許鈺青(三峽大學電氣與新能源學院,湖北宜昌 443002)
提高煤中全水分測定準確性的措施分析
許鈺青(三峽大學電氣與新能源學院,湖北宜昌 443002)
本文簡述了煤的全水分測量方法,從接樣混合,煤樣粒度,干燥時間,冷卻時間等方面分析了影響全水分測定準確性的因素,提出相應的改進措施。
煤樣;全水分;準確性
水分是煤中不可燃成分,是評價煤質特性與實際應用價值的基本指標之一。煤中水分對電廠安全和經濟運行有影響,水分太高,易造成輸煤系統堵煤;制粉系統積灰和自燃;不利于煤粉在鍋爐內燃燒,煤中水分過多,水分蒸發消耗的熱量增多,發熱量下降,爐溫降低,使煤不易著火;,水分過高還會使煙氣中硫氧化物在尾部煙道內凝結出硫酸,造成腐蝕。同時鍋爐煙氣量增大,排煙熱損失增加,影響鍋爐熱效率。煤中有適量水分,可對煤粉的燃燒起催化作用。
相同品質的煤,其水分含量不同時是不等值的。水分含量越高,收到基低位發熱量就越低,當用收到基低位發熱量計算煤價時,煤中水分不僅影響煤量,而且影響煤質。因此,測定煤中水分是電廠入廠煤量驗收中一個特別重要的問題。
煤中水分的測定分為全水分(Mt)測定和空氣干燥基水分(Mad)測定。通氮干燥法為仲裁方法,但我廠采用的是空氣干燥法中的一步法。其步驟為:用預先干燥并稱量過(稱準至0.01g)的稱量瓶迅速取粒度小于6mm的煤樣10~12g(標準至0.01g),平攤在稱量瓶中。打開稱量瓶蓋,放入預先通入干燥空氣并已加熱到105~110"C的干燥箱中,煙煤中干燥2h,無煙煤干燥3h.干燥箱中取出稱量瓶,立即蓋上蓋,在空氣中放置約5min,然后放入干燥器中,冷卻到室溫(約20min),稱量(稱準到0.01g)。按規定進行檢查性干燥,每次30min,直到連續兩次干燥煤樣質量的減少不超過0.01g或質量有所增加為止。在后一種情況下,應采用質量增加前一次的質量。
3.1 測定前的準備
在測定全水分之前,首先應檢查煤樣容器的密封情況,然后將其表面擦試干凈,用電子天平稱準到總質量的0.1%,并與容器標簽所注明的總質量進行核對。如果稱出的總質量小于標簽上所注明的總質量(不超過1%),并且能確定煤樣在運送過程中沒有損失時,應將減少的質量作為煤樣在運送過程中的水分損失量,并計算出該量對煤樣質量的百分數(M1),計入煤樣全水分。在稱量之前煤樣應充分混合,稱量時要選不同部位的煤樣。稱量用的稱量瓶必須預先干燥,而且煤樣稱準到0.01g.在對沒有充分混合的煤樣進行試驗中,從煤樣表層和底層分別選取煤樣進行干燥,如果稱量前不充分混合煤樣,測出的全水分結果相差較大。因此,在稱取煤樣前應將煤樣充分混合均勻,可以減少偏差。
3.2 煤樣粒度的影響
實驗表明,對同一全水分煤樣,煤樣粒度太大時,全水分測定結果偏低,挑選粒度不一的幾組進行對比試驗,測定結果見表1:

表1 煤樣粒度對比表
所以在制樣時應保證全水分煤樣粒度合格,否則全水分測定的偏差會變大。
3.3 干燥時間的影響
干燥時間應為煤樣達到完全干燥的最短時間。如煤樣已達到干燥狀態,繼續鼓風干燥,只會加速煤樣的氧化,使測量結果偏低。因此,我們應該嚴格按照國標規定的干燥時間,保證煤樣干燥完全又不至于氧化。我們用同一煤樣進行不同的干燥時間,得出的數據見表3:

表3 煤樣干燥時間表
由此可以看出,同一煤樣干燥的時間不同,所測定的全水值也不同。所以我們應該嚴格按照國家標準規定的干燥時間進行干燥。
3.4 干燥后在空氣中冷卻時間的影響
國家標準規定稱量瓶從干燥箱拿出來,應立即蓋上蓋,在空氣中放置約5分鐘,然后放入干燥器中冷卻到室溫后進行稱量。用同一煤樣進行了如下試驗,分別將同一煤樣從干燥箱拿出后立即放置干燥器、空氣中冷卻2分鐘,冷卻5分鐘,冷卻8分鐘測出的水分結果??梢钥闯?,煤樣在空氣中冷卻時間越長,煤樣的全水分測定值就越低。這是因為熱煤樣的吸濕性很強,在溫度急劇下降的情況下會在稱量瓶內產生負壓,從而吸入潮濕空氣使煤樣增重,致使水分測定結果偏低。因此,從干燥箱中拿出煤樣后蓋好蓋子,盡量縮短在空氣中的時間,及時將煤樣放入干燥器內冷卻至室溫。上述因素產生的誤差最高會達到1%左右甚至更高。這對入廠煤質驗收產生很大的影響。
綜上所述,煤的全水分測量是一項規范性很強的操作。由于人員操作手法的差異,設備環境等諸多因素的影響,在測量過程中誤差是難以避免的,但只要熟練的掌握操作技術,嚴格的按照國家標準進行操作,就可以確保測定結果準確。
[1]汪紅梅、張敬生編著的《電廠燃料》。中國電力出版社.
[2]GB/T211——2007《煤中全水分測定方法》.
[3]曹長武編著的《電力用煤采制化專題技術》。中國質檢出版社.