鍋爐燃料：煤質(zhì)分析技術(shù)推廣和操作技能培訓(xùn).ppt

1、,鍋爐燃料 煤質(zhì)分析技術(shù)推廣和操作技能培訓(xùn) 主講：楊 軍 2013年4月24日于北京,培訓(xùn)大綱 一、鍋爐燃料的種類 二、開展煤質(zhì)分析的重要性 三、煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展歷程 四、如何選擇合適的煤質(zhì)分析設(shè)備 五、如何正確使用分析設(shè)備 六、開展煤質(zhì)分析培訓(xùn)的重要性,一、鍋爐燃料分析設(shè)備的種類 1、固體燃料： 固體燃料主要包括：煤炭、油頁巖及生物 質(zhì)等固態(tài)燃料。 主要分析設(shè)備有工業(yè)分析儀、元素分析儀、 量熱儀、采制樣設(shè)備等。,2、液體燃料：燃料油、工業(yè)廢液等液態(tài)燃料。測 試項目有發(fā)熱量、粘度、閃點、水分、密度、硫 等。 3、氣體燃料：天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、液 化氣等氣態(tài)燃料。測試項目有發(fā)熱量，采用

2、氣相 色譜法測定氣體樣品組分，采樣裝置主要有采樣 接頭、采樣導(dǎo)管和樣品容器。,二、開展煤質(zhì)分析的重要性 A.測定燃煤發(fā)熱量的重要意義 發(fā)熱量是煤炭作為燃料利用的一個重要的煤 質(zhì)特性指標(biāo)，它對于電力安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行均 具有重要的意義，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：在 煤炭管理上，入廠煤屬于商務(wù)貿(mào)易。它的計價、 編制電廠燃料的消耗定額和供應(yīng)計劃、核算發(fā)電 成本和計算能源利用效率等，都要以發(fā)熱量作為 主要依據(jù)。,在設(shè)計鍋爐機組時，煤炭發(fā)熱量可用來計算 爐膛熱負(fù)荷、選擇磨煤機容量和計算物料平衡等 必不可少的煤質(zhì)參數(shù)。 在鍋爐機組運行時，煤炭發(fā)熱量又是鍋爐熱 平衡、配煤燃燒及負(fù)荷調(diào)節(jié)等的主要依據(jù)，同時 也是

3、計算發(fā)電煤耗經(jīng)濟指標(biāo)的依據(jù)之一。,B.水分測定的重要意義 水分是一項重要的煤質(zhì)分析指標(biāo)，它在煤的基礎(chǔ)理論 研究和加工利用中都具有重要的作用。 煤的水分對其加工利用、貿(mào)易和儲存運輸都有很大影 響。一般來說水分高不是一件好事。在鍋爐燃燒中，水 分高會影響燃燒穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)；在煉焦工業(yè)中，水分 高會降低焦炭產(chǎn)率，而且由于水分大量蒸發(fā)帶走熱量而 延長焦化周期；在煤炭貿(mào)易上，煤的水分是一個重要的 計質(zhì)和計量指標(biāo)。在煤質(zhì)分析中，煤的水分是進行不同 基的煤質(zhì)分析結(jié)果換算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。,C.灰分測定的重要意義 煤中灰分在煤質(zhì)特性和利用研究中起重要作用。 在煤的燃燒和氣化中，根據(jù)煤灰含量以及它 的諸如熔點、黏度、

4、導(dǎo)電性和化學(xué)組成等特性來 預(yù)測燃燒和氣化中可能出現(xiàn)的腐蝕、沾污、結(jié)渣 問題，并據(jù)此進行爐型選擇和煤灰渣利用研究； 在煉焦工業(yè)中，用煤的灰分量來預(yù)計焦炭中的灰 分，煤的灰分越高，有效碳的產(chǎn)率就越低；在商 業(yè)上根據(jù)煤灰含量來定級論價等。,D.揮發(fā)分測定的重要意義 煤的揮發(fā)分產(chǎn)率與煤的變質(zhì)程度有比較密切 的關(guān)系隨著變質(zhì)程度的加深，揮發(fā)分逐漸降 低，因此根據(jù)煤的揮發(fā)分產(chǎn)率可以估計煤的種 類。在中國、美國、英國、法國、波蘭和國際煤 炭分類方案中，都以揮發(fā)分作為第一分類指標(biāo)。 在燃煤中，可根據(jù)揮發(fā)分來選擇適用于特定 煤源的燃燒設(shè)備或適于特定設(shè)備的煤源。,E.測定煤中全硫的重要意義 硫是一種有害元素。含硫量

5、高的煤，供燃燒、 氣化或煉焦使用時都會帶來很大的危害。高硫煤 用作燃料時，燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫氣體，不僅 嚴(yán)重腐蝕鍋爐的管道，而且還嚴(yán)重污染大氣。因 此，為了有效而經(jīng)濟地利用煤炭資源，必須了解 煤中全硫含量。,F.為何要測試煤碳中碳、氫含量？ 碳和氫是煤有機質(zhì)的主要組成元素，兩者和 氧加在一起占煤有機質(zhì)的95以上。了解煤中 碳、氫含量，對于了解煤的變質(zhì)程度和煤的性質(zhì) 有重要意義。,三、煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展史 1、煤質(zhì)分析的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)： GBT212-2008煤的工業(yè)分析方法 GBT213-2008煤的發(fā)熱量的測定 GBT214-2007煤中全硫的測定方法 GBT476-2008煤中碳和氫的測試

6、方法 GBT219-2008煤灰熔融性測試方法 GBT 19227-2008 煤中氮的測定方法 GBT 25214-2010 煤中全硫測定 紅外光譜法,2、我國煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展史及國外煤質(zhì)分析設(shè) 備在我國的使用現(xiàn)狀。 我國煤質(zhì)分析設(shè)備在1995年前主要以江蘇徐州、河南 鶴壁等地生產(chǎn)的純手工操作或半自動的傳統(tǒng)設(shè)備為主，而 在1995年以后，因計算機的使用，設(shè)備的自動化程度也 隨之得以提升，而生產(chǎn)產(chǎn)地也逐漸由江蘇、河南等地轉(zhuǎn)到 湖南長沙。量熱儀也由需人工稱水重、調(diào)水溫的貝克曼溫 度計升級到能夠自動控制內(nèi)外桶水溫的全自動的恒溫式量 熱儀。,工業(yè)分析儀也從以前傳統(tǒng)的耐火磚式高溫爐 發(fā)展到采用新式保溫

7、材料及控制模式的新型高溫 爐及計算機全程自動控制的自動工業(yè)分析儀。 定硫儀也隨著國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂經(jīng)歷了管式高 溫爐、庫侖定硫儀及紅外定硫儀等，目前我國的 專家正在努力協(xié)商將我國的庫侖測硫標(biāo)準(zhǔn)加入國 際標(biāo)準(zhǔn)。,灰熔融性測試儀也由需人工觀測四個特征溫 度轉(zhuǎn)為攝像機自動觀測灰錐的變形過程，由計算 機自動判定四個特征溫度全自動測定儀。,進口煤質(zhì)分析設(shè)備雖然很早就進入了中國市 場，但因其高昂的售價、高使用成本及滯后的售 后服務(wù)，在我國煤質(zhì)分析設(shè)備領(lǐng)域所占市場份額 較小。目前長沙所生產(chǎn)的煤質(zhì)分析設(shè)備占市場的 90%以上，年銷售額超過6億。國產(chǎn)設(shè)備的出口 也在進一步擴大。,煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展將在符合國內(nèi)、國際

8、標(biāo) 準(zhǔn)的前提下朝著準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定的方向發(fā)展， 自動化程度會越來越高，測試速度越來越快，在 線分析儀將在指導(dǎo)日常生產(chǎn)中起到更大的作用。,四、如何選擇合適的煤質(zhì)分析設(shè)備 1、元素分析（C、H、O、N、S）主要設(shè)備有： 測硫儀、碳?xì)涞販y定儀、碳?xì)涞蜓踉販y 定儀等。在選取設(shè)備時首先應(yīng)了解該儀器的結(jié)構(gòu) 和工作原理，看其測試方法是否符合國標(biāo)要求， 目前市面所用的元素分析儀主要有傳統(tǒng)的重量法 等管式高溫爐和紅外元素分析儀。,2、工業(yè)分析（水分、灰分、揮發(fā)份）主要設(shè)備 有：高溫爐、全自動工業(yè)分析儀、干燥箱、全自 動水分儀等。由于我國所采用的標(biāo)準(zhǔn)與ISO標(biāo)準(zhǔn) 及美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)存在差別，在選用設(shè)備時應(yīng)

9、看 其是否符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。,3、發(fā)熱量測定儀：根據(jù)化驗室的具體情況（例 如每天樣品個數(shù)、化驗人員配置等）配置合適的 設(shè)備及設(shè)備數(shù)量。設(shè)備主要有傳統(tǒng)量熱儀、半自 動量熱儀、全自動量熱儀（目前的主流設(shè)備）。 4、灰渣可燃物含量分析主要設(shè)備為量熱儀和工 業(yè)分析儀。 5、固體燃料制樣裝置：聯(lián)合制樣機、破碎機、 粉碎機、自動縮分器、二分器及輔助工具。,6、煤粉細(xì)度分析裝置。 煤粉細(xì)度表征煤粉中各種粒度的分布占總體 質(zhì)量的百分率，能很好的反映煤粉的均勻特性。 影響煤粉細(xì)度的因素有：煤的類別、揮發(fā)分、磨 煤機類型及有無分離器等。通過實測制粉系統(tǒng)的 煤粉獲得的最佳的經(jīng)濟煤粉細(xì)度，對改善鍋爐燃 燒性能，減少機械

10、未完全燃燒熱損失，以及節(jié)約 磨煤機能耗都有積極的作用。主要設(shè)備有煤粉細(xì) 度再線監(jiān)測儀和試驗篩。,7、煤粉取樣器。 對中間儲倉式制粉系統(tǒng)可在細(xì)粉分離器下粉管或給 粉機落粉管中采樣。在細(xì)粉分離器下粉管中采樣時，可 采用煤粉活動采樣管。該采樣管是由開有槽型的兩根金 屬管套疊而成的。 在對給粉機落粉管中的連續(xù)采樣，可采用煤粉自由 沉降采樣器。該采樣器由一根頭部開有1.5-2.5mm圓 孔的直管和煤粉樣收集罐組成。 對直吹式制粉系統(tǒng)可在一次煤粉管中按等截面積連 續(xù)采樣?？墒褂贸闅馐交顒拥人俨蓸悠?。,五、如何正確使用煤質(zhì)分析設(shè)備 作為從事一種計量工作，對測試過程要求的嚴(yán)謹(jǐn)性、 測試結(jié)果的準(zhǔn)確性不言而喻，因

11、此要求所有從業(yè)人員必須 能夠?qū)λ褂玫脑O(shè)備有很好的認(rèn)知，熟悉其結(jié)構(gòu)，了解其 工作原理。 1、正確使用煤質(zhì)分析設(shè)備對基本要求。首先，操作人員 需具備一定的專業(yè)知識，熟悉本行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對使用 的設(shè)備應(yīng)定期進行標(biāo)準(zhǔn)樣品的檢測，測試過程中出現(xiàn)的異 常結(jié)果應(yīng)查明原因后再進行舍棄，不隨意舍棄測試結(jié)果。,2、煤質(zhì)分析設(shè)備對“實驗室和操作環(huán)境”的基本要求。 煤質(zhì)分析設(shè)備對化驗室及操作環(huán)境均有相應(yīng)的要 求，例如量熱儀要求應(yīng)為獨立的房間，不得在屋內(nèi)開展 別的項目的測試，不得有熱源、冷源等，化驗室應(yīng)恒溫 等。 紅外元素分析儀則要求房間內(nèi)不得有腐蝕和干擾性 氣體存在，同時要求室溫相對恒定。 對于工業(yè)分析及煤灰熔融

12、性測試儀則要求不高。煤 質(zhì)分析設(shè)備對化驗室及操作環(huán)境的具體要求國標(biāo)中也以 明確提出。,3、“煤質(zhì)分析設(shè)備”在日常使用過程中的維護和保養(yǎng)。 不同生產(chǎn)廠家不同型號的設(shè)備，其日常維護和保養(yǎng) 有所不同，但因其工作原理基本相似，因而具有一些共 同的特點。 對于量熱儀來說，首先應(yīng)定期對氧彈進行壓力測試 以保證使用的安全性，同時應(yīng)按國標(biāo)定期標(biāo)定儀器熱容 量，保持儀器循環(huán)水的干凈，避免將點火絲等雜質(zhì)掉到 量熱儀內(nèi)筒中，以免堵塞內(nèi)筒，導(dǎo)致測試結(jié)果異常。,量熱儀工作原理：被測樣品在特定的密閉容器(氧彈)內(nèi)燃燒，釋放出的熱量被儀器內(nèi)的水吸收，通過測定水溫的變化來確定被測樣品的發(fā)熱量。,煤質(zhì)分析儀器原理及日常維護,更

13、換氧彈密封圈,對于工業(yè)分析儀、定硫儀，如果是傳統(tǒng)的高溫爐， 則應(yīng)定期對其恒溫區(qū)進行檢測，以確保恒溫區(qū)正常。而 對于自動工業(yè)分析儀則應(yīng)定期進行標(biāo)準(zhǔn)樣品的檢測，以 確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確，同時還應(yīng)保持儀器的整潔、干 凈，避免因灰塵過多而導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用。 紅外元素分析儀則要求在每次使用前用標(biāo)準(zhǔn)樣品進 行標(biāo)準(zhǔn)曲線的校正，如果長時間不用也應(yīng)經(jīng)常開機進行 預(yù)熱。,工業(yè)分析儀工作原理：裝有已知樣品質(zhì)量的坩堝由計算機控制在高溫爐內(nèi)按國標(biāo)規(guī)定的溫度和時間自動進行測試。,樣品在1150的高溫爐內(nèi)燃 燒，生成的SO2被電解液吸 收，計算機根據(jù)電解碘消耗 的電量自動換算出樣品中硫 的含量。,庫侖定硫儀工作原理,紅外

14、定硫儀工作原理：,紅外傳感器的工作原理是各種不同氣體在紅外區(qū)有不同的吸收波段，而在特定波段，氣體吸收紅外光的強弱與其濃度成一定的函數(shù)關(guān)系，即郎伯比耳定律,煤灰熔融性測試儀,六、開展煤質(zhì)分析人員的理論培訓(xùn)、操作培訓(xùn)及考上崗 證的重要性。 煤炭屬不可再生資源，隨著國家對能源需求的日益 增加，煤炭價格也隨之上漲，不論是從煤炭交易結(jié)算考 慮，還是從節(jié)能、環(huán)保等方面考慮，均要求所有從業(yè)人 員具備一定的專業(yè)知識和素養(yǎng)。 1、中國的特種檢驗機構(gòu)煤質(zhì)分析人員現(xiàn)狀 目前我國特種檢驗機構(gòu)在煤質(zhì)分析項目上人員上配 置很少，具備煤質(zhì)分析專業(yè)知識的就更少，要改變此狀 況，需加強人員培訓(xùn)和資金投入，以提升檢測能力和水 平。,2、中國的特種檢驗機構(gòu)實驗室條件現(xiàn)狀 我國的特種檢驗機構(gòu)的實驗室能全面開展煤 質(zhì)分析的單位很少，有的甚至沒有專業(yè)的分析 室，即使有也