一种适用于中储式制粉系统的煤质特性检测方法

摘要

本发明公开了一种适用于中储式制粉系统的煤质特性检测方法，包括以下步骤：利用自动工业分析仪测定燃煤的空干基水分、空干基灰分和空干基挥发分，并计算空干基固定碳；利用量热仪测定燃煤的弹筒发热量；利用测硫仪测定全硫，得到空干基硫分；通过燃煤的弹筒发热量和空干基硫分，计算燃煤的空干基高位发热量；根据空干基固定碳，计算空干基固定碳的发热量；计算空干基固定碳发热量和空干基挥发分发热量的比值，评估着火稳定性。本发明对于储仓式的制粉系统，能够全面地评价燃煤的着火稳定性，尤其是能够判别燃煤挥发分含量接近时的着火稳定性情况。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于中储式制粉系统的煤质特性检测方法。

背景技术

在电力、能源、建材、冶金等行业的生产过程中，常常需要利用煤粉在锅炉中燃烧以加热水产生蒸汽来满足生产工艺的要求。煤粉的安全稳定燃烧是锅炉持续可靠运行的重要保证。为使燃煤品质满足稳定燃烧的需要，通常要求入炉煤的挥发分含量不低于某一数值，否则将导致燃烧不稳和锅炉灭火等异常情况的发生。

目前，以挥发分含量作为判别燃煤着火稳定性的判据在锅炉燃煤控制环节被广泛采用。但是，在锅炉的运行实践中却经常发生燃煤挥发分含量满足或接近设定值同时锅炉出现燃烧不稳甚至灭火的情况，这就要求以更全面的指标判别燃煤的着火稳定性。在某些情况下，燃煤的挥发分含量接近，但其着火稳定性却差别很大，按照目前煤质特性的检测方法无法区分这种差别。

与直吹式系统全部原煤成分同时进入燃烧区域不同，对于中储式的制粉系统，原煤在制粉系统中磨制时也被干燥，一部分水分随制粉乏气进入锅炉。储藏于粉仓中的煤粉成分相当于被制粉空气干燥之后的煤，因此，其特性的检测也应不同于应用于其它系统的情况。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种适用于中储式制粉系统的煤质特性检测方法，本方法能够区分那些挥发分含量较高而着火稳定性差的燃煤，因而可以作为煤质判别的依据。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于中储式制粉系统的煤质特性检测方法，包括以下步骤：

(1)利用自动工业分析仪测定燃煤的空干基水分、空干基灰分和空干基挥发分，并计算空干基固定碳；

(2)利用量热仪测定燃煤的弹筒发热量；利用测硫仪测定全硫，得到空干基硫分；

(3)通过燃煤的弹筒发热量和空干基硫分，计算燃煤的空干基高位发热量；

(4)根据空干基固定碳，计算空干基固定碳的发热量；

(5)根据空干基高位发热量和空干基固定碳发热量，计算空干基挥发分发热量；

(6)计算空干基固定碳发热量和空干基挥发分发热量的比值，评估着火稳定性。

所述步骤(1)中，计算燃煤的空干基固定碳方法如下：空干基固定碳＝100-空干基水分-空干基灰分-空干基挥发分。

所述步骤(3)中，空干基高位发热量的计算方法为：空干基高位发热量＝弹筒发热量-α×弹筒发热量-95×空干基硫分，其中，α为系数，当弹筒发热量≤16.7kJ/g时，α＝0.001；

16.7kJ/g≤弹筒发热量＜25.10kJ/g时，α＝0.0012；

25.1kJ/g＜弹筒发热量时，α＝0.0016。

所述步骤(4)中，空干基固定碳发热量的计算方法为：空干基固定碳发热量＝33727×空干基固定碳。

所述步骤(5)中，空干基挥发分发热量的计算方法为：空干基挥发分发热量＝空干基高位发热量-空干基固定碳发热量。

所述步骤(6)中，空干基固定碳发热量和空干基挥发分发热量的比值越大，说明着火稳定性越差。

本发明的有益效果为：

(1)对于储仓式的制粉系统，能够全面地评价燃煤的着火稳定性，尤其是能够判别燃煤挥发分含量接近时的着火稳定性情况；

(2)本方法能够区分那些挥发分含量较高而着火稳定性差的燃煤，因而可以作为煤质判别的依据。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

提供了一种以煤的工业分析为基础的，较全面地判断煤的着火稳定性的新方法。

煤的工业分析包括空干基水分、空干基灰分、干燥无灰基挥发分(或空干基挥发分)、空干基固定碳、空干基高位发热量等项目，一般的煤质分析实验室都可以完成这些检验。空干基挥发分、空干基灰分、空干基固定碳和空干基水分基本接近储仓中煤粉的全部成分，其数值之和为100。因此，煤的空干基发热量就是上述四项内容的发热量的总和。水分和灰分没有发热量，只有固定碳和挥发分能够燃烧产生热量。碳的发热量为33727kJ/kg，根据固定碳含量和分析得到的空干基发热量可以计算出挥发分的发热量，得到固定碳发热量与挥发分发热量的比值Kq，以此比值作为判断燃煤着火稳定性的指标可以比较不同煤种的着火稳定性情况。相同运行状态下，煤的Kq值越高，着火稳定性越差，越容易发生锅炉灭火。

具体的工艺步骤如下：

步骤1：利用自动工业分析仪测定燃煤的空干基水分、空干基灰分和空干基挥发分；

步骤2：利用量热仪测定燃煤的弹筒发热量；

步骤3：利用测硫仪测定全硫，得到空干基硫分；

步骤4：由步骤1得到的数据通过计算机程序来计算空干基固定碳；

步骤5：将步骤2、3得到的数据导入计算机，通过计算机程序来计算燃煤的空干基高位发热量；

步骤6：由步骤4得到的数据通过计算机程序来计算空干基固定碳发热量；

步骤7：由步骤5、6得到的数据通过计算机程序计算空干基挥发分发热量；

步骤8：由步骤6、7得到的数据通过计算机程序计算空干基固定碳发热量和空干基挥发分发热量的比值，记为Kq，即:

Kq＝空干基固定碳发热量÷空干基挥发分发热量；

步骤9：比较Kq值得大小，Kq值越大，着火稳定性越差。

所述的步骤4中计算燃煤的空干基固定碳方法如下：

空干基固定碳＝100-空干基水分-空干基灰分-空干基挥发分；

所述的步骤5中空干基高位发热量的计算方法如下：

空干基高位发热量＝弹筒发热量-α×弹筒发热量-95×空干基硫分；

弹筒发热量≤16.7kJ/g时，α＝0.001；

16.7kJ/g≤弹筒发热量＜25.10kJ/g时，α＝0.0012；

25.1kJ/g＜弹筒发热量时，α＝0.0016。

所述的步骤6中空干基固定碳发热量的计算方法如下：

空干基固定碳发热量＝33727×空干基固定碳。

所述的步骤7中空干基挥发分发热量的计算方法如下：

空干基挥发分发热量＝空干基高位发热量-空干基固定碳发热量。

下面以某一锅炉三次上煤情况为例说明本方法的应用。三个煤质的分析计算结果见表1.如果仅以挥发分含量进行判断，三个煤质比较接近，煤3的挥发分最高，应该燃烧最为稳定。但实际情况是：在燃用煤3时，锅炉在200MW负荷即出现燃烧不稳定的情况；在燃用煤质1时，锅炉可在在200MW负荷时稳定燃烧。根据表1的计算可知，虽然煤3的挥发分含量高于煤1，但其固定碳发热量与挥发分发热量之比(Kq)明显高于煤1，说明其稳定燃烧的能力比 煤1差，与实际情况相符。这说明本方法对煤质的判断更为准确，能够满足实际生产的需要。

表1某锅炉的煤质分析数据

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。