淺析煤灰熔融性測定的影響因素

摘要：分析了影響煤灰熔融性測定結果的多種影響因素，提出了提高測定結果的準確性應注意的事項。

關鍵詞：煤灰熔融性 測定 影響因素

在動力用煤、氣化用煤中，煤灰熔融性是一個重要質量指標，煤中礦物質在鍋爐中的動態通過煤灰的熔融溫度可以進一步得到反應，借助該指標可以在一定程度上對鍋爐的結渣情況、沾污情況等進行相應的預測。因此，煤灰熔融性作為一個重要參數，可以對鍋爐的設計和運行進行指導。

1 試驗氣氛

①試驗氣氛對煤灰熔融通性構成不同程度的影響。這是因為，煤灰中的鐵在不同的氣氛中，通常情況下會表現出不同的價態，例如在氧化性介質、弱還原性介質、強還原性介質中分別轉變成Fe2O3、FeO和Fe，其中，FeO在熔點方面最低，并且FeO能夠與煤灰中的SiO2進行反應，進而在一定程度上生成熔點更低的硅酸鹽和低（共）熔混合物。所以說，在弱還原性氣氛中，煤灰熔融性溫度最低。②控制氣氛。通常情況下，通氣法和封碳法是控制氣氛的主要方法。通過封碳法對試驗氣氛進行相應的控制。在對氣氛進行調整前，需要對含碳物質的種類、粒度等進行選擇，碳物質的大致數量根據所使用的鋼玉管材質進行選擇，在爐內確定碳物質的放置部位。試驗過程中，在不同溫度下，不同量的碳物質所生成的CO和CO2的體積存在差異，其組在爐內處于變化狀態：2C+O2=2CO；2CO+O2=

2CO2。如果CO的量遠遠超過CO2，氣氛表現出較強的還原性，如果CO與CO2的體積比接近1：1，這時氣氛呈現出弱還原性。③檢查爐內氣氛。通過定期或不定期的方式對爐內氣氛進行檢查，進而在一定程度上確保實驗數據的準確性。通常情況下，檢查氣氛的方法主要涉及：參比灰錐法和取氣分析法。在操作過程中：a如果含碳物被燒成灰，或者量減少很多，這說明爐內的氧氣濃度非常高，而對應的還原性氣體則相對較低；b含碳物沒有發生變化，與參比值對照，如果軟化溫度（ST）之差超過50℃，在這種情況下需要對含碳物的量進行適當地調整。

2 加熱速度

對于煤灰熔融試樣來說，通常情況下從局部熔化到全部熔化需要一個過程，這一過程往往需要一定的時間。因此，在測定煤灰熔融性的過程中，需要對升溫的速度進行控制，這是因為，如果升溫速度太快，導致結果偏高，反之，延長試驗周期。

3 測量溫度

煤灰熔融性通過溫度進行表示。測定的準確度通常情況下受試樣實際受熱溫度與電偶熱端的溫度一致性的影響和制約，在這種情況下，需要準確控制溫度指示。所以必須按期檢定所用的熱電偶和控溫裝置，進而在一定程度上確保測溫的準確性。

4 制備灰

嚴格按國標GB/T212規定對煤樣進行灰化處理，然后借助瑪瑙研缽進行研磨，確保其粒徑低于0.1mm。如果灰化條件不同，那么灰成分也存在一定程度的差異，而灰成分的不同，必將影響熔融溫度測定結果，進而在一定程度上影響測定結果的準確性。

5 灰錐的制作及尺寸

根據國標GB/T219的要求確定灰錐尺寸，即灰錐高20mm，底邊長為7mm。在制作灰錐的過程中，需要確保力度的均勻性，并且在一定程度上確保其表面的光滑性、平整性，同時內部結構要結實緊密，以及錐尖的完好性。

6 放置灰錐的位置

按照國際GB/T-219的相關規定，在爐膛中，確定灰錐的放置位置，也就是在恒溫區緊鄰熱電偶熱端2mm處放置灰錐。

7 托板材料

煤灰的成分主要分為堿性組分和酸性組分，如果堿、酸性組分之比超過1，那么被稱為堿性灰，反之稱酸性灰。在測定的過程中，由于煤灰能夠與酸堿性相反的托板發生反應，進一步影響測定的結果。所以，為了提高測試的準確度，在進行測試之前，需要根據煤灰的實際成分，選擇相應的托板。

8 操作者的主觀因素

①變形溫度（DT）。a依據錐尖開始變圓或彎曲時的溫度作為判定的標準。b對于DT大于1400℃的某些高熔融溫度灰，錐尖在較低溫度下開始微彎，然后變直再變彎，此時應判定第二次變彎的溫度為DT。②軟化溫度（ST）。a高度與底長相等時，樣塊棱角分明，此時不能對ST進行判定。b灰錐有時向后傾斜倒在托板上，此時試樣為等邊三角形。c灰錐成球形時，只要高度等于底長，無論體積脹大，還是縮小，都算ST。③半球溫度（HT）。該溫度是灰錐變形至近似半球時的溫度。a高度等于底長一半時，需要注意樣塊是否為半球形，如果樣塊依然棱角分明，也不能對HT進行斷判。b如果灰錐傾斜在托板上，無論樣塊高度是否等于底長的一半，同樣不能對HT進行判斷。④流動溫度（FT）。a在高溫條件下，有的煤灰明顯縮小，甚至消失，在這種情況下同樣不能判FT；b當試樣表面存在一道亮線時，在這種情況下，說明試樣已熔化成液體，應該判為FT；c有時試樣展開厚度大于1.5mm，但表面有明顯的起伏或冒泡現象，應判定為FT；d在HT后，試樣驟然跌落或消失，表明試樣已熔化成液體應判為FT。

總之，在測定煤灰熔融性的過程中，操作者需要認真對待每一步，注意每一細節，同時對測試結構進行必要的分析和總結，進一步積累試驗經驗，以保證測定結果的準確性。

參考文獻：

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[3]劉玲.淺析煤灰熔融性測定的影響因素[J].煤質技術，2006.

作者簡介：李冬云（1973-），女，吉林遼源人，工程師。