电厂煤质特性化验试题及答案详解

电厂煤质特性化验试题及答案详解一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.收到基灰分（Aar）与干燥基灰分（Ad）的换算关系为（）A.Aar＝Ad×(100－Mar)/100B.Aar＝Ad×100/(100－Mar)C.Aar＝Ad×(100＋Mar)/100D.Aar＝Ad×(100－Mad)/100答案：A详解：收到基含全水分Mar，灰分质量被水分稀释，故应乘以(100－Mar)/100。2.测定煤中全硫时，艾氏卡法加入的熔剂质量比为（）A.Na₂CO₃∶MgO＝1∶1B.Na₂CO₃∶MgO＝2∶1C.Na₂CO₃∶MgO＝1∶2D.Na₂CO₃∶MgO＝3∶2答案：B详解：艾氏卡法经典配比为2份无水碳酸钠与1份氧化镁，确保硫化物完全转化为硫酸盐。3.弹筒发热量测定中，若实测热容量E为10555J/℃，则标定苯甲酸热值应选用（）A.26472J/gB.26452J/gC.26462J/gD.26482J/g答案：C详解：国标GB/T2132008规定苯甲酸标准热值为26462J/g（6332cal/g）。4.煤的干燥无灰基挥发分Vdaf高于37%，则其煤化程度属于（）A.无烟煤B.贫煤C.肥煤D.长焰煤答案：D详解：Vdaf＞37%为年轻烟煤，长焰煤典型区间37%～50%。5.库仑滴定法测全硫时，电解液中KI与KBr的浓度各为（）A.5g/L，5g/LB.10g/L，10g/LC.5g/L，10g/LD.10g/L，5g/L答案：A详解：库仑法电解液常规配方：5gKI＋5gKBr溶于1L水，保证I₂/Br₂电对可逆。6.煤中氯离子对弹筒发热量校正公式中，硝酸校正系数α取（）A.0.0016B.0.0015C.0.0014D.0.0012答案：B详解：GB/T2132008规定α＝0.0015MJ/kg每1%N，用于硝酸生成热校正。7.测定煤中内在水分Mad时，通氮干燥箱要求氮气纯度不低于（）A.99.9%B.99.5%C.99.99%D.99.0%答案：C详解：防止氧化，GB/T2122008规定氮气纯度≥99.99%。8.煤灰熔融性测定中，弱还原性气氛的氧分压控制为（）A.1%～4%B.4%～8%C.8%～12%D.12%～16%答案：B详解：弱还原性气氛指氧含量4%～8%，确保Fe₂O₃→FeO，降低ST。9.哈氏可磨性指数HGI与Bond功指数Wi的经验关系为（）A.Wi＝435/HGI^0.82B.Wi＝435/HGI^0.91C.Wi＝435/HGI^1.00D.Wi＝355/HGI^0.82答案：B详解：经验回归式Wi＝435/HGI^0.91，用于磨煤机选型。10.煤的恒容低位发热量Qnet,v,ar与恒压低位发热量Qnet,p,ar差值约为（）A.20J/gB.30J/gC.40J/gD.50J/g答案：C详解：年轻烟煤氢含量高，Qnet,v,ar－Qnet,p,ar≈40J/g。11.测定煤灰成分时，SiO₂采用重量法，其沉淀剂为（）A.盐酸B.硫酸C.氢氟酸D.硝酸答案：C详解：HF使SiO₂生成H₂SiF₆挥发，残渣称量差减得SiO₂。12.煤中氟离子选择电极法测定，总离子强度调节剂（TISAB）pH应调至（）A.5.0B.5.5C.6.0D.6.5答案：B详解：pH5.5可消除OH⁻干扰，保持F⁻活度系数稳定。13.煤的镜质组最大反射率Romax＞2.5%，则其煤阶为（）A.肥煤B.焦煤C.瘦煤D.无烟煤答案：D详解：Romax＞2.5%进入无烟煤阶段。14.测定煤中砷，氢化物发生原子荧光法载气为（）A.氩气B.氮气C.氦气D.空气答案：A详解：氩气作为屏蔽气和载气，提高荧光效率。15.煤的结渣指数Rs＝(Ad×Sd)/Qnet,ar，当Rs＞0.6时判定为（）A.轻微结渣B.中等结渣C.严重结渣D.不结渣答案：C详解：Rs＞0.6为严重结渣倾向。16.煤的干燥基碳含量Cd与干燥无灰基碳含量Cdaf换算，需已知（）A.AdB.MadC.MarD.Vdaf答案：A详解：Cdaf＝Cd×100/(100－Ad)。17.煤的灰分熔点ST＜1200℃，则液态排渣炉宜选用（）A.低钙褐煤B.高硅烟煤C.高铁无烟煤D.高铝烟煤答案：A详解：低钙褐煤灰熔点低，适合液态排渣。18.煤的收到基低位发热量Qnet,ar＝23.0MJ/kg，其标准煤系数为（）A.0.783B.0.785C.0.787D.0.789答案：B详解：标准煤29.307MJ/kg，23.0/29.307＝0.785。19.煤中汞测定，冷原子吸收法还原剂为（）A.氯化亚锡B.硼氢化钾C.硫酸肼D.抗坏血酸答案：A详解：SnCl₂将Hg²⁺还原为Hg⁰。20.煤的固定碳FCdaf与Cdaf关系为（）A.FCdaf＝Cdaf－Hdaf－Odaf－Ndaf－SdafB.FCdaf＝Cdaf－VdafC.FCdaf＝Cdaf－(Hdaf＋Odaf)D.FCdaf＝100－Vdaf－Ad答案：A详解：元素分析恒等式，固定碳为有机质减去挥发及杂原子。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些指标可直接用于锅炉热力计算（）A.Qnet,arB.Qgr,dC.Qnet,v,arD.Qgr,daf答案：A、C详解：收到基低位发热量Qnet,ar与恒容低位Qnet,v,ar直接参与炉膛传热计算。22.煤灰成分中导致ST降低的氧化物有（）A.Fe₂O₃B.CaOC.MgOD.Na₂O答案：A、D详解：Fe₂O₃在还原气氛生成FeO，Na₂O形成低共熔物，均降低ST。23.测定煤中全水分Mt的氮气流干燥法需控制（）A.105℃±2℃B.氮气流量15L/hC.煤样粒度＜13mmD.干燥时间2h答案：A、B、C详解：GB/T2112017规定105℃、氮气15L/h、粒度＜13mm，时间依水分而定非固定2h。24.弹筒发热量校正需考虑（）A.硝酸生成热B.硫酸生成热C.燃烧丝热值D.棉线热值答案：A、B、C、D详解：全部项目均需校正至恒容高位。25.煤的哈氏可磨性测定用钢球数量为（）A.8个直径25.4mmB.6个直径25.4mmC.总质量4050g±10gD.转数60r答案：A、C、D详解：GB/T25652014规定8个钢球、总质量4050g、60r。26.下列属于煤中有害元素的是（）A.ClB.FC.HgD.As答案：A、B、C、D详解：均对锅炉腐蚀、排放有害。27.煤灰黏度测定用旋转黏度计需标定（）A.标准硅油B.标准煤灰C.铂铑热电偶D.转速梯度答案：A、C、D详解：无标准煤灰，采用标准硅油标定扭矩。28.煤的结渣倾向判定指标有（）A.RsB.STC.B/AD.Fe₂O₃/CaO答案：A、B、C详解：B/A＝(Fe₂O₃＋CaO＋MgO＋Na₂O＋K₂O)/(SiO₂＋Al₂O₃＋TiO₂)。29.煤的工业分析包括（）A.MadB.AadC.VadD.FCad答案：A、B、C、D详解：空气基下水分、灰分、挥发分、固定碳。30.煤的干燥基换算至干燥无灰基需已知（）A.AdB.VdC.CdD.Hd答案：A详解：只需Ad即可换算。三、填空题（每空1分，共20分）31.煤的恒容高位发热量Qgr,v,daf单位换算：1cal/g＝________J/g。答案：4.1816详解：热化学卡定义。32.艾氏卡法测硫，硫酸钡沉淀在________℃灼烧至恒重。答案：850详解：GB/T2142007规定850℃。33.煤的收到基全水分Mt＝________＋Mad×(100－Mt)/100。答案：Mar详解：定义式。34.煤灰熔融性四个特征温度中，ST表示________。答案：软化温度详解：半球形对应的温度。35.煤的哈氏可磨性指数HGI＝6.93m＋________。答案：13详解：标准公式HGI＝6.93m＋13，m为通过74μm筛质量。36.煤的干燥基挥发分Vd＝Vad×________。答案：100/(100－Mad)详解：干燥基定义。37.煤的恒容低位发热量Qnet,v,ar＝Qgr,v,ar－206Had－________Mar。答案：23详解：GB/T2132008公式系数。38.煤中氯测定，高温燃烧水解法吸收液为________溶液。答案：过氧化氢详解：H₂O₂吸收HCl。39.煤的灰分产率重复性限Ad≤15%时为________%。答案：0.20详解：GB/T2122008表A.1。40.煤的镜质组随机反射率Rran与Romax换算经验式Rran≈________Romax。答案：0.92详解：统计回归值。41.煤的结渣指数Rs单位是________。答案：kg/GJ详解：(Ad×Sd)/Qnet,ar。42.煤的氮测定，凯氏定氮法蒸馏出的氨用________标准溶液吸收。答案：硼酸详解：H₃BO₃弱酸吸收NH₃。43.煤的汞测定，冷原子吸收法载气流量为________L/min。答案：1.0详解：仪器常用值。44.煤的灰黏度测定，炉温控制精度为±________℃。答案：5详解：旋转黏度计要求。45.煤的干燥无灰基氢含量Hdaf一般随煤化程度升高而________。答案：降低详解：年轻煤Hdaf高。46.煤的弹筒热容量标定，苯甲酸质量称准至________mg。答案：0.1详解：分析天平精度。47.煤的工业分析中，挥发分坩埚盖需带________mm小孔。答案：6详解：GB/T2122008规定。48.煤的收到基低位发热量Qnet,ar＝20.5MJ/kg，其折标准煤系数为________。答案：0.699详解：20.5/29.307。49.煤的灰分中SiO₂＋Al₂O₃＞________%时易结渣。答案：80详解：高硅铝灰熔点高但黏度大。50.煤的固定碳FCad＝100－(Mad＋Aad＋________)。答案：Vad详解：工业分析加和。四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）51.煤的收到基水分Mar一定大于空气干燥基水分Mad。答案：√详解：Mar含外水，Mad仅内水。52.煤灰熔融性测定可在氧化性气氛下进行，无需还原性对比。答案：×详解：需两种气氛对比。53.煤的恒容高位发热量Qgr,v,daf恒大于恒压高位Qgr,p,daf。答案：√详解：恒容释放热量更多。54.煤的哈氏可磨性指数HGI越大，煤越难磨。答案：×详解：HGI越大越易磨。55.煤中全硫测定，库仑法结果一定高于艾氏卡法。答案：×详解：无系统偏高。56.煤的干燥基灰分Ad与干燥无灰基挥发分Vdaf之和可大于100%。答案：×详解：不同基准，不能直接加。57.煤的镜质组反射率Romax可用于计算煤阶。答案：√详解：ISO11760标准。58.煤的低位发热量计算时，氢含量Hdaf需用空气干燥基氢Had换算。答案：√详解：需基准统一。59.煤的灰分产率测定，马弗炉通风良好可减少灰中硫固定。答案：√详解：避免CaSO₄形成。60.煤的氟测定，氟电极法需控制pH＜4。答案：×详解：pH5.5最佳。五、简答题（每题6分，共30分）61.简述煤的收到基低位发热量Qnet,ar换算至干燥无灰基高位发热量Qgr,daf的完整步骤。答案：（1）用Mar、Mad将Qnet,ar换算至Qnet,v,ad：Qnet,v,ad＝Qnet,ar×(100－Mad)/(100－Mar)－23(100－Mad)/100×Mar。（2）将Qnet,v,ad换算至Qgr,v,ad：Qgr,v,ad＝Qnet,v,ad＋206Had＋23Mad。（3）将Qgr,v,ad换算至干燥基Qgr,v,d：Qgr,v,d＝Qgr,v,ad×100/(100－Mad)。（4）将Qgr,v,d换算至干燥无灰基Qgr,daf：Qgr,daf＝Qgr,v,d×100/(100－Ad)。详解：四步基准转换，注意氢校正与水分热蒸发。62.说明煤灰熔融性ST在锅炉设计中的作用。答案：ST直接决定炉膛出口烟温上限。ST低需降低炉膛温度避免结渣；液态排渣炉则选ST低灰，确保灰流动；ST高灰适用于固态排渣，但需考虑受热面黏污。设计时需结合灰黏度温度曲线，确定捕渣率与吹灰方式。63.写出艾氏卡法测全硫的化学主反应式，并说明为何需MgO。答案：主反应：2Na₂CO₃＋2SO₂＋O₂→2Na₂SO₄＋2CO₂Na₂CO₃＋SO₃→Na₂SO₄＋CO₂2MgO＋2SO₂＋O₂→2MgSO₄MgO作用：疏松熔体，提高渗透性，防止Na₂SO₄熔融包裹未反应煤粒，提高回收率。64.煤的哈氏可磨性指数HGI测定中，为何需控制煤样粒度0.63mm～1.25mm？答案：该粒度区间保证煤粒在研磨过程中受钢球冲击与研磨协同作用，反映工业磨煤机实际工况；过细导致HGI偏高，过粗则偏低，标准规定筛分确保可比性。65.简述库仑法测全硫出现结果异常偏高的常见原因及排除方法。答案：（1）电解液失效：更换新KIKBr溶液。（2）电极污染：用乙醇擦铂电极。（3）气路泄漏：检漏并更换硅胶管。（4）燃烧温度不足：升温至1150℃。（5）催化剂失效：更换三氧化钨。（6）称样量过大：减至50mg以内。详解：逐项排查，确保转化率100%且电量积分准确。六、计算题（共30分）66.（10分）某煤样测得：Mar＝10.5%，Mad＝2.4%，Aad＝15.6%，Vad＝28.3%，Had＝3.6%，Qgr,v,ad＝24.8MJ/kg。求：（1）干燥基灰分Ad；（2）干燥无灰基挥发分Vdaf；（3）干燥无灰基高位发热量Qgr,daf。答案：（1）Ad＝Aad×100/(100－Mad)＝15.6×100/(100－2.4)＝15.99%。（2）Vdaf＝Vad×100/(100－Mad－Aad)＝28.3×100/(100－2.4－15.6)＝35.0%。（3）Qgr,daf＝Qgr,v,ad×100/(100－Mad－Aad)＝24.8×100/(81.9)＝30.28MJ/kg。详解：分步基准转换，保留两位小数。67.（10分）某锅炉燃煤量B＝35t/h，煤质Qnet,ar＝20.0MJ/kg，Ad＝18%，Sd＝1.2%，计算：（1）每小时灰渣量（假设灰全部进入渣）；（2）折算标准煤耗；（3）结渣指数Rs并判定结渣倾向。答案：（1）灰渣量＝B×Ad/100＝35×18/100＝6.3t/h。（2）标准煤耗＝B×Qnet,ar/29.307＝35×20/2