锅炉燃料：煤质分析技术推广和操作技能培训.ppt

锅炉燃料 煤质分析技术推广和操作技能培训 主讲：杨 军 2013年4月24日于北京 培训大纲 一、锅炉燃料的种类 二、开展煤质分析的重要性 三、煤质分析设备的发展历程 四、如何选择合适的煤质分析设备 五、如何正确使用分析设备 六、开展煤质分析培训的重要性 一、锅炉燃料分析设备的种类 1、固体燃料： 固体燃料主要包括：煤炭、油页岩及生物 质等固态燃料。 主要分析设备有工业分析仪、元素分析仪、 量热仪、采制样设备等。 2、液体燃料：燃料油、工业废液等液态燃料。测 试项目有发热量、粘度、闪点、水分、密度、硫 等。 3、气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、液 化气等气态燃料。测试项目有发热量，采用气相 色谱法测定气体样品组分，采样装置主要有采样 接头、采样导管和样品容器。 二、开展煤质分析的重要性 A.测定燃煤发热量的重要意义 发热量是煤炭作为燃料利用的一个重要的煤 质特性指标，它对于电力安全生产和经济运行均 具有重要的意义，主要表现在以下几个方面：在 煤炭管理上，入厂煤属于商务贸易。它的计价、 编制电厂燃料的消耗定额和供应计划、核算发电 成本和计算能源利用效率等，都要以发热量作为 主要依据。 在设计锅炉机组时，煤炭发热量可用来计算 炉膛热负荷、选择磨煤机容量和计算物料平衡等 必不可少的煤质参数。 在锅炉机组运行时，煤炭发热量又是锅炉热 平衡、配煤燃烧及负荷调节等的主要依据，同时 也是计算发电煤耗经济指标的依据之一。 B.水分测定的重要意义 水分是一项重要的煤质分析指标，它在煤的基础理论 研究和加工利用中都具有重要的作用。 煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有很大影 响。一般来说水分高不是一件好事。在锅炉燃烧中，水 分高会影响燃烧稳定性和热传导；在炼焦工业中，水分 高会降低焦炭产率，而且由于水分大量蒸发带走热量而 延长焦化周期；在煤炭贸易上，煤的水分是一个重要的 计质和计量指标。在煤质分析中，煤的水分是进行不同 基的煤质分析结果换算的基础数据。 C.灰分测定的重要意义 煤中灰分在煤质特性和利用研究中起重要作用。 在煤的燃烧和气化中，根据煤灰含量以及它 的诸如熔点、黏度、导电性和化学组成等特性来 预测燃烧和气化中可能出现的腐蚀、沾污、结渣 问题，并据此进行炉型选择和煤灰渣利用研究； 在炼焦工业中，用煤的灰分量来预计焦炭中的灰 分，煤的灰分越高，有效碳的产率就越低；在商 业上根据煤灰含量来定级论价等。 D.挥发分测定的重要意义 煤的挥发分产率与煤的变质程度有比较密切 的关系随着变质程度的加深，挥发分逐渐降 低，因此根据煤的挥发分产率可以估计煤的种 类。在中国、美国、英国、法国、波兰和国际煤 炭分类方案中，都以挥发分作为第一分类指标。 在燃煤中，可根据挥发分来选择适用于特定 煤源的燃烧设备或适于特定设备的煤源。 E.测定煤中全硫的重要意义 硫是一种有害元素。含硫量高的煤，供燃烧、 气化或炼焦使用时都会带来很大的危害。高硫煤 用作燃料时，燃烧后产生的二氧化硫气体，不仅 严重腐蚀锅炉的管道，而且还严重污染大气。因 此，为了有效而经济地利用煤炭资源，必须了解 煤中全硫含量。 F.为何要测试煤碳中碳、氢含量？ 碳和氢是煤有机质的主要组成元素，两者和 氧加在一起占煤有机质的95 以上。了解煤中 碳、氢含量，对于了解煤的变质程度和煤的性质 有重要意义。 三、煤质分析设备的发展史 1、煤质分析的相关国家标准： GBT212-2008煤的工业分析方法 GBT213-2008煤的发热量的测定 GBT214-2007煤中全硫的测定方法 GBT476-2008煤中碳和氢的测试方法 GBT219-2008煤灰熔融性测试方法 GBT 19227-2008 煤中氮的测定方法 GBT 25214-2010 煤中全硫测定 红外光谱法 2、我国煤质分析设备的发展史及国外煤质分析设 备在我国的使用现状。 我国煤质分析设备在1995年前主要以江苏徐州、河南 鹤壁等地生产的纯手工操作或半自动的传统设备为主，而 在1995年以后，因计算机的使用，设备的自动化程度也 随之得以提升，而生产产地也逐渐由江苏、河南等地转到 湖南长沙。量热仪也由需人工称水重、调水温的贝克曼温 度计升级到能够自动控制内外桶水温的全自动的恒温式量 热仪。 工业分析仪也从以前传统的耐火砖式高温炉 发展到采用新式保温材料及控制模式的新型高温 炉及计算机全程自动控制的自动工业分析仪。 定硫仪也随着国家标准的修订经历了管式高 温炉、库仑定硫仪及红外定硫仪等，目前我国的 专家正在努力协商将我国的库仑测硫标准加入国 际标准。 灰熔融性测试仪也由需人工观测四个特征温 度转为摄像机自动观测灰锥的变形过程，由计算 机自动判定四个特征温度全自动测定仪。 进口煤质分析设备虽然很早就进入了中国市 场，但因其高昂的售价、高使用成本及滞后的售 后服务，在我国煤质分析设备领域所占市场份额 较小。目前长沙所生产的煤质分析设备占市场的 90%以上，年销售额超过6亿。国产设备的出口 也在进一步扩大。 煤质分析设备的发展将在符合国内、国际标 准的前提下朝着准确、快速、稳定的方向发展， 自动化程度会越来越高，测试速度越来越快，在 线分析仪将在指导日常生产中起到更大的作用。 四、如何选择合适的煤质分析设备 1、元素分析（C、H、O、N、S）主要设备有： 测硫仪、碳氢氮元素测定仪、碳氢氮硫氧元素测 定仪等。在选取设备时首先应了解该仪器的结构 和工作原理，看其测试方法是否符合国标要求， 目前市面所用的元素分析仪主要有传统的重量法 等管式高温炉和红外元素分析仪。 2、工业分析（水分、灰分、挥发份）主要设备 有：高温炉、全自动工业分析仪、干燥箱、全自 动水分仪等。由于我国所采用的标准与ISO标准 及美国ASTM标准存在差别，在选用设备时应看 其是否符合相应的标准。 3、发热量测定仪：根据化验室的具体情况（例 如每天样品个数、化验人员配置等）配置合适的 设备及设备数量。设备主要有传统量热仪、半自 动量热仪、全自动量热仪（目前的主流设备）。 4、灰渣可燃物含量分析主要设备为量热仪和工 业分析仪。 5、固体燃料制样装置：联合制样机、破碎机、 粉碎机、自动缩分器、二分器及辅助工具。 6、煤粉细度分析装置。 煤粉细度表征煤粉中各种粒度的分布占总体 质量的百分率，能很好的反映煤粉的均匀特性。 影响煤粉细度的因素有：煤的类别、挥发分、磨 煤机类型及有无分离器等。通过实测制粉系统的 煤粉获得的最佳的经济煤粉细度，对改善锅炉燃 烧性能，减少机械未完全燃烧热损失，以及节约 磨煤机能耗都有积极的作用。主要设备有煤粉细 度再线监测仪和试验筛。 7、煤粉取样器。 对中间储仓式制粉系统可在细粉分离器下粉管或给 粉机落粉管中采样。在细粉分离器下粉管中采样时，可 采用煤粉活动采样管。该采样管是由开有槽型的两根金 属管套叠而成的。 在对给粉机落粉管中的连续采样，可采用煤粉自由 沉降采样器。该采样器由一根头部开有1.5-2.5mm圆 孔的直管和煤粉样收集罐组成。 对直吹式制粉系统可在一次煤粉管中按等截面积连 续采样。可使用抽气式活动等速采样器。 五、如何正确使用煤质分析设备 作为从事一种计量工作，对测试过程要求的严谨性、 测试结果的准确性不言而喻，因此要求所有从业人员必须 能够对所使用的设备有很好的认知，熟悉其结构，了解其 工作原理。 1、正确使用煤质分析设备对基本要求。首先，操作人员 需具备一定的专业知识，熟悉本行业的相关标准，对使用 的设备应定期进行标准样品的检测，测试过程中出现的异 常结果应查明原因后再进行舍弃，不随意舍弃测试结果。 2、煤质分析设备对“实验室和操作环境”的基本要求。 煤质分析设备对化验室及操作环境均有相应的要 求，例如量热仪要求应为独立的房间，不得在屋内开展 别的项目的测试，不得有热源、冷源等，化验室应恒温 等。 红外元素分析仪则要求房间内不得有腐蚀和干扰性 气体存在，同时要求室温相对恒定。 对于工业分析及煤灰熔融性测试仪则要求不高。煤 质分析设备对化验室及操作环境的具体要求国标中也以 明确提出。 3、“煤质分析设备”在日常使用过程中的维护和保养。 不同生产厂家不同型号的设备，其日常维护和保养 有所不同，但因其工作原理基本相似，因而具有一些共 同的特点。 对于量热仪来说，首先应定期对氧弹进行压力测试 以保证使用的安全性，同时应按国标定期标定仪器热容 量，保持仪器循环水的干净，避免将点火丝等杂质掉到 量热仪内筒中，以免堵塞内筒，导致测试结果异常。 量热仪工作原理：被测样品在特定的密闭容器(氧弹)内燃 烧，释放出的热量被仪器内的水吸收，通过测定水温的变 化来确定被测样品的发热量。 煤质分析仪器原理及日常维护 更换氧弹密封圈 对于工业分析仪、定硫仪，如果是传统的高温炉， 则应定期对其恒温区进行检测，以确保恒温区正常。而 对于自动工业分析仪则应定期进行标准样品的检测，以 确保测试结果的准确，同时还应保持仪器的整洁、干 净，避免因灰尘过多而导致设备无法正常使用。 红外元素分析仪则要求在每次使用前用标准样品进 行标准曲线的校正，如果长时间不用也应经常开机进行 预热。 工业分析仪工作原理：装有已知样品质量的 坩埚由计算机控制在高温炉内按国标规定的 温度和时间自动进行测试。 样品在1150的高温炉内燃 烧，生成的SO2被电解液吸 收，计算机根据电解碘消耗 的电量自动换算出样品中硫 的含量。 库仑定硫仪工作原理 红外定硫仪工作原理： 红外传感器的工作原理是各 种不同气体在红外区有不同的吸 收波段，而在特定波段，气体吸 收红外光的强弱与其浓度成一定 的函数关系，即郎伯比耳定律 煤灰熔融性测试仪 六、开展煤质分析人员的理论培训、操作培训及考上岗 证的重要性。 煤炭属不可再生资源，随着国家对能源需求的日益 增加，煤炭价格也随之上涨，不论是从煤炭交易结算考 虑，还是从节能、环保等方面考虑，均要求所有从业人 员具备一定的专业知识和素养。 1、中国的特种检验机构煤质分析人员现状 目前我国特种检验机构在煤质分析项目上人员上配 置很少，具备煤质分析专业知识的就更少，要改变此状 况，需加强人员培训和资金投入，以提升检测能力和水 平。 2、中国的特种检验机构实验室条件现状 我国的特种检验机构的实验室能全面开展煤 质分析的单位很少，有的甚至没有专业的分析 室，即使