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混煤的著火特性分析

文檔作者：周光文檔來源：浙江省電力職工大學		點擊數：	更新時間： 2021年07月06日
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④
”一
1995年第5期 浙江電力
混煤的著火特性分析
浙江省電力職 大學周光華7 2 7、f
摘要從當量揮發份和熱解特性兩方面分析混煤的著火特性．并建議在大型電站中增設著火指效測
關鍵詞·混煤著火特性 蝴 妒，
． 當量揮發份V氣西 ， ， √
Abstract Ana如墨ses on血e ignition beha~or for blended coal fr0m equivalent vohtile and pyrolysis
characterlstlcs an presented．The ignition index tester is sug8ested to equip in large power station used
for blended coal measuring and analysing．
Key Words 131ended Coal Ignition Beharlot Equivalent Vo Jatile
由于眾多原因我國電站鍋爐，燃燒混煤
情況相當普遍，而混煤的燃燒特性又不同于
單一煤種，在不同的摻混情況下都會直接影
響其在妒內的著火、穩燃、燃盡等工況，相應
運行參數也須作調整，以達到鍋爐安全、經
濟、可靠運行的要求?；烀旱那闆r可分兩種：
一種是不同的單一煤種到廠后根據現場燃用
要求(如高低熱值煤的混合，易、難燃煤的混
合等)進行混合i另一種則是來廠時已是混
煤，尤其是路遠、礦多的情況混煤就更雜了。
前者尚能知道單一煤種的性能以及摻混的比
例，后者就無法清楚是幾種煤的摻混，更不用
說摻混的比例了。
有關混煤著火特性目前國內外研究報導
不多，但從現場實際運行情況和有關的實驗
研究得出：混煤燃燒是十分復雜的問題，不能
用摻混煤種的簡單疊加辦法來處理。我國近
期才開始著手進行研究，有關它的理論分析
和實驗工作有待進一步的深入研究 本文主
要從混煤的著火特性進行分析討論，并對現
場的分析方法提出了建議
1 混煤的著火指數
1．1 混煤的當量揮發份
試驗。 得出：傳統煤的工業分析方法在
測定混煤揮發份所得的數值和用摻混單一煤
種加權平均計算結果是一致的。而實際燃燒
效果比同等值揮發份的單一煤種要差，尤其
對著火、燃盡等會有明顯的影響。由此，以測
定混煤的著火溫度對照單一煤種的著火溫度
相同值的揮發份反推為混煤的揮發份，此值
要低于混煤工業分析時所得的揮發份數值。
表1為晉城無煙煤和臨汾煙煤不同摻混比例
表I 不同方法得到的試驗煤種揮發份
晉城 100 75 5O 25
臨醑 25％ 50％ 75 100
分折磕 7．12 l z．95 l8．64 24．39 30．46
平均法 l3．0O l8．79 24．63
溫度 890C 734C 658C 628℃ 595C
揮發冊 lO．76 l5．26 l9．O3
贈
·
辯
趣
著火量度
vI
圍1 煤的著業溫度曲線
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浙江電力 1995年第5期
時比較值。用著火反推法。 ”確定對應單一
煤種的揮發份作為混煤的當量揮發份，在判
斷混煤著火特性時要優于用混煤工業分析所
得的可燃基揮發份。圖l所示為不同揮發份
的單一煤種著火特性曲線。將測得的混煤
著火溫度由線圖求得混煤當量揮發份Ⅵ
值。由于煤的著火過程會直接影響到燃料的
穩定燃燒以及燃盡過程，因此用評價著火溫
度的當量揮發份同樣可以作為反映混煤著火
特性的重要指標，這對鍋爐運行更有實用意
義。而且和工業分析所得的揮發份值進行比
較，可判別其應屬于混煤還是屬于單一煤種。
1．2 沉降爐著火溫度
測量煤粉著火特性方法較多?！?。 ，對
于煤粉著火指數采用不同試驗裝置、不同的
試驗條件測得的值各不相同。圖2所示為著
火試驗爐裝置“ 。應用煤粉氣流沿爐壁加溫
至著火時的溫度作為其著火溫度(IT℃)，所
得的結果如圖3所示。圖4所示為煤粉氣流
著火指數測定儀 ，用固定著火距離使煤粉
氣流著火時最低爐膛壁溫作為判別指數——
著火指數(FI℃)。所得的結果如圖5所示。
圖2 著火試驗爐
1．3 混煤著火指數的確定
應用著火反推法除了可確定混煤的當量
揮發份之外，尚可對煤樣進行判別。當工業分
析測定的揮發份V 值和當量揮發份 值相
同時，煤樣可判別為單一煤種；兩者相差較步
時可判別為煤樣傾向于 值煤種份額較多
的混煤，或者可判別為揮發份含量相近煤種
的混臺；當相差較大時t貝4可判別為揮發份含
量相差較大煤種的混合 實際中，如屆多種煤
的混合，則判別時更為困難。
國內大型電站鍋爐燃用混煤的可能性在
所難免，因此在燃料分析中，不僅要作工業分
析的測定，相應還應增設著火指數的測定 用
著火指數測定裝置定期對煤樣進行當量揮發
份測定和分析，按煤粉的著火難易程度，合理
調整配風，以利于鍋爐的穩定燃燒。
對于選用的著火指數測定裝置或自行設
計著火指數l冽定裝置均要有國內廣泛、典型
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1995年第5期 浙江電力
單一煤種(動力用煤)的測定數據。要求設備
結構簡單、占地小、測定方法簡便、準確，以便
于對爐前煤樣進行分析比較，同時也對強煤
分析進行經驗積累，逐步做到各電站測定裝
置的統一，以及測定數據的統一。
2 混煤的熱解特性分析
2．1 煤的揮發份熱解特性分析
匕
型
一
■
15 24 36 6O
可1l嚷基揮發仿v
單一煤種熱解揮發份的特性曲線(DT．
GA)如圖6所示。圖中的特性參數為：
T．—— 揮發份初析溫度；
(dw／dr)~ —— 揮發份最大釋放速度峰
值；
T? —— 對應(dw／at) 的溫度；
△TK—— (dw／dr)’／(dw／dr)~． = 時
的對應的溫度區間。
匕
贈
囝3 IT著吠溫度和揮發份的關系
圖4 煤柑氣流著呔指數測定儀
l-電加熱昔式爐2-觀察玻璃昔3．承樣管
4．壓力寰5．球形容器6．空壓機7．溫控儀
日．閥門9．熱電傭
當(dw／dr)L 越大，揮發份釋放越激烈。
T? △T 越小，則揮發份釋放高峰出現越
早、越集中，對著火越有利。
升桁基揮發份V
在不同的試驗條件下所得的結果有所不
同。升溫速率、煤粉顆粒直徑 試驗終溫都會
對試驗結果發生影響。
煤的著火特性不只取決于揮發份總的數
量．而且取決于組成揮發份的各成分及它的
數量。西安熱工所將居里點裂解色譜應用于
煤的高速熱解。 ，得出不同煤種揮發份各組
分的含量，如圖7。其析出順序大致為：水蒸
汽，c0 ，c0，c。H4，CH．．焦油+ 液體，
。
。不同煤種的揮發份的組份是有差異
的。煙煤揮發份主要是烴類氣體及焦油．褐煤
揮發份的組份則以(CO+c07)氣體和水份
為主 文獻ClO3采用LcT一1型中溫微量差
熱天平和100型氣相色譜儀在升溫速率
15℃／m n得出各煤種有關數據如表2、袁3
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l4 浙江電力 1995年第5期
所示。對于同一種中各組份初折溫度Ts順
序為CO：，C2H ，CO，C2H ，CH,，Hz，而相同
組份的初析溫度隨煤的揮發份增加而降低。
所以揮發份高的煙煤各組份的初析溫度低，
(dw／dr) 值高，T～ 也相應提前，這樣揮發
份析出較早且集中，對煤的著火和穩燃有利。
表2 試駐煤種參數一覽表
扎責諾爾 把口北皂 平頂山 大同五礦 資 音山 夏莊 源華 壘竹山 邵武電廠 永安電廠
褐 煤 褐 煤 煙煤 煙 煤 劣煙煤 劣煙煤 貧煤 貧煤 無煙煤 褪 煤 無煙蜻1
w ‘ 9．65 5．1O n 60 2．50 L 05 1．66 1．10 2．34 L lO 1．63 3．5l
AI l6．8O l5．15 29．10 13．68 54．9 5L 87 22．95 35．69 31．49 38．04 28．57
V 45．61 45．66 33．O8 32．1O 37．33 27．95 13．33 13．72 8．72 1 ．75 3．55
c 40．O0 43．34 47．04 56．7l 27．60 33．48 65．83 53 39 61．53 49．62 65．5l
m C 210 250 356 330 370 4l2 415 439 478 380 493
表3 揮發分中各組分釋放曲線參數表
C0i c0 CH． C：H· C：H‘ H2
百分 百分 百分 百分 百分 百分
古t比 Ts T_。 Ts T一 Ts T ‘ Ts 含量比 含量比 含量比 TI“ 占量比 Ts TIu 含量 比 Ts T?
盤口北皂 6．62 420 1．85 250 740 365 5Z5 2．26 3B0 475 L 36 385 480 1．49 430 740
平頂山 1．48 210 725 1．37 395 770 0．55 425 550 2．14 415 495 2．19 375 485 1．78 430 775
資 共 1 335 525 l 400 770 405 530 390 525 5Z5 430 750
夏 莊 0．65 385 730 0．38 52O 750 0．2 455 580 0．23 500 565 O．23 500 565 2 13 440 760
壘葉t 山 0．30 385 500 n 29 550 0．07 550 630 1．50 525 8l5
發熱t 12636kW ／m| 35880kW ／m 59440kW，m 64355kW ／m 10785kW，m’
著火溫度t； 305℃ 540℃ 425℃ Sl5℃ 400C
表4 試驗煤種若火特性
堪 種 晉 城 潞 安 臨 扮 晉 一諦 晉 一潞 晉 一潞 晉 t臨 晉 t臨 晉 t臨
1|3 1I 1 3 I1 1l 3 1 I l 3 I1
1 V 8．50 13．71 21．38 12．71 l1．8 l1．0 l8．6 l6 0 13．32
Qr 4．56 Il 48 I．80 l_9l 2．39 2．88 2．11 2．蛐 2．81
鏨l AI 20．6l 2n 3l 28．53 22．17 25．63 27．55 2B．24 28．48 29．21
l 忙 66 09 59．37 46．83 63．2l 60．18 58．57 51．06 53．06 54．66
Ts(C ) 45O 395 350 350 355 357 350 354 3 B2
(dG／af) 。 1．O 1．85 2．85 1．54 1．21 1 1 54 1．92 L 6 1．3l
T一(℃ ) 775 705 695 675 660 7oo 680 68o
2．2 混煤的熱解特性
文獻Cl13在MAC一500型工業分析儀，
加熱速率為50℃ ／rain下得到兩煤種不同摻
混比例時揮發份析出的特性數據，如表4所
示。在無煙煤中摻混煙煤的量增加時，Ts下
降，(dw／dr)? 增大，表明其著火性能得到改
善。
由單一煤種揮發份組份熱解特性分析，
高揮發份各組份的初析溫度低，低揮發份各
組份的初析溫度高。當兩種煤相混時，各組份
的析出互有影響，使(dw／dr)? 和△T 發生
變化。在其燃燒初始，好煤Ts低的組份析出
先著火，若其(dw／dr)max較低，△TK較大
時，就會使差煤著火接不上，這樣就有可能造
成著火不穩定。對于多煤種相混時，情況更復
雜。因此除了要研究混煤的T (dw／dr)?
△TM外，還應用上述的研究方法來確定棍煤
各組成的百分含量比、Ts、(d~／dr) 等值，
這樣就可較細致地討論混煤的著火穩定性，
及摻混煤種對穩定著火的影響，進而探討
摻混的比例，使更有利于混煤的穩定著火。
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1 995年第5期 浙江電力 15
口
=
毯
晤
0 4
dW
d‘
0．2
可燃基揮發份V r
2
仨
蹦
螬
圍5 FI和揮發份的關景
分析其著火性能，指導現場生產運行。
t‘℃)
600 800
圖6 揮發份釋放特性曲線
試驗條件 升強速15~／nda 紐度60目以下
l-扎費話爾褐煤F2-平璜山煙煤I3—音山劣質蟈堞
4- 夏莊貧堞l5一盤竹山無熘堞
b．建議在大型電廠中建立著火指數測
定裝鼉，確定來煤的著火溫度；判別來煤的組
成；對來煤進行監測和分析。對于差煤可合理
摻混好煤，以改善燃料的著火特性。
c．對混煤揮發份組份熱解特性須待進一
步研究，并逐步使其能應用于生產現場實際。
參考文獻
田 和揮簍發魯妻鈁含墓譬量的耋美墼壁系 份變化 08
熱解終值1253K 熱解時間zS
升溫逮度10啦，s左右 9
3 結論 1o
a-對于混煤，其煤質分析數據不能確切 11
評定混煤的著火特性，而應用當量揮發份來
大型電站混煤揮發份含量確定方法的探討·郭
嘉、曾慢才·鍋爐技術93、No7
燃料著火及燃燒穩定性判別方法研究·陳春元
· 鍋爐技術93．No4
煤粉氣流著火特性試驗研究·張忠孝·電站系
統工程91．No4
爐膛選型1o年{亡報·袁穎等·西安熱工研究所
93．7
煤粉氣流著火特性試驗研究-侯棒岐、夏南-電
站系統工程92．No4
混煤著火溫度的測定及其數學模型·郭嘉、劉貴
蘇·電站系統工程93．No6
煤的揮發份特性指數及燃燒特性指數的確定·
陳建原、孫學信·動力工程87．No5
居里點裂解色譜用于jji}的快速熱分解的研究·
高克凌、章明川-熱力發電88、No4
混煤熱解特性及熱解機理的研究·郭嘉-煤氣
與熱力94．No3
揮發份組成及其析出過程對煤的著火特性的影
響·陳建原、孫學信-工程熱物理學報86．No2
混煤燃燒特性的試驗研究及燃燒特性指數的確
定·邱建榮等·熱能動力工程93、No4
1 2 3 4 5 6 維普資訊 http://www.cqvip.com

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