动力配煤主要煤质指标的可加性

动力配煤主要煤质指标的可加性 北京煤化学所 1动力配煤的现状和优越性 国内的动力配煤自1979年初由上海市 燃料总公司首先实藏.目前,全国物资系统 已有近200条生产线,年配煤能力达2o0o 万t左右.特别是近2,3年来,煤炭系统也 在积极开发这一技术.株洲洗煤厂等也在筹 建年产配煤200万t的大型配煤场.动力配 煤已得到煤炭系统的广泛重视. 动力配煤的优点很多,可使灰渣含碳量 降低6,1O,锅炉热效率提高4左右, 平均节煤5以上.此外,动力配煤还可使某 些低热值燃料充分利用.同时,还可为合理 进行锅炉设计,延长锅炉寿命,降低生产成 本等.如南京制药厂年耗煤2万多吨,改烧 动力配煤后一年即可为工厂节约60多万元. 上海市燃料总公司配煤200多万吨,年盈利 1000多万元.煤炭系统.既有充分资源,又 有场地,在工业城市组建联合配煤场将会产 生更大的社会效益和经济效益. 2动力配煤的基本原理 动力配煤中,其质量指标是决定配煤售 价的主要因素.配煤质量的预测.是基于如 挥发分和发热量,灰熔融性温度等与单煤问 有较好可加性(即可加权平均性).但近2, 3年来,有些单位发现配煤的许多质量指标 并不完全具有很好的线性可加性,这就动摇 了动力配煤的基本原理.为了更科学地指导 配煤生产,需要进一步研究配煤主要质量指 标与单煤间的量变关系.日前看,需解决配 煤与单煤间的主要质量指标如挥发分 ?试验工作由堞科总院杭州环保所完成,在此深表谢意 ?3O? 姜宁 (V),发热量(),硫分,灰成分和灰 熔融性,以及灰分等与燃烧有关的指标.由 于水分经常变动,因而配煤水分必须实测而 不宜用可加性计算. 3动力配煤主要质量指标的可加性 3.1配媒挥发分的可加性 配煤挥发分是考核配煤质量的首要指 标这是由于工业锅炉和窑炉的燃煤最低挥 发分必须大于20.某些大型和中型工业锅 炉则要求挥发分大于25甚至大于3O.因 此,配煤挥发分达不到要求,将会影响配煤 的燃烧效率和降低锅炉的热效率.1994年, 浙江大学曾为杭州动力配煤场作过配煤挥发 分可加性试验.从27个配煤挥发分(V.)实 测结果中发现,有2O个配煤的实测V一值比 其理论加权平均值降低,其V的降幅多大 于1至4之间,仅有7个配煤的实测的 v.值高于其理论加权平均值但其增值一般 不超过l.为了进一步考察配煤挥发分的 变化,我们还进一步考察了配煤挥发分的实 测值与理论加权平均值之间的关系,试验结 果如表1,2所示.在所试验的6个配煤中, 所有配煤的实测挥发分(V)均低于其理论 加权平均值,表明配煤挥发分比单煤的理论 加权平均值稍低,其偏低值一般不超过2. 所以,配煤时,挥发分的下限值应比要求值 提高2才能满足工业锅炉需要如工业锅 炉和窑炉用煤的v要求在20以上,配煤 时则应比单煤的加权平均值提高2,即配 煤的理论vt大于22才能满足实测Vt在 2O以上的要求但是不同矿区的煤配合后, 第4期煤质技术与科学管理 在测定挥发分过程中,不仅有机质会互相发 生裂解反应而使V”值产生变化,同时,不同 矿区煤中的矿物质与有机质问的催化裂解反 应亦很复杂.因此,各动力配煤场,必须根 据其配煤的矿点和煤种,灰分等的不同,对 其配煤的挥发分降低值进行系统试验. 表1配煤 配攥方案配煤矿点j暨其配比 l竟州l号:30,淮南:40,刘辑:30 ?亮州z号30,长广30,义马:IO 3黄馥煤:30,党州2号:4o.太同混:30 4枣庄煤20蹦,哥城:40”,长广:4o 5黄艘攥5D,奄州1号50 6刘矫墀50.义马-50 衰2配煤实测V与计算值的关系 配煤方案123456 实测26—8437.5934.2725.1634.6223.35 c VaE ::一27...44.一39...04—34...88,26..91一35...09一25,.01 3.2配煤发热量的可加性 配煤发热量是配煤质量的首要指 标.浙江大学也曾作过配煤实测发热量 (Q)与其单煤加权平均理论值间的关系. 据对27个配煤试验发现,其中仅一个配煤的 发热量(Q一)比其单煤的理论加权平均值 降低值大干0.209MJ/kg外,其余26个配 煤的实测Q值均比其单煤的理论计算值 高,其增幅一般达0.836,1.254MJ/kg (200~300kcal/kg)以上,少数配煤的Q 增值达1.254,1.88ZMJ/kg(300,450 kcal/kg)左右.为了验证配煤的发热量增值 是否有如此之大,我们对上述6个配煤也做 了配煤的实测发热量与其计算值的对比.从 表3结果看,在6个配煤中,除有一个有降 低外,其余5种配煤的发热量(Q)的实 测值均比由各种单煤的理论加权平均计算值 高0.11,0.60MJ/kg(26,143kca/kg).看 出,其配煤的发热量增值并不十分显着,但 总的趋势是有所增加这可能是由于,配煤 的挥发分适中,其配煤的灰熔融性温度也相 对稳定且较高,不象有的单种煤挥发分过低, 且灰熔融性温度也低,在弹筒中不能完全燃 烧而导致煤的热值偏低.高挥发分的单种煤, 有的易产生爆燃现象,将微粒煤样崩入弹筒 水中而使其不能充分燃烧.导致其热值偏低. 所以,配煤的热值比单煤的理论加权平均值 稍有增高也是合理的.但增高的幅度还与不 同煤种问的不同配煤方案有关,各动力配煤 场有必要根据其进煤的不同矿点和配方而进 行系统的对比试验,为其配煤生产提供更科 学依据. 衰3配煤实测.-与其计算值的关系 配攥方案123456 3.3配煤灰成分与灰熔融性温度的可加性 表4列出上述6种配煤的灰成分,灰熔 融性的实测值与其单煤的理论加权平均值对 比,看出,SiOz,AI:Os,FeO等主要成分 的实测值与其计算的理论值基本一致,仅 CaO稍有差异,但也发现有系统的偏高或偏 低值.这显然是由于实验误差过大造成.因 此.总的来说,配煤灰成分与其单煤间有可 加性. 由于没有CaO含量大于3O的过高单 煤灰样,因此,表4中的配煤实测灰熔融性 软化温度(sT)和流动温度与其单煤的理论 加权平均值基本一致,两者的差值都不超过 50?,且产生正,负偏差的概率又十分接近. 表明,当煤灰成分不十分特殊情况下,配煤 的灰熔融性温度也具有较好的可加性. 为了更准确地控制配煤的灰熔融性温度 的变化,对于某些CaO含量特高的晚第三纪 褐煤和早,中侏罗纪硬煤掺入配煤的动力配 煤场,还需测定其不同优化配煤方案的灰熔 融温度(ST和FT),以进一步核定其可加性 ?3]? 船 20 m i 22 蚰n H 昭驼蚰 22 22 的姆n 孙 猁算值 实计增 ? 第4期煤质技术与科学管理1997年7月 3,4配媒灰分与硫分的可加性 由表5看出,配煤的实溯灰分()与其 理论计算值问的差异不大,且正,负偏差的概 率基本一致,最大差值变化于一1,29,+ 1.32%之间,表明配煤的灰分具有较好的可 加性,而其偏差的来源不仅有单煤和配煤在 实测过程产生的偏差,也有在规煤称量及混 匀过程中产生的偏差.因此,其实测灰分与理 论计算值间的偏差值稍超过1应属正常. 从表5还可看出,配煤的硫分(Sa)与 其单煤的理论加权平均值问的差异较小,且 正,负偏差的样品各有3个.除了硫分最高的 4配煤的实测S,值比其理论计算值高 0.34外,其余5种配煤的实测硫分与其理 论计算值之差均低于0.20%,从而表明,除 个别配煤因硫分的实测误差稍大外,总的来 看,配煤的硫分也均有较好的可加性. -32? 衰5配煤的实捌衰分与硫分和其计算值关系 配煤方案l23456 4初步结论 (1)对煤炭企业,由于具备较好配煤条 件,今后将有较广阔的发展前景. (2)配煤挥发分实测值稍低于单煤的理 论加权平均计算值,但幅度不超过2. (3)配煤中的发热量实测值将稍高于其 单煤的理论加权平均计算值,其偏高幅度多 在O.6OMJ/kg(145kcM/kg)以下. 蚰”儿舯晒 m仉n ! n:窖乱? LLm ; 盯拈 LL i 哺曲n? LLLLn ?2一一 “鸪=2 电LLLm 22+一 ?孢蚰”计眈 mn ;一 澍算值港算值 实计增实计增