煤质分析实训
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第二节 反映煤炭质量的主要特性指标

一、水分含量

水分是动力用煤的一个重要特性指标,是评定煤经济价值的基本指标,煤中全水分由外在水分和内在水分组成。

外在水分:是指开采、运输、存储以及洗煤时,煤表面所附着的水分。将煤置于空气中干燥时,煤的外在水分会蒸发掉。

内在水分:是指煤所固有的游离水。在室温条件下,这部分水不易失去。

煤中的水分过高,发热量必然降低,且蒸发还要吸热,降低炉温,使煤不易着火,煤中水分过低,易造成煤粉飞扬,适当的水分则有助于燃烧。检测水分的仪器设备有恒温干燥箱、工业分析仪和微波水分仪等。

二、灰分含量

煤中所有可燃成分完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后的残渣即灰分。灰分是煤的主要杂质,灰分在煤燃烧时因分解吸热而大大降低炉温,使煤着火困难,灰分含量高,其发热量一定低,灰分每增加1%,发热量降低约0.4MJ/kg,所以可根据灰分估算出发热量,但估算值误差较大。

三、挥发分含量

煤的挥发分是指煤中的有机组成成分,在燃烧过程中,碳氢化合物分解氧化成CO和H2,H2和CO很快燃烧,且释放大量的热能,很快点燃了固定碳,所以煤中的挥发分越高,煤越容易着火,固定碳也越容易烧尽。一般情况下,在发热量相同的煤中,如果挥发分较高,锅炉热效率也越高。因此,煤的挥发分含量是评价动力用煤的重要条件。检测挥发分的仪器有马弗炉、自动工业分析仪、挥发分测试仪等。

四、固定碳含量

固定碳含量是指除去水分、灰分和挥发分的残留物,它是确定煤炭用途的重要指标。用100减去煤的水分、灰分和挥发分后的差值即煤的固定碳含量。根据使用的计算挥发分的基准,可以计算出干基、干燥无灰基等不同基准的固定碳含量。

五、发热量

单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量,称为煤的发热量(Q)或热值。其单位为焦耳/克(J/g)或兆焦/千克(MJ/kg)。

作为动力用煤,目的就是要用煤的发热量,煤的发热量高低与它含有的成分(灰分、水分、挥发分)有关,因此,它是表征煤质好坏的综合性指标,我国的煤炭价格,主要是以发热量议价,是以收到基低位发热量为计价标准。用于测量煤的发热量的仪器为量热仪。

六、硫含量

煤中硫可分为可燃硫和不可燃硫,是一个重要的环保指标。可燃硫燃烧后,虽然放出一部分热量,但会生成SO2和少量的SO3,SO2会从烟囱排放到大气中,污染大气。SO3和水汽结合形成硫酸蒸气,并低温下在地面上凝结而腐蚀设备,所以现在越来越多的单位要求煤的含硫量在1%以下。检测煤中硫含量的仪器为测硫仪。

七、氢含量

我国的煤炭分类标准中把Hdaf作为划分无烟煤小类的指标之一。煤的氢含量也是发热量由高位换算到低位时必须用到的一个参数。1%的氢含量大约影响热值200J/g。

八、煤灰熔融性温度

煤的灰熔融性是评价煤灰是否容易结渣的一个指标,煤灰在一定温度下开始变形,开始变形的温度称为变形温度(DT),进而软化和流动,故称为软化温度(ST)和流动温度(FT)。煤灰软化温度实际上是开始熔融的温度,故习惯称其为灰熔点(ST)。当炉温达到或超过灰熔点温度时,煤灰就会结成渣块,影响通风和排渣,使炉膛含碳量升高,有时会粘在炉墙管壁或炉排上,恶化传热,造成局部高温,严重影响锅炉的正常运行。所以灰熔融性对锅炉的安全经济运行关系极大。

九、胶质层最大厚度

烟煤在加热到一定温度后,所形成的胶质层最大厚度(Y)是烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、下层面差的最大值。它是煤炭分类的重要标准之一。动力煤胶质层厚度大,容易结焦;冶炼精煤对胶质层厚度有明确要求。

十、黏结指数

黏结指数(G)是指在规定条件下以烟煤在加热后黏结专用无烟煤的能力,它是煤炭分类的重要标准之一,是冶炼精煤的重要指标。黏结指数越高,结焦性越强。