煤的燃烧特性测定方法一维炉法

煤的燃烧特性测定方法一维炉法

国家标准 GB/T39833一2021 煤的燃烧特性测定方法一维炉法 Testmethodforcoalcombustioncharacteristics一 One-dimensionalfurnacesmethod 2021-03-09发布 2021-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39833一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件由煤炭工业协会提出 本文件由全国煤炭标准化技术委员会(sAC/TC42)归口 本文件起草单位:浙江大学、西安热工研究院有限公司、上海交通大学、煤炭科学技术研究院有限 公司 本文件主要起草人:程军、刘建忠、王桂芳,姚伟、张忠孝、王东升、杨晓毓
GB/T39833一2021 煤的燃烧特性测定方法一维炉法 范围 本文件规定了煤粉气流燃烧过程中的着火温度和燃尽率的一维炉测试方法、仪器设备、试验工况条 件,试验测试、数据处理和分析方法、评价指标、精确度 本文件适用于褐煤、烟煤和无烟煤的煤粉气流着火温度和煤粉燃尽率的一维炉燃烧测试 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件 GB/T474煤样的制备方法 GB/T19494.2煤炭机械化采样第2部分;煤样的制备 DL/T567.5火力发电厂燃料试验方法第5部分:煤粉细度的测定 DL/T567.6火力发电厂燃料试验方法第6部分;飞灰和炉渣可燃物测定方法 DL/T11062009煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰炉测试方法 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 煤粉气流着火温度ignitontemperature T 煤粉气流与周围空气形成可燃混合物发生着火反应的起始温度 3.2 煤粉燃尽率burnouterfieieney B 煤粉气流在一维炉内燃烧试验条件下,在炉膛出口处抽取固体试样并分析其可燃物含量,已燃尽的 可燃物占初始可燃物的百分数 原理 -维炉试验过程中以一定量的空气流携带煤粉,进人炉膛后接受炉壁放热而着火,燃烧,以致燃尽 -维炉在动态条件下实现煤粉与空气的悬浮燃烧试验,燃烧着的煤粉气流沿炉膛高度方向向下运动,通 过测试炉膛烟气温度可得到煤粉气流着火温度,通过对燃烧产物的分析可评价煤粉燃尽特性 5 方法提要 由一维炉的炉膛顶部向下沿程布置多个温度测点,利用热电偶测量煤粉气流的沿程温度变化,分析
GB/T39833一202 得到煤粉气流着火温度 在尾部烟道除尘器处对飞灰取样,在炉底的灰渣槽处对底渣取样,测试飞灰和 底渣中的可燃物含量计算分析得到煤粉燃尽率 6 仪器设备 6.1 -维炉试验装置 -维炉试验装置示意图如图1所示 一维炉试验台主要由给粉系统、加热和温度控制系统、燃烧炉 体系统、风姻系统和取样分析系统等组成 一维炉炉体采用垂直布置的电加热积木式结构,主要由着火 段、稳燃段和燃尽段组成 着火段上接给粉机,燃尽段末端与烟气冷却器相连,后接除尘器和引风机等 炉体底部为灰渣槽,用于收集煤粉气流燃烧所剩的灰渣 炉膛外面包覆耐火材料和保温材料以保证炉 体外壁温度<60 煤粉颗粒在炉内停留时间控制为2s s,可满足煤粉颗粒在炉内的燃尽要求 l0s 整个一维炉试验装置的漏风率即漏人空气质量占该装置进口烟气质量的百分数)控制在5%以内 二次风布置在一次风周围也由炉腔 煤粉燃烧器装于炉膛顶部. -次风携带煤粉由炉膛顶部送人， 部送人一次风和二次风流量可通过流量计测量和控制 采用热风送粉,空气预热器可根据需要调节热 风温度 炉膛布置电加热元件,通过控制柜结合热电偶自动控制炉壁温度 采用热电偶测量炉膛沿程 的煤粉气流温度,以煤粉由炉顶送人炉膛处为零点,沿炉膛轴线向下设置多个温度测点 煤粉燃烧气流 沿炉脸由上前下一推返动最后高温烟气经冷却和除尘后排放.在尾部相道除尘器处对飞灰取样,在妙 底的灰渣槽处对底渣取样 标引序号说明: 二次风管; -炉体; 炉顶; 空气预热器" 燃烧器" 10- -尾部烟道; 给粉机 -除尘器 1l1 送风机; 12 -烟气冷却器; 13 流量计; -引风机 次风管; -炉膛测试孔 图1一维炉燃烧试验装置示意图
GB/39833一2021 6.2试验用仪表 6.2.1 -次风和二次风温度表(测温元件为热电偶):控制温度误差为士5C -次风和二次风流量计:精确度等级为4% 6.2.2 6.2.3煤粉燃烧烟气温度表(将热电偶插人炉膛中测试);精确度等级为0.25% 试验工况条件 7.1煤粉细度要求 7.1.1煤粉细度实测值 按照GB/T474或GB/T19494.2的要求制备煤粉,取不少于100只的空气干燥煤样全部研磨,按 照DLT567.5的要求筛选并计算煤粉细度,直至试验样煤样全部满足R和R细度要求,R和R0 的计算按照式(1)和式(2)进行: R200=m200/×100 2 R= =(m0十mn/m×100 式中 粒径大于200m的煤粉的质量分数,%; Rn R 粒径大于90pm的煤粉的质量分数,%; -200m筛上的煤粉质量,单位为克(g); m1200 -90m筛上的煤粉质量,单位为克(g); m19o -煤粉试样质量,单位为克(g) m 7.1.2煤粉细度计算值 试验时将煤粉细度R控制为0.11,按照DL/T11062009根据式(3)控制煤粉细度R' R '-0.5av (3 式中 煤粉均匀性系数(取n 1=l); Va山煤粉的干燥无灰基挥发分,% 7.1.3煤粉细度偏差要求 煤粉细度偏差根据(4)式计算 AR=|R那一R' R允许偏差随V画升高而升高:当Va小于15%时.R的=1一2;V=15%一25%时.R的= 2一3;Va大于25%时.ARm=3一A 7.2试验参数控制 主要试验参数控制如表1所示
GB/T39833一2021 表1 -维炉主要试验参数 炉壁温度/ 控制试验给煤粉量 过量空气热风温度" 煤种 参数 gmin 系数 着火段 稳燃段 燃尽段 推荐值 2.5 1.2 300 1100 1200 1200 褐煤 允许范围 250350 10001200 2.,0~3.,0 1.1~1.3 1100~1300 1100~1300 1.2 1200 1300o 1300 推荐值 3.0 400 烟煤 允许范围 350一450 1100~13001200~1400 1200~1400 2.53.5 1.11.3 500 1300 推荐值 3.5 1.2 1400 1400 无烟煤 450550 13001500 允许范围 3.04.0 l.l一l.3 1200l400 1300l500 8 试验测试 8.1根据7.2试验工况的规定条件,将各段炉体预热到设定温度,先后启动引风机和送风机,调整热风 温度和过量空气系数;启动给粉机调整给煤粉量 检查一维炉试验系统和各辅机部件运行是否正常 8.2待炉壁温度稳定后,采用热电偶对各段炉膛烟气温度进行测量,分别记录煤粉由炉顶送人炉膛零 点处到各温度测点的距离 8.3保持一维炉内煤粉燃烧稳定运行>2h,然后在尾部烟道除尘器处对飞灰取样,在炉底的灰渣槽处 对底渣取样,测定飞灰和底渣中的可燃物含量 8.4对每一个要求的试验工况,按7.2规定调整试验参数进行8.1一8.3试验工作至少重复两次 数据处理和分析方法 g.1煤粉气流着火温度 煤粉送人一维炉膛后发生煤粉气流的吸热和放热过程,根据图2所示方法来确定煤粉气流着火温 度;首先求得给煤粉后烟气温度与给煤粉前烟气温度的差值曲线,然后将此差值曲线对横坐标测点位置 进行求导而得到一条微分曲线,可以分为煤粉缓慢氧化、着火过渡和高速燃烧三个阶段 将该一阶微分 曲线上过渡阶段的谷底点确定为着火点,此点所对应的测点位置即为着火距离,与着火距离相对应的煤 粉气流温度即为着火温度 煤粉气流着火温度T以摄氏度()表示(精确到1)
GB/39833一2021 50 -50- -100 温度差值曲线 -150- 温度差值导数曲线 -200- 过渡阶段 -250 着火点 -300 -350 缓慢氧化阶段 高速燃烧阶段 --400- 600 200 400 800 1000 温度测点位置/mm 图2一维炉煤粉气流着火温度的确定方法示意图 9.2煤粉燃尽率 煤粉在一维炉内燃烧后对飞灰和底渣取样分析计算确定煤粉燃尽率 依据DL/T567.6计算得到 原煤粉、飞灰和底渣中的干燥基可燃物含量C,Ca和Ca,用式(5)计算煤粉燃尽率(精确到0.1%)为 =1一(Mn.C十M .Ca)/M C) 5 B 式中 煤粉燃尽率,% M 燃烧前的干燥基给煤粉量,单位为克每分(g/min). M 燃烧后的干燥基飞灰产量,单位为克每分(g/min); M 燃烧后的干燥基底渣产量,单位为克每分(g/min). c 原煤粉的干燥基可燃物含量,%; Cm 飞灰中的干燥基可燃物含量,%; Ca 底渣中的干燥基可燃物含量,% 10 精确度 每 一试样作重复性测定两次,取重复测定数据的算术平均值 煤粉气流着火温度的两次重复测定 值差值不应超过10C 煤粉燃尽率的两次重复测定值差值不应超过2.0%绝对值. 燃烧特性评价指标 煤的燃烧特性评价指标及分级参见附录A
GB/T39833一2021 附 录 A 资料性) 燃烧特性评价指标 着火特性 A.1 煤粉气流燃烧着火温度用来对比不同煤种的着火特性,表征煤粉着火的难易程度 T值越小,表 示煤粉越易着火 煤粉燃烧的着火特性评价分级见表A.1 表A.1一维炉判定煤粉燃烧的着火特性分级 易 中 难 着火特性等级 极易 极难 T600 6001200 A.2燃尽特性 煤粉燃尽率用来对比不同煤种的燃尽特性,表征煤粉燃尽的难易程度 B值越大,表示煤粉越易 燃尽 煤粉燃烧的燃尽特性评价分级见表A.2 表A.2一维炉判定煤粉燃烧的燃尽特性分级 难 易 燃尽特性等级 极难 父 极易 B/% B<89 8998

煤的燃烧特性测定方法一维炉法GB/T39833-2021

一、引言

煤作为重要的能源资源，其燃烧特性的测定对于煤的开发利用以及环境保护具有重要意义。随着煤的开采量不断增加，煤炭质量差异也越来越大，因此需要开发出一种可靠、准确的煤的燃烧特性测定方法。一维炉法是目前国内外广泛使用的一种测定煤的燃烧特性的实验方法，该方法已经被纳入国家标准GB/T39833-2021。

二、方法原理

一维炉法是利用加热器对样品进行快速升温，将其放置在预先烧制的白垩红砂石中进行燃烧。该方法通过测量煤的热值、灰熔点、流动性、膨胀性等物理化学指标，来反映煤的燃烧特性。

三、操作步骤

1. 样品制备：取代表性煤样约10g，打成粒度小于0.2mm的颗粒，并称取准确质量。

2. 灰化处理：将石英砂放入一维炉内，用气氛控制装置调整为氧气流量5L/min，氮气流量100mL/min，通电加热至1000℃以上进行灰化处理，使灰分不影响样品燃烧。

3. 测定：将样品均匀地平撒在灰熔点试样上，再覆盖一层石英砂，并推紧。将灰熔点试样放入一维炉中，设置加热程序并开始实验。待实验结束后，取出试样，冷却至室温，称取准确质量。

四、注意事项

1. 样品制备时，应使用干燥的煤样，并在通风橱中进行操作，以避免吸附空气中的水分和杂质。

2. 实验过程中，应严格控制气氛，以免影响实验结果。

3. 测定结果的精度和准确性受到多种因素的影响，如样品的质量、加热程序等，因此实验人员需具有一定的专业知识和技能。

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