ICS 75. 160.20 E 31
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
NB/SH/T 0883—2014
柴油着火滞后期和导出十六烷值的测定
等容燃烧室法
Standard test method for determination of ignition delay and derived cetane
number of diesel fuel oil by combustion in a constant volume chamber
2014-06-29发布
2014-11-01实施
国家能源局发布 NB/SH/T0883—2014
前言
本标准按照GB/T1.1一2009规定的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用美国试验与材料协会标准ASTMD6890—13《柴油着火滞后期和导
出十六烷值测定法（等容燃烧室法）》。
为了适合我国国情，本标准在采用ASTMD6890一13时进行了修改。本标准与ASTMD6890一13的主要技术差异及其原因如下：
-第1章未列出符合国外标准规格的油品，因不完全适合我国油品情况；一第2章将引用标准修改为我国相应的国家标准和行业标准； —第3章术语和定义对ASTMD6890一13中的认可参考值的表述进行了修改，为了符合我国的表
述习惯；第3章术语和定义中取消了ASTMD6890—13中3.1.4.1有关十六烷值的讨论，因为十六烷值
的定义已经是按GB/T386给出的定义进行表述的； -第3章术语和定义中对导出十六烷值的定义进行了修改，以使表达更加清晰； -第15章将ASTMD6890一13有关精密度的内容进行了删改，为了符合我国的表述习惯；将有关着火滞后期偏差的表述修改为导出十六烷值偏差的表述，因为本标准给出的最终结果是导出十六烷值；增加了附录H，对主要参数的系统显示方式、调节范围、调节方式等进行了汇总；一增加了附录I，分析器设备照片。 本标准由中国石油化工集团公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会（SAC/TC280/
SC1）归口。
本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院、中国石油化工股份有限公司燕山分公司。
本标准主要起草人：王利、张欣、马永旭、徐锋。
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柴油着火滞后期和导出十六烷值的测定 等容燃烧室法
警告：本标准涉及到某些有危险的材料、操作及设备，但并未对所有的安全问题提出建议。因此，
用户在使用本标准前应建立适当的安全防护措施，并确定相关规章限制的适用性。有关安全警告内容详见附录A。
1范围
本标准规定了用等容燃烧室法测定柴油着火性能的试验方法。 本标准适用于常规柴油、油砂基柴油、含有生物柴油的调合燃料、添加十六烷值改进剂的柴油、低硫柴
油，符合GB252和GB19147的普通和车用柴油。本标准也适用于柴油调合组分着火性能的测量。
本标准通过向充有加热压缩空气、且体积恒定的燃烧室中直接喷射柴油来测量着火滞后期。 利用公式计算出表示柴油着火性能的指标一一导出十六烷值。该公式是通过关联着火滞后期与
GB/T386所测定的十六烷值、而建立的计算导出十六烷值的经验公式。
本标准测定的着火滞后期范围是3.1ms~6.5ms，对应的导出十六烷值的范围64~33。 采用本标准能测量出更短或更长的着火滞后期，但精密度可能会受到影响。 导出十六烷值与这些更长或更短着火滞后期的计算见13.4条。没有导出十六烷值在33~64以外的
值与GB/T386测定的十六烷值的数据比对资料。
2规范性引用文件
下列文件用于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB252普通柴油 GB/T386柴油十六烷值测定法 GB/T4756石油液体手工取样法（GB/T4756—1998，eqvISO3170：1988） GB/T6682—2008分析实验室用水规格和试验方法（ISO3696:1987，MOD） GB19147车用柴油 NB/SH/T0843石化行业分析测试系统的评价统计技术法 SY/T5317石油液体管线自动取样法（SY/T5317—2006，IS03171:1988，IDT） ASTMD5854石油和石油产品液体样品的混合和处理规程
3术语和定义
下列术语、定义和缩略语适用于本文件。 3.1通用术语和定义 3. 1. 1
认可参考值acceptedreferencevalue 各方同意的、用于比较的参考值，它可以是： a）基于科学原理的理论值或实测值；
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b）根据某些国家或国际组织的试验工作而赋予的值； c）根据某一科学或工程小组主持下的，合作试验工作的一致同意的公认值。 注：应用于着火滞后期的认可参考值，被理解为在再现性条件下，由国家交换组、或其他被认可的交换实验组织，
通过试验测得的特定参比物的着火滞后期。 3.1.2
生物柴油biodiesel 由长链脂肪酸单烷基酯组成的燃料混合物。提取于植物油或动物脂肪。标记为BD100。
3.1. 3
生物柴油调合燃料（BDXX）biodieselblend 含有柴油的生物柴油混合物。 注：BDXX中的XX，表示生物柴油在整个混合物中的体积百分数。
3. 1. 4
十六烷值cetanenumber 表示柴油在柴油机中燃烧时着火性能的指标。在规定操作条件下经标准化的发动机试验中，将柴
油与标准燃料进行比较，而得到的柴油着火性能的测定值。
在GB/T386中，柴油着火性能是指燃料在一个经标准化的试验发动机内，在控制燃料流速、喷油时间和压缩比的条件下，测定的着火滞后期。 3.1.5
检验标样checkstandard 在质量控制测试中，用来确定测试系统精确度的、具有认可参考值的特定材料。 注：本标准中，检验标样指定为正庚烷。
3.1.6
质量控制样品qualitycontrolsample 在质量控制测试中，用于保证测试质量的、确定和监控测试系统的精确度和稳定性的、性能稳定
均匀、其物理或化学性质都和典型的测试样品相似的燃料。这种燃料便于存放、备量充足、质量统一，可供重复和长期测试。 3.2专用术语和定义 3.2.1
校准参比物calibrationreferencematerial 用于校准燃烧分析器的、具有指定着火滞后期认可参考值的纯化合物。 注：本标准中，校准参比物指定为正庚烷和甲基环已烷。
3.2.2
充气空气chargeair 在每次测试循环的开始时，在特定压力下充入燃烧室的压缩空气。
3.2.3
充气温度chargeairtemperature 燃烧室中空气的温度，单位为℃。
3.2.4
燃烧分析器combustionanalyzer 用于测量柴油着火特性的压缩点火装置集成。
3.2.5
导出十六烷值derivedcetanenumber 利用公式所计算出的数值。该公式是通过关联着火滞后期与GB/T386所测定的十六烷值而建立的
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经验公式。 3.2. 6
着火滞后期ignitiondelay 适用于本标准的、由专用燃烧分析器测定的、自燃料喷射开始至燃烧开始之间的时间间隔，以毫
秒（ms）表示。
注：本标准中，喷射开始是由运动传感器测定的喷嘴针阀初始运动或上升来指示；燃烧开始是由压力传感器测得的燃烧室中的压力显著持续变化时的一个点来指示。 3.2.7
校验期operatingperiod 由同一操作者对燃烧分析器进行连续校准、和/或质量控制测试之间的时间间隔，要求不超过
12 h。 3.3缩略语
ARV：认可参考值（acceptedreferencevalue） CN：十六烷值（cetanenumber） DCN：导出十六烷值（derivedcetanenumber） ID：着火滞后期（ignitiondelay） QC：质量控制（qualitycontrol）
4方法概要
4.1将一小份油样喷射注人充有压缩空气的、被加热的、温度可控的、体积恒定的燃烧室内。每一喷射只喷油一次、经压缩点火产生燃烧循环。 4.2用传感器测定每次循环过程中的燃料喷射开始和燃烧开始的时间，从而确定着火滞后期。一个样品完整的自动测试过程，包括15次预循环和32次正式循环。 4.3将32次正式循环的着火滞后期的平均值作为着火滞后期的结果。由所测得的着火滞后期结果，根据导出十六烷值的经验公式，计算出该样品的导出十六烷值。
5方法应用
5.1本标准测定的着火滞后期和导出十六烷值提供了柴油在压燃发动机中着火性能的量度。 5.2本标准可被广泛地应用于石油化工行业、炼油厂、销售商、发动机生产商，来测量燃料和标定发动机的主要指标。 5.3测定导出十六烷值与全标度、可变速度、可变负荷柴油发动机之间的相关性还不完全清楚。 5.4本标准也可用于非常规燃料。然而尚不完全清楚这些非常规燃料在全尺寸发动机中的性能。因此，提醒用户考察本标准测定的非常规燃料的着火性能，是否适用于预测其在全尺寸发动机中的使用性能。 5.5在工作状态正常的设备上，采用本标准测试着火性能，需要样品约100mL，用时约20min。
6·干扰因素
6.1勿让燃料，尤其是检验标样、质量控制样品和校准参比物暴露在日光或紫外荧光灯下，以尽量减少化学反应，确保准确测定着火滞后期。
3 NB/SH/T08832014
警告：这些燃料即使短期暴露在波长小于550nm的紫外线下，都会影响着火滞后期的测定结果。 注：过氧化物和自由基的形成会影响着火滞后期的测量。当样品或材料用氮气保护，且储存在阴冷黑暗、温度低于
10℃以下的房间里时，可以将过氧化物和自由基的形成趋势减到最小。
6.2依据下注的测试方案进行测试研究，对所测定的数据统计分析显示：当样品中含有硝酸异辛酯十六烷值改进剂，且含量达到2000mg/kg以上时，对随后的样品测试可能有残扰效应。
注：首先对一个没有添加十六烷改进剂的样品连续测试3次，然后再对一个添加2000mg/kg以上的硝酸异辛酯
（2EHN）十六烷改进剂的样品进行测试，最后再对第一个不含十六烷改进剂的样品测试3次。统计分析添加改进剂前后的两组测试数据，揭示了残扰效应的存在。
7设备
7.1集成自动分析测量系统，包含：
a）燃烧室：固定容积、压燃式，带有外部电加热元件、相应的绝缘体、气动进气阀和排气阀； b）进样系统：可被加热的、燃料通过气动喷射，带有泵、喷嘴总成、以及与之相连的燃料罐； c）冷却系统：带有液-气换热器、过滤器、循环泵、流量控制阀； d）测控组件：包括热电偶、压力表、压力传感器、喷油嘴针阀运动传感器、压缩气体压力调节
器、控制阀、气动元件、电磁阀；
e）计算机：用于控制测试程序。能够获取和存储传感器采集的信号数据、进行处理计算、自动输出一些重要测试参数并打印成报告。
集成自动分析测量系统见图1：分析器设备示意图。 7.2分析器设备说明及规格见附录B。 7.3压缩气体压力调节器： 7.3.1充气压力调节器：能调控下游压力低至2.2MPa的两级调节阀 7.3.2喷射驱动空气压力调节器：能调控下游压力低至1.3MPa的二级调节阀。 7.3.3燃料罐压力调节器：能调控下游压力低至350kPa的一级或二级调节阀。 7.4辅助设备： 7.4.1样品过滤器：与玻璃注射器联用、带有标称孔径3um~5um微孔的专用玻璃纤维、聚四氟乙烯（PTFE），或者尼龙纤维。 7.4.2注射器：容积不低于100mL的玻璃注射器。
8试剂和材料
8.1校准参比物 8.1.1正庚烷：纯度（体积分数）不低于99.5%。确立的着火滞后期认可参考值IDARv为3.78ms。
警告：为易燃物，其蒸气有害人体健康、且易闪火。 8.1.2甲基环已烷（MCH）：纯度（体积分数）不低于99.0%。确立的着火滞后期认可参考值IDAvR 为10.4ms。
警告：为易燃物，其蒸气有害人体健康、且易闪火。 注：经验发现有些MCH符合纯度要求，但不符合IDARv要求（通常较IDAnv短1.0至1.5ms）。建议每次启用新的
MCH前，要进行验证。
8.2检验标样 8.2.1正庚烷：纯度（体积分数）不低于99.5%。确立的着火滞后期认可参考值IDARv为3.78ms。 4 NB/SH/T0883—2014
警告：为易燃物，其蒸气有害人体健康、且易闪火。 空气瓶
→区 压缩空气
供应单元
喷油嘴
-
,CA
碳
P2
阀连接 P5 适配器 LL
复 放
中
进气阀
废 油
文
绝缘层燃烧室压力传感器冷却器
气 闵
C2
中
氮气供应
螺母
/
T4 T6
喷油嘴 燃
(见细节A) 料 燃料罐 闽连接
T3 T5
泵 T8 T2 泵放油阀
适配器
J
燃烧室
气动缓冲罐细节A 喷油嘴
P1 +
大
泵加热单元
碳氢废气数字
C3
排气阀
燃烧室加热棒
数字信号 信号
X
排气通风系统
T1 T7
计算机工作站
12 T8
T7
，空滤 冷却液罐
13 T9
针阀延长针
P
模拟信号
T4 P1
T5 P2
T6 P3 模拟 电气电子柜信号
打印机
E
流量计
排放口
风扇
+
气液换热器 冷却液过滤器
数据采集/处理与控制系统燃料罐氮气管；
P1—燃烧室压力； P2一充气压力； P3-喷射驱动空气压力； P4一进/排气阀驱动空气压力； P5-燃料罐压力； T1-燃烧室外表温度； T2—燃料泵温度； T3一燃烧室压力传感器温度； T4一充气温度（喷油前燃烧室前部气体温度）； T5一（用做功能诊断）；
T6-喷油嘴冷却液温度； T7—冷却液回流温度； T8一（用作功能诊断）； T9燃烧室后部气体温度； N1一喷油嘴针阀运动传感器； C1一数字信号-燃料喷射驱动； C2一数字信号-进气阀驱动器； C3一数字信号-排气阀驱动器； C4一数字信号-充气阀驱动；
充气管；进/排气阀驱动空气管；
喷射泵驱动空气管；冷却液系统管；高压燃料管。
图1分析器设备示意图
8.3质量控制样品
性能稳定、其物理或化学性质都和日常所测的典型的燃料样品性质相似的特定柴油。 警告：为可燃物，其蒸气有害人体健康。
8.4充气空气
-种压缩空气：氧气含量20.9%±1.0%（体积分数）、烃类含量小于0.003%（体积分数）、水含
量小于0.025%（体积分数）。由于用氮氧混合气充填气瓶，所以每次气瓶更换后，要进行质量控制
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测试。
警告：压缩气体处于高压，可以助燃。 8.5冷却系统冷却液
体积比为50：50的水和市售二醇型防冻剂混合液。 警告：为有毒物，吸入或吞咽有害人体健康或有致命危险。
8.5.1防冻剂：用于汽车冷却系统的市售二醇型冷却液的浓缩液 8.5.2水：蒸馏水或符合CGB/T6682—2008中三级水的要求。 8.6驱动压缩空气
-种无油压缩空气：水含量小于0.1%（体积分数）、最低压力维持在1.5MPa以上。 警告：压缩气体处于高压，可以助燃。
一
8.7燃料罐压缩氨气
压缩氮气：纯度（体积分数）不低于99.9%。 警告：压缩气体处于高压状态。
9取样和准备试样
9.1取样 9.1.1按照GB/T4756或SY/T5317的规定取样。
警告：取样和储存样品均应使用不透明容器，如深棕色玻璃瓶、金属罐或反应活性较小的塑料容器，以尽量减小暴露在阳光或紫外线下。 9.1.2按照ASTMD5854中相关内容，混合和处理样品。 9.2准备样品
燃料温度：打开样品前，使之处于室温。典型室温是18℃~32℃。
9.2.1 9.2.2过滤：用玻璃注射器抽取至少100mL样品，注人具有3μm~5μm孔径的过滤器进行过滤，过滤后的样品作为测试样品。
警告：样品采集在深棕色玻璃瓶、金属罐或反应活性较小的塑料容器中。
10设备安装和标准操作条件
10.1设备安装
在水平的基面上，按规定连接好管线。同时，用户应该遵循当地政府和国家相应的法规和要求。 10.2操作条件概述
燃烧分析器、相关设备、测控组件和计算机的操作，需要按规定要求设置一系列测试参数。其中的一些设置由元件规格自身建立；而其它的操作条件是由计算机或操作人员进行监测和控制。 10.3基于元件规格的设置 10.3.1喷油嘴开启压力
每次重新安装或替换喷嘴组件时，依据喷嘴检测仪，来调节压力－调整螺母，以使燃油的喷射量
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