影響低熱值煤發熱量測試準確度的因素

發表時間:2020/1/8   來源:《科技新時代》2019年11期   作者:王雷
[導讀] 本文闡述了影響低熱值煤發熱量測試準確度的一些因素,并著重闡述了擦鏡紙法測定低熱值煤的發熱量的方法和步驟,并與石棉絨法作比較,指出擦鏡紙法的準確度優于石棉絨法。

王雷
        (國家能源集團宿遷發電有限公司,江蘇  宿遷  223803)
       
        摘  要:本文闡述了影響低熱值煤發熱量測試準確度的一些因素,并著重闡述了擦鏡紙法測定低熱值煤的發熱量的方法和步驟,并與石棉絨法作比較,指出擦鏡紙法的準確度優于石棉絨法。
        關鍵詞:低熱值煤;發熱量;測定;準確度;擦鏡紙法
       
        目前隨著煤炭市場的持續走熱和煤電聯動的相對滯后性,煤電之間的矛盾也越凸顯出來,一些電廠為了化解這種矛盾,在燃燒配煤時會摻配一些煤炭企業重新加工利用的低熱值煤,也就是劣質次煤。
        但在現實工作中,經常會遇見電廠化驗的低熱值煤的熱值與第三方實驗室化驗的熱值相差較大,個人感覺主要原因有以下兩點:
        (1)低熱值煤都是較年輕的煤,與空氣接觸后會迅速被氧化,導致化驗指標發生較大變化。
        (2)電廠用戶與第三方實驗室在對不易完全燃燒的低熱值煤的發熱量測定方法不一所致,就拿宿遷公司來說,為了提質增效,也會采購一些低熱值煤,其中干基灰分在40%-60%,熱值在8 MJ/kg-16 MJ/kg之間,我公司采用的測試方法是在劣質煤下面墊一層800℃下灼燒30min后的酸洗石棉絨,或者墊一片國家一級標準物質苯甲酸后灼燒,然而送檢至第三方南京煤炭科學研究院分析時是采用已知熱值的擦鏡紙包住后灼燒,這就導致發熱量會有所偏差。
        針對以上兩點原因提出以下解決方案:
        (1)建議采制樣在制備此類煤樣時應采用密封式設備。
        (2)0.2mm煤樣制備后在達到空氣干燥狀態后應迅速裝瓶,且裝煤樣瓶應密閉不透氣。
        (3)煤樣在送到化驗室后應迅速化驗,且樣瓶蓋不應長時間敞開。
        (4)存樣間應符合通風、干燥、陰涼標準,避免煤樣氧化。
        (5)通過實驗室之間的比對實驗來做好質量控制。
        今天我們主要對不易完全燃燒的低熱值煤的發熱量測定方法進行探討。
        1.發熱量測定方法
        公司所采購的低發熱量煤著火點高,極不易完全燃燒;炇以诨瀸嵺`過程中用墊石棉絨和苯甲酸法均不能夠準確測定其發熱量。最后根據實驗室間的比對試驗方法決定采用與南京煤炭科學研究院同樣的方法,即采用擦鏡紙包住灼燒試驗方法。下面對公司試驗方法(墊石棉絨)和擦鏡紙法測定低熱值劣質煤的優劣以及具體方法進行闡述和比對。
        2.墊石棉絨測定發熱量所產生的問題
        (1)精密度差,平行樣差值超過重復性限(120 J/g)的頻率增多。
        (2)試樣在氧彈中點火失敗的次數增多。
        (3)試樣在燃燒皿中燃燒不完全,燃燒皿的底部留有燃燒不盡的黑色殘留試樣或黑色物(煤粉從石棉絨縫隙間漏下去,未燃燒完全)。
        (4)發熱量測定結果偏低。
        3.擦鏡紙法測定方法
        3.1 測定方法
        GB/T 213一2008《煤的發熱量測定方法》中提出了對不易完全燃燒的試樣可用已知質量和熱值的擦鏡紙包裹稱好的試樣,并用手壓緊,然后放入到燃燒皿中測定其發熱量。
        3.2 測定步驟
        (1)測定擦鏡紙的平均熱值。具體操作步驟如下:抽取3份擦鏡紙,每份稱準至1 g(精確度為 0.000 2g).按通常的發熱量測定辦法測定此3份擦鏡紙的彈筒熱值,取該3次測定值為擦鏡紙的平均值,將其記作Qbl,作為測定低熱值煤彈筒發熱量的添加熱值。
        (2)準備好低熱值煤分析試樣(粒度0.2mm)。
        (3)抽取一定量的擦鏡紙稱取0.5g(精確度 0.0002 g) ,放置在電子天平的托盤上。
        (4)用煤樣勺取分析煤樣,放到已知質量的擦鏡紙上,使擦鏡紙與煤樣的質量達到1 g(精確度為0.0002 g), 則此時試樣質量為0.5g,擦鏡紙與試樣質量比為1:1(試樣和擦鏡紙質量也可以按其它比例稱取,此處采用1:1的比例主要是為下一步計算的方便)。
        (5)稱好的試樣用稱好質量的擦鏡紙包好,放到燃燒皿中壓平,再裝入盛有10 mL蒸餾水的氧彈內,裝好點火絲擰緊蓋,充上足夠的氧氣。將氧彈放入熱量儀內筒中測定其彈筒熱值,記作Qb2。
        (6)按上述方法進行重復測定,取重復測定值為其平均值。
        (7)試樣的彈筒熱值汁算:Qb=2Qb2-Qbl
        (8)根據低熱值煤的全水分Mt、空氣干燥基水分Mad、全硫St和Had值計算試樣的高位發熱量和收到基低位發熱量,其表達式如下所示:
         Qgr.ad=Qb.ad-94.1St-αQb.ad
            Qnet.ar= (Qgr.ad-206Had)*(100-Mt) -23Mt
                              (100-Mad)
        4.公司試驗方法和擦鏡紙法測定發熱量實例比對
        (1)隨機采取10份低熱值煤樣制成分析試樣,用2種不同方法測定彈筒發熱量結果比對見表1
        表1
        2種不同方法測定彈筒發熱量結果比對
        

        (2)從表1中可看出,石棉絨測低熱值煤發熱量比擦鏡紙法平均偏低326J/g。
        (3)從試驗后的燃燒皿中的殘留物灰渣看,石棉絨試驗后的燃燒皿底部多有燃燒不盡黑色球形顆粒和粉狀黑色物,而擦鏡紙法試驗后的燃燒皿底部為白色和土黃色粉狀物?梢姴捎貌羚R紙法可使低熱值腐泥煤試樣在燃燒皿中能夠完全燃燒 。
        5.結論
        (1)擦鏡紙法是解決極不易充分燃燒的低熱值煤發熱量測定問題的一種較好辦法。該方法符合國標GB/T 213一2008《煤的發熱量測定方法》要求。
        (2)采用擦鏡紙法測定低熱值煤的熱值,簡單易操作,而且試樣在擦鏡紙的助燃下燃燒充分,可提高測定低熱值煤發熱量的準確性和可靠性。
        (3)擦鏡紙法在測試過程中重復性好,點火失敗現象較少,提高了工作效率。
       
       
       
        參考文獻:
        [1]GB/T213-2008 煤的發熱量測定方法
        [2]方文沐 等  燃料分析技術問答  中國電力出版社  2004

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