化学组成有关。通常
越大，其元素成分中含碳量就越高，含氢量则越低，并且其发热量也越低，生成烟的倾向越明显。因此，通过可大致估计燃油性质。
液体燃油的相对密度是随液体燃油的温度而改变的。油温升高，油料的密度（相对密度）降低。
在设计重油沉淀、水洗及分离设备时，必须考虑密度的影响，因为无论是采用离心式或静电式分离设备都希望油与水的密度差较大，这样可获得良好的油水分离效果。当重油密度较大时，由于油水分离效果差，这时就要求采用更复杂的水洗系统。
（2）相对分子质量
石油产品是各种烃的混合物，其相对分子质量是一种平均相对分子质量，一般随馏程增高而增大，可以由一些经验式估算。
（3）黏度
燃料的黏度与燃料输送、油泵寿命、喷嘴雾化、低温点火启动等有很大关系。黏度越大，喷雾质量越差。黏度主要取决于燃料中所含碳氢化合物的组成（黏度依如下次序降低：多环环烷烃、环烷烃、芳香烃、烷烃），同时随温度而极为显著地变化（尤其低温）。
在燃油规格中，黏度一般采用运动黏度（m2/s）。运动黏度等于动力黏度除以密度。
燃油的黏度与温度有关，它随着温度的升高而降低，因此，对于高黏度的燃油（如重油），为了保证其在管道中顺利输送与在喷嘴处良好的雾化，必须对它进行预热。温度对黏度的影响不是均衡的，一般来说，在温度50℃以下，影响较强烈；在温度50～120℃之间，则其影响相对地较小，尤其对于黏度小的油更是这样；而在120℃以上，可以说几乎没有影响（除个别的高黏度油外）。
此外，燃油的黏度还与燃油的组分和燃油压力有关。随着燃油的沸点范围提高以及其中所含的烃的分子量的增大，燃油的黏度亦相应增高。所以，燃油的黏度是按着下列油品顺序依次递增，即汽油、煤油、柴油以及重油。汽油的黏度最小，且随温度的变化亦最不明显，故在汽油技术规格中一般不规定该项指标。煤油的黏度较汽油为大，且随温度的变化也较汽油显著，故它对喷气发动机的工作有一定的影响。柴油的黏度比煤油大得多，且各种柴油间的黏度相差也很大，同时它随温度的变化亦很剧烈，故黏度对柴油来说是一个很主要的物性参数。重油的黏度更大。重油在常温下，是一种黏稠的黑色流体，不易流动，为使重油能在管道中顺利输送，需将重油预热到30～60℃。欲使重油获得良好的雾化燃烧，就要求进入油枪时必须预热到80～110℃或更高。渣油是重油再经提炼后的残余物，故其黏度就更高。
压力对黏度也有影响，在压力较低时（1～2MPa）可以不计，但在压力较高时，黏度则随压力升高而变大。
（4）表面张力
表面张力是液体表面单位长度上用来抵消使液体表面面积增大的外拉力而由液体表面所呈现的内聚力，单位是N/m。通常可以用双毛细管法来测定。燃油的表面张力系数也是影响燃油雾化质量的主要因素，燃油的雾化滴径大致与表面张力系数成反比，燃油馏程越高，其表面张力系数越大；随着油温的提高，表面张力系数将降低。
（5）馏程与沸点
馏程是指馏分的温度范围，馏程中的馏分组成则表达了不同温度下馏出物量的关系。燃油的馏程是表示燃油蒸发性能的极为重要的指标，表示为燃油蒸发出不同百分数时所需要的温度。燃油的馏程在很大程度上决定了燃料的物理性质和燃烧性质，决定了每吨原油可产该种燃油的产出率。希望增大产出率则要加宽馏程，即多“切”一些（wide out），这时可以降低初馏点，或提高终馏点。这样在增大产量的同时，一定会影响到燃料的性质（例如闪点、冰点等）。
各种燃油的馏程范围大致如下：
航空汽油 40～180℃
汽车汽油 35～205℃
航空煤油 150～280℃
轻柴油 200～350℃
重油 初沸点340℃（甚至大于500℃）
燃油是混合物，所以没有单一的沸点，常用50%馏点温度来表征燃油的沸点，然后其他各物性（如黏度、比热容等）又与平均沸点或中馏点建立关系。常压下的中馏点又称正常沸点。
燃油的初沸点越高，则启动点火越困难；终沸点低的燃油则表明燃油易汽化，有利于燃烧。通常所谓轻质燃油、重质燃油就是根据馏程温度范围来划分的。燃油的馏程还对燃烧冒烟和积炭有一定的影响。
（6）蒸汽压和临界参数
当燃料表面保持气液平衡时，饱和蒸汽产生的分压力称为饱和蒸汽压。在任何压力下均能将气体液化的最低温度称为临界温度。换句话说，在临界温度之上无论加多大压力都不可能使气体液化，在临界温度时与液相处于平衡的气相压力为临界压力。在临界状态时，纯物质的气态和液态性质已经没有区别（密度一样，蒸发潜热为零）。临界参数在计算（例如密度、导热性等）时要用到。
（7）比热容
在传热计算及蒸发计算中要用到燃油比热容。在很高飞行速度下的飞行器中，燃油可以用来吸收热量，这时比热容是燃油的重要性质。烷烃是最佳的，比环烷烃或芳香烃的比热容都高。
（8）热导率
热导率在做传热计算时会用到，它随温度升高而降低，其单位为J/（m·s·℃）。
（9）热安定性
它是表示燃油在某一温度下发生分解并产生沉淀物倾向的指标。重质燃油由于常需预热，这一指标就更显得重要。热安定性差的重油易于析碳并产生胶质沉淀物，从而堵塞油过滤器和喷油嘴。热裂重油由于含有大量不饱和烃，故热安定性很差，在储运和加热过程就容易发生分解和产生沉淀物。
（10）掺混性
它是表示不同燃油掺混时产生分层和沉淀倾向的指标。为了达到使用要求，有时需将重油与柴油掺混以降低黏度；有时需将不同重油掺混使用等。这些混合油在储运过程中可能产生种种问题，例如某些重油与柴油掺混时可能产生分层，某些重油掺混时可能产生沉淀物、沥青、含蜡物或胶状半凝固物等堵塞管路与油过滤器。实践表明，直馏重油对掺混适应性较好，不会产生沉淀物，故不同直馏重油可掺混使用；裂化重油的掺混适应性较差，故燃油在掺混前必须先做掺混适应性检验。常用的检验方法是将掺混后的燃油在315℃下加热20h，观察有无固体凝块附着于器壁上。
2.2.3.2 液态燃料的燃烧性质
燃料的燃烧性质不仅影响到火焰温度，而且影响到可燃边界、着火性、化学反应速率以及生成烟粒子的倾向。
（1）热值（发热量）
热值是燃料最重要的性质。单位质量或体积的燃料完全燃烧所放出的热量称为重量热值或体积热值。单位重量燃料（温度25℃）和空气（温度25℃）燃烧产物冷却下来最终温度回到25℃（在常压下）所放出的燃烧热（这时燃烧产物中水蒸气冷凝成水）称为高位热值。在高位热值中扣去由于水蒸气冷凝所放出的热量称为低位热值。在低热值中假设燃烧产物全部都是气态。
（2）自燃着火温度
自燃着火是在没有外界点火源时完全由加热使燃油温度升高而使燃油自动着火的。自燃着火温度可测定如下：将少量油样置于已加热处于高温的坩埚内，测量其达到着火的时间延迟。随后降低温度，重复试验，这时着火时间延迟增大，直到某个最小着火温度，比这温度再低，无论延迟时间多长，都不着火。着火温度随压力的降低而升高。
（3）凝固点
凝固点是指当燃油温度降低到某一值时，由于燃油变得很稠，以致在盛有燃油的试管倾斜至45°油面在1min内可保持不变，这个温度就定义为燃油的凝固点。它是保证燃油流动和泵吸所必须超过的最低温度，凝固点越高则燃油的流动性越差。当温度低于凝固点时，燃油就无法在管道中输送。因此，为确保在寒冷季节时燃油系统正常工作，就必须采取必要的防冻措施或预热。故燃油的凝固点对寒冷地区来说是一个很重要的技术指标。
重质燃油凝固点较高，轻质油则较低。重油的凝固点一般为15～36℃或更高。其中直馏石蜡型重油凝固点较高，当加热温度略高于凝固点时，就可使它成为流态物质。裂化重油的凝固点则较低，但经加热后其黏度仍相当大，比较难于流动和泵吸。因此在输送重油时，除需预热外，对管道的保温至关重要。
轻质油的凝固点低于重油，通常为-35～20℃。我国轻柴油就是根据凝固点的高低将轻柴油分为10号、0号、-10号、-20号以及-35号五个牌号，重柴油则分为RC-10与RC-20两个牌号，这些柴油牌号即相应的凝固点温度值。
（4）闪点和燃点
当燃油加热至一定温度时，其中分子量较小、沸点低的成分将先由油面汽化逸出，此时如果有火源与油面接触，在油面上将出现瞬间闪火现象，但尚未持续燃烧，此时的油温即闪点。闪点是燃油受热时的安全防火指标。在开式容器，最高加热温度应低于闪点10～20℃；在闭式压力容器，加热温度虽允许超过闪点，但随温度的增高，防火安全性将降低，因为一旦管道破裂仍有着火的危险。
闪点用专门的仪器测定，其测定方法有开口杯法与闭口杯法。开口杯法一般用于测定闪点较高的油种，如重油、润滑油等；闭口杯法则用于测定闪点较低的油种，如汽油、柴油等。对同一种油，用开口杯法测定的闪点较闭口杯法要高出15～25℃。
在某些燃油资料中，还可见到所谓“燃油燃点”指标。所谓燃点，即当燃油加热到此温度后，已汽化的油气遇到明火能着火持续燃烧（不少于5s）的最低温度。显然，燃点要高于闪点，一般要高10～30℃或更多。
闪点与燃点都是确定燃油中轻质油含量的一种间接方法。由于通过闪点的高低可估计燃油中所含轻质成分的高低，故可用以判断燃油着火的难易程度。闪点越低越易着火。轻质油少，则闪点与燃点就高，防火安全性好。
（5）可燃浓度极限
可燃物（如燃油蒸气）与空气混合，只能在一定浓度范围内才能进行燃烧，超过这个浓度（太稀或太浓）就燃不起来了。在这个浓度范围内，火焰一旦引发，就可以从点火源扩展出去，只要浓度合适，可以无限地传播下去。通常定义一个富燃极限和一个贫燃极限（亦叫富油、贫油极限）。确切地说，这两个极限应该叫不可燃边界而不是可燃边界。因为超过这两个边界，一定不可燃，但在这范围内不一定可燃。贫燃极限与闪点是相关联的。煤油类燃料在常温下其不可燃边界大致为油气比（质量）0.035和0.28。
（6）生碳性
燃料的生碳性代表在燃烧室中燃烧时生成烟粒子的倾向。生碳性与燃料的性质有密切关系，如相对密度、馏程、黏度、芳香烃含量、碳氢比（氢含量）等。
燃料的生碳性是燃料性质与组成影响燃烧性能和燃烧室寿命的最明显的例子。生碳性高使排气冒烟多，燃烧区烟粒子浓度高，引起火焰辐射黑度高，辐射传热高，室壁温度高，引起火焰筒变形和裂纹，减少火焰筒寿命；生碳性低容易引起室壁积炭和喷嘴积炭，后者会影响到燃油的雾化质量，造成燃烧效率很低，出口温度分布质量降低，甚至燃烧不稳定。
2.2.3.3 液态燃料的使用性
一种液态燃料要能实际使用，必须在使用性上满足要求。显然，所谓使用性和用途以及使用的环境有密切关系，不存在笼统的使用性要求。
（1）低温性能和流动性
燃料的冰点是一个很重要的指标，它直接影响每一吨原油生产航空煤油的产率。
（2）燃料热安定性
热安定性分静态热安定性和动态热安定性。在金属容器中静态条件下，燃料的热氧化安定性为静态热安定性，油样受热后产生的沉积越少，表示其热安定性越好。动态热安定性是指流动条件下喷气燃料的热安定性，它模拟燃料在发动机润滑油换热器表面（或动力燃烧室燃油总管中）的受热条件下，考察生成管壁沉淀物的颜色和通过一个过滤元件的压力降来评定。
（3）对金属的腐蚀性
引起对金属腐蚀的原因是燃料中有硫和硫化物。由于铜、银对活性物质的腐蚀比较敏感，所以规格中规定了铜片试验和银片试验。
（4）与橡胶的相容性
喷气燃料对橡胶、涂料的侵蚀作用会引起燃油系统的损坏。
（5）燃油的洁净性
燃料系统中有许多精密零件，对航空煤油中的杂质十分敏感。因此燃料在贮运和使用各环节对洁净性的要求很严，要无色水白、没有机械杂质沉淀、没有游离水、没有悬浮物等。还有燃油存放期间会受到细菌微生物的污染，微生物都集中在罐底的油水界面处，因此定期及时清除油罐中的积水和沉积，是控制燃料受到微生物污染的重要措施。
2.2.4 各种液态燃油
燃油可以概括地分为馏分油和含灰分油。馏分油基本上是不含灰的，只要在贮运过程中处置得当，没有什么杂质，从炼油厂出来马上可以使用，不需要再做什么处理。而含灰分油则含有相当量的灰分，这种油在燃气轮机中使用前必须做相应处理，但在工业窑炉中使用时一般不需进行预处理。
（1）汽油
它是质量非常好的油，燃烧性能很好，其黏度很低，润滑性不好，同时闪点低，挥发性好，但在安全上需要注意。航空汽油的典型馏程为40～180℃。汽油中的辛烷值是汽油中抗爆震的指标。
（2）煤油
与汽油相比，馏程温度范围高些，相对密度大些，润滑性好。蒸气压力低，在高空时由蒸发引起的损失减少。正是这一点决定航空燃气轮机使用煤油而不是汽油。
（3）柴油
柴油比煤油、轻挥发油重些，适合于柴油机的特定要求（主要是十六烷值）。最常用的是二号柴油。
（4）重馏分油
常常是炼油厂的副产品，基本上不含灰分，但黏度高，难以雾化，在输送过程中要求加热。
（5）重油（含灰分油）
这种油含相当数量的灰分（但与煤的灰分相比又是少的），较重，便宜，黏度非常高。
2.2.4.1 航空燃气轮机燃油
对飞机发动机燃油的规格和要求比其他用途的燃气轮机燃油要严格得多，飞机发动机燃油系统以及燃烧室都对燃油提出了要求。
从飞机来说，希望燃油：①价格低，容易获得。②火灾危险低。这意味着要求燃油蒸气压低，挥发性低，闪点高，导电率高（避免积存静电）。③热含量高，以达到飞机最大的航程（或有效载荷）。这希望燃油的重量热值或体积热值大（取决于飞行器是限重量还是限体积）。④热安定性好，以避免过滤器堵塞，控制阀门不灵活等。⑤蒸气压力低，这是为了减少高空蒸发损失。⑥比热容高，为的是给高速飞机提供有效吸热。
从发动机燃油系统来说，希望燃油：①可泵送性好。因此燃油要有好的流动性，在各种状况下均为液体，可以在合理的泵压下送到喷嘴，这实际上要求燃油的黏性不要太高。②过滤器不会由于冰及蜡块而堵塞，必要时可加附加剂或燃料加热来防止结冰结蜡。这也和燃油中胶质含量和热安定性有关。③不会出现燃油蒸气壅塞。因此希望燃油的饱和蒸气压不太高。④很好的润滑性，使泵的磨损最低。这可以加入高极性化合物来达到。
从燃烧室角度来说，希望燃油：①不要有杂质引起喷嘴中细小通道的堵塞。②雾化好。这意味着燃油黏性不能过高（表面张力数值对各种燃油变化不大）。③蒸发快。燃油蒸发速率取决于燃油的挥发性（亦取决于雾化的质量）。④生炭最少。这样可使火焰的辐射少，积炭少，排气冒烟少。
2.2.4.2 工业燃气轮机燃油
过去曾经在工业燃气轮机中使用过轻柴油，现在仍有少量在继续使用。在工业燃气轮机中使用便宜的、质量差的渣油（在少量场合用原油，主要在产油国或产油地）是有前途的。但必须认识到，不是可以随便使用便宜的渣油的。使用渣油必须经过处理，从经济上说，必须在渣油成本加上处理费用再加上由于设备损坏、维修费用增大和维护人员费用增大之后与采用优质油相比仍为经济时，才是可行的。
在燃气轮机中燃用渣油有两方面的问题：一方面问题来自燃烧过程本身；另一方面问题是由燃烧产物带来的。燃烧本身的问题是燃烧不完全、点火困难、冒烟、燃料喷嘴和室壁积炭。如果空气流动布局好，燃料雾化（采用空气雾化）好，适当增加停留时间，燃烧不完全的问题可以解决。燃烧产物带来的问题是沉积、腐蚀、侵蚀和污染。
2.2.4.3 工业炉用重油
重油（Heavy Oil）是一种总称。所谓重油可以是以下几种之一。
①渣油 这是最脏最重的，提炼过其他燃油剩下的。
②原油（Crude Oil） 其中包括轻馏分，没有提炼过的，杂质也较多，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，例如我国的远洋货轮油。
我国工业炉用重油有四种牌号：20、60、100和200号重油，它们实质上是原油加工后的各种残渣油和一部分轻油配制而成的混合物。每种重油按照它在50℃时的恩氏黏度来定名，例如20号重油在50℃时的恩氏黏度不低于20。
我国工业炉用重油的主要成分是残渣油，其化学组成和所用的原油有很大关系。其碳氢化合物主要是烷烃、烯烃和芳香烃。重油中含灰分、水分、硫分、机械杂质比较多。重油黏度越大，含碳量越高，含氢则越低。重油中含硫危害很大，好在我国大多数油田产的油含硫量不算高。重油含水多，不仅热值降低，更主要由于水分汽化会影响供油设备的正常运行和火焰稳定。所以在储油罐中，用自然沉淀法使油水分离并加以排除。当然重油掺水乳化方法是另一回事。
我国商品重油在使用时值得注意的一些问题有以下几点。
①重油都是加温使用的，在油表面上方将出现油蒸气。油温越高，其表面的油蒸气浓度越大，当浓度大到遇点火或火焰可发生闪火现象，这个油温就是闪点。所以从安全考虑，在储油罐中油的加热温度必须严格控制在闪点以下以防发生火灾。
②重油黏度高是基本特点，这与输送和雾化关系很大。重油黏度都随温度升高而降低很多，所以实际上应根据油料在不同管段选取适当的加热温度。我国石油多是石蜡基石油，含蜡多，黏度大，所以我国重油黏度也大，凝固点在30℃以上，常温下大多数重油处于固体状态。为了输送，希望在泵前重油黏度不超过30～40°Et，这对200号重油大致相当于温度75℃。在喷嘴前希望恩氏黏度在2.5～3.5°Et（对于压力雾化喷嘴），这相当于200号重油加热到110～120℃。
恩氏黏度和运动黏度系数可按下式换算：
（2-2）
③重油在隔绝空气的条件下加热时，蒸发掉油蒸气后剩下的一些固体炭及杂质称为残炭。残炭对工业炉来说，有利亦有害。有残炭，可提高火焰的黑度，有利于加强火焰辐射能力。但是在燃烧中，残炭高的燃料容易析出大量固体炭粒，难以燃烧，特别是对间歇生产常有停火的炉子。由残炭的析出造成输油导管和喷嘴出口结焦也是很讨厌的。
④轻质燃油一般容易掺混，但重油并不都能掺混使用。不同来源的重油其化学安定性不同，有些重油在掺混使用时会出现沥青、含蜡物质等固体沉淀或胶状凝固物，造成输油管路阻塞。单独用直馏法所剩渣油配制的重油，其掺混性好，且不同牌号的重油可混合使用。由裂解法所剩渣油配制的重油，在混合使用前必须做掺混试验。