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第4期
煤质技术
2014年7月
实际操作中影响灰熔融性测定准确度的因素
刘晓芳
(东北煤田地质局沈阳測试研究中心,辽宁沈阳110016)
摘要:对实际操作中彩响煤灰熔融性温度准确測定的因素进行探讨,指出在保证试验温度测量、
升温速度和托板材料都符合要求的情况下,要特别注意由于灰锥样品制作不均匀及炉膛内烟雾引起
的误观察等问题,以确保测定结果的准确性。
关键词;煤灰熔融性;牒质分祈;影响因素;煤灰成分;炉膛气氛
中图分类号:TQ533
文献标志码:B
文章编号:1007-7677(2014)04-0031-03
The influencing factor of Accuracy of ash fusibility determination in actual operation
LIU Xiao-fang
Shenyang Testing Center, Northeast Coalfield Ggeology Bureau, Shenyang 110016, China)
Abstract: The influencing factors of accuracy of ash fusibility determination in actual operation were discussed, and it was
indicated that under the circumstances which could meet the requirements of testing temperature and heating rate, the problems
which was caused by inhomogeneity of ash cone sample and the wrong observation due to firepot smog should be noticed, thus
the accuracy of the determination could be ensured
Key words: coal ash fusibility; coal quality characteristics; Influencing factors; coal ash composition; firepot atmosphere
0前言
判定高熔融煤灰的特征温度
煤灰嫆融性是指煤灰在高温条件下软化、嫆熔
根据灰熔融性温度的高低,通常把煤灰分为易
融、流动时的温度特性,是动力用煤和气化用煤的
熔、中等熔融、难熔和不嫆共4种,其嫆融温度范
重要性能指标川。通常煤灰熔融性采用角锥法进行
围大致以下4种
测定,即在煤灰中加入糊精并制成三梭锥形状的灰
(1)易熔灰软化温度ST值在1160C以下
锥,将灰锥放入灰嫆融性测定仪,在一定气氛下加
(2)中等熔融灰软化温度ST值在1160C
热,观察在加热过程中灰锥的变形情况,依此确定
1350C
煤灰熔融性2。
(3)难熔灰软化温度ST值在1350℃
在煤质学中,煤灰嫆融性是煤质分析指标之
1500C
。灰嫆融性低的煤种,在燃烧时易结焦。无论在
(4)不烙灰软化温度ST值则高于1500C。
电厂锅炉还是煤气化炉的设计工作中,灰熔融性温
般把软化温度ST值为1350℃作为锅炉是
度其值大小与炉膛结渣均有密切关系,且对用煤设
否易于结渣的分界线,灰熔融性温度越高,锅炉越
备的燃烧方式及排渣方式的选取影响重大。
不易结渣,反之,结渣越严重。
媒灰熔融性的高低主要取决于煤灰成分的组成
煤灰一般呈灰白色时,灰的嫆融性就会比较
比例,而对于4个特征温度的判断直接决定测定结
高,即常说的高熔融灰,亦即难熔灰。日常工作中
果的准确性。煤灰的熔融特性不仅与灰的成分有有时会观察到某些高熔融灰在温度不太高时就发生
关,还与燃烧过程中灰中各成分之间的相互作用有
了锥尖弯曲,但是侧棱与锥尖都未变圆或光滑,側
关。灰熔融性温度主要取决于煤中的矿物组成、其
棱依旧棱角分明,有的测试者就会把此时温度判定
氧化物的成分和配比及燃烧气氛等。为了实现煤灰为变形温度DT,但有时直到实验结束(即炉温达到
熔融性温度的控制以适应不同排渣方式的燃烧、气
1500℃),也未出现其他3个温度的特征,或者其他
化技术或扩大煤种的适用范围,对煤灰熔融性进行3个温度特征都非常高,违背了4个特征温度的相
深入研究及准确测定煤灰嫆融性就显得尤为互关系,则在观察时须注意,只有侧棱与锥尖弯曲
必要。
并变光滑时才可判定为变形温度DT。所以在灰锥刚
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2014年7月
刚发生变化时,应多观察并仔细记录,然后再依据因为Fe2(O)3在煤灰样中分布不均匀,即使煤样已被
标准规定判断是否可以将其判定为变形温度DT。
磨细至粒度不大于0.2mm,依照国标规定制成的
2测定含铁较高的媟灰灰熔融温度
灰样中,Fe2O3分布也不均匀,致使在测定的过程
中,观察到的试样出现鼓泡及其他特异的变化特
含铁较高的灰一般呈红色。在弱还原性气氛征,而无法根据标准规定来判定其特征温度,因此
下,铁以FeO的形态存在,与其他价态的铁
会使操作者在判定灰熔融性特征温度上出现很大的
(Fe2O)3,Fe)相比,FeO的熔点最低,偏差。以样品1、样品2为例说明煤灰4个特征温
为1420C,而且具有最强的助熔效果。FeO与某度变化情况。
些矿物质之间会产生低熔点的共熔物,因而使煤灰
样品1的灰成分含量见表1,其研磨前后灰熔
嫆融性温度降低。当煤灰中Fe2O)含量较高时,融性特征温度如图1所示。
会降低灰熔融性温度,且在弱还原性气氛下
样品2的灰成分含量见表2,其研磨前后灰熔
(FeO)更为显著。但容易被测试者忽略的情况是
融性特征温度如图2所示。
表1样品1灰成分含量
灰成分
Sioz
Al2 03
Fe2()3
Cao
Mgo
Ti()2
s(
含量/%
44.66
21.92
19.15
3.95
1.18
0.92
表2样品2灰成分含量
灰成分
Si02
Albo
Fex O
Cao
Mgo
()2
S()3
含量/%
26.31
21.39
5.17
灰熔融性特晈形温度软化温度半球温度流动温园
灰熔融性特征湿度ぺ形温度软化温度半球温度流动温
研磨前变化特征E
研暦前变化特征
研磨后变化特征」「as≌
研磨后变化特征
1样品1研磨前后灰熔融性特征温度变化情况
图2样品2研磨前后灰熔性特征温度变化情况
所以在制作灰锥前应把灰样仔细研磨,然后充一定的比例:当V(CO):V(CO)2)>1时,为强
分混匀,再进行灰锥的制作,测定时オ能准确判定还原性气氛;V(CO):V(CO2)た1,V(()2)
灰熔融性的各个特征温度。
0.5%时,为弱还原性气氛,化学反应式如下
2CO
2CO
3控制炉膛内气氛
2CO+(
2C()2