电站锅炉燃煤特性的评价方法及评价系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电站锅炉燃煤特性的评价方法及评价系统，方法包括以下步骤：a、采用常规分析方法测量煤的发热量、测定煤的可磨性系数、测定煤粉细度、测定煤灰熔点和比电阻等。b、采用热天平测定煤的热解产物释放特性指数r；采用锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置和煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰炉，测定煤粉气流着火指数，煤粉燃烧结渣特性指数和燃尽率；利用热分析仪、反射偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针x射线进行微区分析和综合图像分析；利用较大容量的煤粉燃烧试验炉从多方面测定煤的相关数据。C、将上述测量数据输入计算机，根据已经建立的数据库和预先编制的煤性能评价专家系统的运算和比较，计算机对电站锅炉燃煤特性做出全面科学的评价。
【专利说明】电站锅炉燃煤特性的评价方法及评价系统
[0001]
【技术领域】： 本发明涉及一种燃煤特性评价方法，特别是涉及一种电站锅炉燃煤特性的评价方法及 评价系统。
[0002]
【背景技术】： 电站燃煤的热解及燃烧特性是业内工程技术人员要研究的主要内容。目前在电站燃煤 锅炉运行和设计中，一直沿用着以工业分析得出的可燃基挥发分判断煤的燃烧性能，将其 作为确定热风温度，一、二次风的比率和煤粉经济细度等重要运行参数，以及作为炉膛设计 和燃烧器形式选取的依据。
[0003] 众所周知，热解反应析出的挥发分是煤中不稳定的物质，从褐煤到无烟煤随着地 质年代的增长，其含量逐渐减少，它是煤的活性的一种表现。因此，用挥发物的数量判别煤 的可燃性，在煤的大类别(无烟煤、烟煤、褐煤）之间，或同类煤中挥发分数值相差较大的煤 种之间是正确的。然而，用于比较挥发分含量低的无烟煤、贫煤之间以及高挥发份的褐煤、 页岩之间的可燃性的确存在较大的偏差。
[0004] 挥发分只是在数量上表达了煤的热解性能，它没有涉及热解产物煤的质量，例如， 不同褐煤中的有机物质的化学性质差异就很大。对于挥发分相同的煤种，因其组分不同、析 出过程不同，在燃烧过程中起的作用就不会一致。另外，在测定过程中挥发分因煤种的不同 对其所测结果的真实性影响也不同。
[0005] 综上所述，挥发分仅是在一定试验条件下的热解量，反映了一些煤种的可燃性，但 用它来判断所有煤种的可燃性，则不够准确，甚至出现偏差。
[0006]
【发明内容】
： 本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种准确性高、容易实施、 能够全面反映电站燃煤性能的电站锅炉燃煤特性的评价方法及评价系统。
[0007] 本发明的技术方案是：一种电站锅炉燃煤特性的评价方法，包括以下步骤： a、 采用常规分析方法进行煤的工业分析、元素分析，测量煤的发热量、测定煤的可磨性 指数、测定煤粉细度、测定煤灰熔点和比电阻； b、 采用特种分析方法进行煤的相关数据测量：使用热天平测定煤的热解产物释放特性 指数r ;使用锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置和煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰 炉，测定煤粉气流着火指数，煤粉燃烧结渣特性指数和燃尽率；利用热分析仪、反射偏光显 微镜、扫描电子显微镜、电子探针X射线进行微区分析和综合图像分析，观察在不同燃烧阶 段取得的各种煤粉样品的颗粒显微结构及其在不同然进度下的变化，了解颗粒在燃烧过程 中无机矿物的分布，熔融、凝聚变化以后对颗粒中有机物燃烧的影响；利用较大容量的煤粉 燃烧试验炉从多方面测定煤的相关数据； c、 将上述测量数据输入计算机，根据已经建立的电煤特性数据库和预先编制的煤性能 评价专家系统的运算和比较，计算机对电站锅炉燃煤特性做出全面科学的评价。
[0008] 所述常规分析方法采用箱式高温炉、鼓风干燥箱、发热量测定仪、灰熔点测定仪、 哈氏可磨性指数测定仪、元素分析测定试验装置、振筛机和飞灰比电阻测定仪进行，上述设 备测得的数据分别输入所述计算机。
[0009] 所述特种方法采用热天平、锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置、煤粉燃烧结渣 特性和燃尽率一维火焰炉、热分析仪、电子探针、反射偏光显微镜、扫描电子显微镜和较大 容量的煤粉燃烧试验炉进行，上述设备测得的数据分别输入所述计算机。所述热解产物释 放特性指数r为：r= (dw/dt)max/ (TmaxX AT1/2XTS)，其中，Ts表示热解产物初析温度； (dw/dt) _表示最大热解速度；T_是最大热解速度对应的温度；Λ T1/2是（dw/dt) / (dw/ dt) _=1/2所对应的温度区间，称为半峰宽，表示热解产物释放的集中程度。
[0010] 所述处理器分别与电源和显示器连接，所述处理器的一个输入端口与常规方法分 析设备连接，所述处理器的另一输入端口与特种方法分析设备连接，并且，所述处理器与数 据库连接；所述特种方法分析设备包括热天平、锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置、煤粉 燃烧结渔特性和燃尽率一维火焰炉、热分析仪、电子探针、反射偏光显微镜、扫描电子显微 镜和较大容量的煤粉燃烧试验炉，上述特种方法分析设备将测定数据输入所述处理器。 [0011] 所述常规方法设备包括箱式高温炉、鼓风干燥箱、发热量测定仪、灰熔点测定仪、 哈氏可磨性指数测定仪、元素分析测定试验装置、振筛机和飞灰比电阻测定仪，上述常规方 法分析设备将测定数据输入所述处理器。
[0012] 所述处理器与专家系统连接。所述处理器与上位机和/或无线通讯模块连接，所 述无线通讯模块与通讯终端连接。
[0013] 本发明的有益效果是： 1、本发明使用常规分析法和特种分析法，对燃煤电站的电煤进行全面测定，利用电煤 特性数据库及煤性能评价专家系统，对电煤的特性进行科学评价，作为炉膛设计和燃烧器 形式选取的依据。
[0014] 2、本发明与现场实际运行情况相对照，以实际燃烧经验将这些指标具体化、完善 化，与锅炉尺寸、运行方式及重要运行参数综合成图表形式，建立电煤特性数据库及专家系 统，形成了一个较完整的电煤性能评价应用体系，对实际燃烧工况具有准确的预报能力。
[0015] 3、本发明采用反映煤热解性能的指标---热解产物释放特性指数r从一个方面衡 量燃煤特性，该指标的准确性已经经过试验验证并为电站生产实践所证明，被业界使用和 认可。
[0016] 4、本发明利用热分析仪、反射偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针X射线微区 分析和综合图像分析，能清楚地观察在不同燃烧阶段取得的各种煤粉样品的颗粒显微结构 及其在不同燃烧进度下的变化，了解颗粒在燃烧过程中无机矿物的分布、熔融、凝聚变化以 后对颗粒中有机物燃烧的影响，利用较大容量的煤粉燃烧试验炉从多方面测定煤的相关数 据。
[0017] 5、本发明准确性高、容易实施、能够全面反映电煤性能，其适用范围广，易于推广 实施，具有良好的经济效益。
[0018]
【专利附图】
【附图说明】： 图1为电站锅炉燃煤特性的评价方法的原理图； 图2为电站锅炉燃煤特性的评价系统的结构原理图。
[0019]
【具体实施方式】： 实施例：参见图1和图2。
[0020] 电站锅炉燃煤特性的评价方法，包括以下步骤： a、采用常规分析方法进行煤的工业分析、元素分析，测量煤的发热量、测定煤的可磨性 系数、测定煤粉细度、测定煤灰熔点和比电阻； 常规分析方法采用箱式高温炉、鼓风干燥箱、发热量测定仪、灰熔点测定仪、哈氏可磨 性指数测定仪、元素分析测定试验装置、振筛机和飞灰比电阻测定仪进行，上述设备测得的 数据分别输入计算机。
[0021] b、采用特种分析方法，包括： 用热天平测定煤的热解产物释放特性指数r。
[0022] 热解产物释放特性指数r为：r= (dw/dt)max/ (TmaxX Λ T1/2XTS)，其中，Ts表示热 解产物初析温度；（dw/dt)_表示最大热解速度；Τ_是最大热解速度对应的温度；ΛΤ1/2是 (dw/dt)/ (dw/dt)_=l/2所对应的温度区间，称为半峰宽，表示热解产物释放的集中程度； 采用锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置和煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰炉，测定 煤粉气流着火指数，煤粉燃烧结渣特性指数和燃尽率；利用热分析仪、反射偏光显微镜、扫 描电子显微镜、电子探针X射线进行微区分析和综合图像分析，观察在不同燃烧阶段取得 的各种煤粉样品的颗粒显微结构及其在不同然进度下的变化，了解颗粒在燃烧过程中无机 矿物的分布，熔融、凝聚变化以后对颗粒中有机物燃烧的影响；利用较大容量的煤粉燃烧试 验炉从多方面测定煤的相关数据。
[0023] C、将上述测量数据输入计算机，根据已经建立的电煤特性数据库和预先编制的煤 性能评价专家系统的运算和比较，计算机对电站锅炉燃煤特性做出全面科学的评价。
[0024] 电站锅炉燃煤特性的评价系统包括处理器，处理器分别与电源和显示器连 接，处理器的一个输入端口与常规方法分析设备连接，处理器的另一输入端口与特种 方法分析设备连接，并且，处理器与数据库连接；特种方法分析设备包括热天平、锅炉煤粉 气流着火指数测定试验装置、煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰炉、热分析仪、电子探 针、反射偏光显微镜、扫描电子显微镜和较大容量的煤粉燃烧试验炉，上述特种方法分析设 备将测定数据输入处理器。
[0025] 常规方法设备包括箱式高温炉、鼓风干燥箱、发热量测定仪、灰熔点测定仪、哈氏 可磨性指数测定仪、元素分析测定试验装置、振筛机和飞灰比电阻测定仪，上述常规方法分 析设备将测定数据输入处理器。
[0026] 处理器与专家系统连接。处理器与上位机和/或无线通讯模块连接，无线通讯模 块与通讯终端连接。
[0027] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于 本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1. 一种电站锅炉燃煤特性的评价方法，包括以下步骤： a、 采用常规分析方法进行煤的工业分析、元素分析，测量煤的发热量、测定煤的可磨性 指数、测定煤粉细度、测定煤灰熔点和比电阻； b、 采用特种分析方法进行煤的相关数据测量：使用热天平测定煤的热解产物释放特性 指数r ;使用锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置和煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰 炉，测定煤粉气流着火指数，煤粉燃烧结渣特性指数和燃尽率；利用热分析仪、反射偏光显 微镜、扫描电子显微镜、电子探针X射线进行微区分析和综合图像分析，观察在不同燃烧阶 段取得的各种煤粉样品的颗粒显微结构及其在不同然进度下的变化，了解颗粒在燃烧过程 中无机矿物的分布，熔融、凝聚变化以后对颗粒中有机物燃烧的影响；利用较大容量的煤粉 燃烧试验炉从多方面测定煤的相关数据； c、 将上述测量数据输入计算机，根据已经建立的电煤特性数据库和预先编制的煤性能 评价专家系统的运算和比较，计算机对电站锅炉燃煤特性做出全面科学的评价。
2. 根据权利要求1所述的电站锅炉燃煤特性的评价方法，其特征是：所述常规分析方 法采用箱式高温炉、鼓风干燥箱、发热量测定仪、灰熔点测定仪、哈氏可磨性指数测定仪、元 素分析测定试验装置、振筛机和飞灰比电阻测定仪进行，上述设备测得的数据分别输入所 述计算机。
3. 根据权利要求1所述的电站锅炉燃煤特性的评价方法，其特征是：所述特种方法采 用热天平、锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置、煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰炉、 热分析仪、电子探针、反射偏光显微镜、扫描电子显微镜和较大容量的煤粉燃烧试验炉进 行，上述设备测得的数据分别输入所述计算机。
4. 所述热解产物释放特性指数r为：r= (dw/dt)max/ (TmaxX AT1/2XTS)，其中，Ts表示 热解产物初析温度；（dw/dt)_表示最大热解速度；T_是最大热解速度对应的温度；Λ T1/2 是（dw/dt)/ (dw/dt)max=l/2所对应的温度区间，称为半峰宽，表示热解产物释放的集中程 度。
5. -种电站锅炉燃煤特性的评价系统，包括处理器，其特征是：所述处理 器分别与电源和显示器连接，所述处理器的一个输入端口与常规方法分析设备连接， 所述处理器的另一输入端口与特种方法分析设备连接，并且，所述处理器与数据库连接；所 述特种方法分析设备包括热天平、锅炉煤粉气流着火指数测定试验装置、煤粉燃烧结渣特 性和燃尽率一维火焰炉、热分析仪、电子探针、反射偏光显微镜、扫描电子显微镜和较大容 量的煤粉燃烧试验炉，上述特种方法分析设备将测定数据输入所述处理器。
6. 根据权利要求4所述的电站锅炉燃煤特性的评价系统，其特征是：所述常规方法设 备包括箱式高温炉、鼓风干燥箱、发热量测定仪、灰熔点测定仪、哈氏可磨性指数测定仪、元 素分析测定试验装置、振筛机和飞灰比电阻测定仪，上述常规方法分析设备将测定数据输 入所述处理器。
7. 根据权利要求4所述的电站锅炉燃煤特性的评价系统，其特征是：所述处理器与专 家系统连接。
8. 根据权利要求4所述的电站锅炉燃煤特性的评价系统，其特征是：所述处理器与上 位机和/或无线通讯模块连接，所述无线通讯模块与通讯终端连接。
【文档编号】G01N33/22GK104142385SQ201310164280
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2013年5月7日
【发明者】徐建国, 屈卫东, 倪桂杰, 郭朝令, 李刚, 孙卫斌 申请人:郑州电力高等专科学校