本发明涉及判别煤样燃尽性能的
技术领域：
，具体涉及一种动力煤燃尽性能的测试及评价方法，适用于国内典型动力用煤，包括褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤及其混煤。
背景技术：
利用热天平来研究煤的燃烧特性已经成为国内外最常用的方法之一，它通过在程序升温条件下，研究煤的质量随时间、温度的变化，利用计算机进行数据采集和处理来分析煤的燃烧过程。煤质或试验条件的不同都会使煤的热天平失重曲线呈现多样性。现有的热天平测试结果更多的是描述试验煤样的燃烧过程的特征参数，通过比对分析得出试验煤样的燃尽性能，并未给出具体的判别方法。技术实现要素：为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种动力煤燃尽性能的测试及评价方法，具有较高的判别精度。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种动力煤燃尽性能的测试及评价方法，具体包括如下步骤:第一步:按gb474将煤样制成粒度小于0.2mm的一般分析煤样成为分析样品，并将分析样品一分为二；第二步:其中一份分析样品按照gb/t212煤的工业分析方法进行试验煤样的空干基水分mad和试验煤样的空干基灰分aad的测试；第三步:另一份分析样品按照热重分析法进行测试；设备及试剂要求:坩埚:容积792mm3，耐温大于1200℃；试剂:纯度为99.9％的氧气；升温速度:20℃/min；称取分析样品(50±1)mg，称准至0.01mg并平摊在坩埚中，并记录分析样品的初始重量m0；把装有分析样品的坩埚放置在载样台，盖上后加热炉体；从常温的初始温度以20℃/min的速率升温至900℃，进气流量:纯氧气100l/h；启动程序开始试验，待燃烧试验结束后命名并保存燃烧样品重量随温度变化曲线即试验煤样的燃烧失重tg曲线；将燃烧失重tg曲线进行微分得出样品燃烧速度随温度变化的曲线即试验煤样的燃烧速度dtg曲线。cr＝dw/dt其中cr为试验煤样的燃烧速度，％/min，表示单位时间煤粉重量变化占试验煤粉总重量的百分比。第四步:根据试验煤样的tg及dtg曲线提取特征指标参数，具体如下。当只有一个燃烧峰时:t1，dtg单峰曲线上的第一个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t2，试验结束时燃烧温度，℃；g1，tg单峰曲线上的t1到t2温度范围内烧掉的燃料量，mg；g1＝m1-m2式中m1和m2分别为tg曲线上燃烧温度t1和t2对应的样品重量，mg；当有两个燃烧峰时:t3，dtg双峰曲线上的第一个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t4，dtg双峰曲线上的第二个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t5，试验结束时的燃烧温度，℃。g2，dtg双峰曲线上的t3到t4温度范围内烧掉的燃料量，mg；g2＝m3-m4式中m3和m4分别为tg曲线上燃烧温度t3和t4对应的样品重量，mg；g3，dtg双峰曲线上的t4到t5温度范围内烧掉的燃料量，mg；g3＝m4-m5式中m4和m5分别为tg曲线上燃烧温度t4和t5对应的样品重量，mg；第五步:计算燃尽指数cb。a)当燃烧速度曲线为单峰时cb＝0.0717t1-0.373r1-19.31(1)r1＝g1/(m0-mm-ma)×100(2)mm＝m0×mad(3)ma＝m0×aad(4)式中r1为tg单峰曲线上燃烧峰后烧掉的燃料量g1占试验煤样可燃质的百分比，％；mm为热天平试验煤样水分重量，mg；ma为热天平试验煤样的灰分重量，mg；b)当燃烧速度曲线为双峰时cb＝0.0509t3+0.0346t4-0.0637r2+0.1112r3-31.83(5)式中r2为dtg双峰曲线上第二个燃烧峰烧掉的燃料量g2占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(6)r2＝g2/(m0-mm-ma)×100(6)r3为dtg双峰曲线上第二个燃烧峰后烧掉的燃料量g3占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(7)；r3＝g3/(m0-mm-ma)×100(7)第六步:试验煤样的燃尽性能判别。燃尽指数cb反应动力用煤燃尽难易程度，该指标越低，则试样的燃尽性能越好，具体评价方法如表1所示。表1试验煤样的燃尽性能评价标准判别cb极难≥14.0难14.0-9.0中等9.0-6.0易6.0-3.5极易＜3.5附图说明图1为典型单一动力用煤的失重和燃烧速度tg及dtg曲线示意图。图2为典型两种燃烧性能有所差异的动力用煤混煤的失重和燃烧速度tg及dtg曲线示意图。图3为实施例1单一煤种宝清褐煤的燃烧失重tg和燃烧速度dtg曲线示意图。图4为实施例2褐煤:无烟煤＝6:4的燃烧失重tg和燃烧速度dtg曲线示意图。图5为实施例3褐煤:无烟煤＝4:6的燃烧失重tg和燃烧速度dtg曲线示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作更详细说明。本发明一种动力煤燃尽性能的测试及评价方法，其特征在于：具体包括如下步骤:第一步:按gb474将煤样制成粒度小于0.2mm的一般分析煤样成为分析样品，并将分析样品一分为二；第二步:其中一份分析样品按照gb/t212煤的工业分析方法进行试验煤样的空干基水分mad和试验煤样的空干基灰分aad的测试；第三步:另一份分析样品按照热重分析法进行测试；设备及试剂要求:坩埚:容积792mm3，耐温大于1200℃；试剂:纯度为99.9％的氧气；升温速度:20℃/min；称取分析样品(50±1)mg，称准至0.01mg并平摊在坩埚中，并记录分析样品的初始重量m0；把装有分析样品的坩埚放置在载样台，盖上后加热炉体；从常温的初始温度以20℃/min的速率升温至900℃，进气流量:纯氧气100l/h；启动程序开始试验，待燃烧试验结束后命名并保存燃烧样品重量随温度变化曲线即试验煤样的燃烧失重tg曲线；将燃烧失重tg曲线进行微分得出样品燃烧速度随温度变化的曲线即试验煤样的燃烧速度dtg曲线。cr＝dw/dt其中cr为试验煤样的燃烧速度，％/min，表示单位时间煤粉重量变化占试验煤粉总重量的百分比。第四步:根据试验煤样的tg及dtg曲线提取特征指标参数，具体如下。当只有一个燃烧峰时:t1，图1中dtg单峰曲线上的第一个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t2，图1中试验结束时燃烧温度，℃；g1，图1中tg单峰曲线上的t1到t2温度范围内烧掉的燃料量，mg；g1＝m1-m2式中m1和m2分别为tg曲线上燃烧温度t1和t2对应的样品重量，mg；当有两个燃烧峰时:t3，图2中dtg双峰曲线上的第一个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t4，图2中dtg双峰曲线上的第二个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t5，试验结束时的燃烧温度，℃。g2，图2中dtg双峰曲线上的t3到t4温度范围内烧掉的燃料量，mg；g2＝m3-m4式中m3和m4分别为图2中tg曲线上燃烧温度t3和t4对应的样品重量，mg；g3，图2中dtg双峰曲线上的t4到t5温度范围内烧掉的燃料量，mg；g3＝m4-m5式中m4和m5分别为图2中tg曲线上燃烧温度t4和t5对应的样品重量，mg；第五步:计算燃尽指数cb。a)当燃烧速度曲线为单峰时cb＝0.0717t1-0.373r1-19.31(1)r1＝g1/(m0-mm-ma)×100(2)mm＝m0×mad(3)ma＝m0×aad(4)式中r1为图1中tg单峰曲线上燃烧峰后烧掉的燃料量g1占试验煤样可燃质的百分比，％；mm为热天平试验煤样水分重量，mg；ma为热天平试验煤样的灰分重量，mg；b)当燃烧速度曲线为双峰时cb＝0.0509t3+0.0346t4-0.0637r2+0.1112r3-31.83(5)式中r2为图2中dtg双峰曲线上第二个燃烧峰烧掉的燃料量g2占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(6)r2＝g2/(m0-mm-ma)×100(6)r3为图2中dtg双峰曲线上第二个燃烧峰后烧掉的燃料量g3占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(7)；r3＝g3/(m0-mm-ma)×100(7)第六步:试验煤样的燃尽性能判别。燃尽指数cb反应动力用煤燃尽难易程度，该指标越低，则试样的燃尽性能越好，具体评价方法如表1所示：表1试验煤样的燃尽性能评价标准判别cb极难≥14.0难14.0-9.0中等9.0-6.0易6.0-3.5极易＜3.5实施例1:单一煤种宝清褐煤的燃尽性能测试及评价第一步:按gb474将煤样制成粒度小于0.2mm的一般分析煤样成为分析样品，并将分析样品一分为二；第二步:其中一份分析样品按照gb/t212煤的工业分析方法进行试验煤样的空干基水分mad和试验煤样的空干基灰分aad的测试；mad＝14.33％，aad＝23.77％第三步:另一份分析样品按照热重分析法进行测试；设备及试剂要求:坩埚:容积792mm3，耐温大于1200℃；试剂:纯度为99.9％的氧气；升温速度:20℃/min；称取分析样品(50±1)mg，称准至0.01mg并平摊在坩埚中，并记录分析样品的初始重量m0＝50.10mg；把装有分析样品的坩埚放置在载样台，盖上后加热炉体；从常温的初始温度以20℃/min的速率升温至900℃，进气流量:纯氧气100l/h；启动程序开始试验，待燃烧试验结束后命名并保存燃烧样品重量随温度变化曲线即试验煤样的燃烧失重tg曲线；将燃烧失重tg曲线进行微分得出样品燃烧速度随温度变化的曲线即试验煤样的燃烧速度dtg曲线。cr＝dw/dt其中cr为试验煤样的燃烧速度，％/min，表示单位时间煤粉重量变化占试验煤粉总重量的百分比。宝清褐煤的燃烧失重tg和燃烧速度dtg曲线参见图3；第四步:根据试验煤样图3的tg及dtg曲线提取特征指标参数，具体如下。宝清褐煤只有一个燃烧峰:t1，图3中dtg单峰曲线上的燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t2，图3中为试验结束时燃烧温度，℃；g1，图3中tg单峰曲线上的t1到t2温度范围内烧掉的燃料量，mg；g1＝m1-m2式中m1和m2分别为图3中tg单峰曲线上燃烧温度t1和t2对应的样品重量，mg；根据实验结果得出t1＝293℃，t2＝899℃，m1＝14.0557，m2＝13.8056，则g1＝m1-m2＝14.0557-13.8056＝0.2501mg；第五步:计算燃尽指数cb。宝清褐煤燃烧速度曲线为单峰cb＝0.0717t1-0.373r1-19.31(1)r1＝g1/(m0-mm-ma)×100(2)mm＝m0×mad(3)ma＝m0×aad(4)式中r1为图3中tg单峰曲线上燃烧峰后烧掉的燃料量g1占试验煤样可燃质的比例，％；mm为热天平试验煤样水分重量，mg；ma为热天平试验煤样的灰分重量，mg；cb的具体计算结果如下:mm＝m0×mad＝50.1×14.33％＝7.18ma＝m0×aad＝50.1×23.77％＝11.91r1＝g1/(m0-mm-ma)×100＝0.2501/(50.1-7.18-11.91)×100＝0.81cb＝0.0717t1-0.373r1-19.31＝0.0717×293-0.373×0.81-19.31＝1.40第六步:试验煤样的燃尽性能判别。燃尽指数cb反应动力用煤燃尽难易程度，该指标越低，则试样的燃尽性能越好，具体评价方法如表1所示。宝清褐煤cb计算结果为1.40，小于3.5，判别为极易燃尽等级。实施例2:一种褐煤与无烟煤的混煤(褐煤:无烟煤＝6:4)的燃尽性能测试及评价第一步:按gb474将煤样制成粒度小于0.2mm的一般分析煤样成为分析样品，并将分析样品一分为二；第二步:其中一份分析样品按照gb/t212煤的工业分析方法进行试验煤样的空干基水分mad和试验煤样的空干基灰分aad的测试；本次实验煤样的mad＝11.65％，aad＝8.11％；第三步:另一份分析样品按照热重分析法进行测试；设备及试剂要求:坩埚:容积792mm3，耐温大于1200℃；试剂:纯度为99.9％的氧气；升温速度:20℃/min；称取分析样品(50±1)mg，称准至0.01mg并平摊在坩埚中，并记录分析样品的初始重量m0＝50.10mg；把装有分析样品的坩埚放置在载样台，盖上后加热炉体；从常温的初始温度以20℃/min的速率升温至900℃，进气流量:纯氧气100l/h；启动程序开始试验，待燃烧试验结束后命名并保存燃烧样品重量随温度变化曲线即试验煤样的燃烧失重tg曲线；将燃烧失重tg曲线进行微分得出样品燃烧速度随温度变化的曲线即试验煤样的燃烧速度dtg曲线。cr＝dw/dt其中cr为试验煤样的燃烧速度，％/min，表示单位时间煤粉重量变化占试验煤粉总重量的百分比。褐煤:无烟煤＝6:4的燃烧失重tg和燃烧速度dtg曲线参见图4；第四步:根据试验煤样图4的tg及dtg曲线提取特征指标参数，具体如下。褐煤:无烟煤＝6:4的燃烧速度曲线有两个燃烧峰:t3，图4中dtg双峰曲线上的第一个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t4，图4中dtg双峰曲线上的第二个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t5，图4中试验结束时的燃烧温度，℃。g2，图4中dtg双峰曲线上的t3到t4温度范围内烧掉的燃料量，mg；g2＝m3-m4式中m3和m4分别为图4中tg曲线上燃烧温度t3和t4对应的样品重量，mg；g3，图4中dtg双峰曲线上的t4到t5温度范围内烧掉的燃料量，mg；g3＝m4-m5式中m4和m5分别为图4中tg曲线上燃烧温度t4和t5对应的样品重量，mg；根据实验结果得出t3＝357℃，t4＝649℃，t5＝901℃，m3＝16.2217mg，m4＝5.7559mg，m5＝5.7075mg，则g2＝m3-m4＝16.2217-5.7559＝10.4658mg，g3＝m4-m5＝5.7559-5.7075＝0.0484mg；第五步:计算燃尽指数cb。本次实验样品的燃烧速度曲线为双峰cb＝0.0509t3+0.0346t4-0.0637r2+0.1112r3-31.83(1)式中r2为图4中dtg双峰曲线上第二个燃烧峰烧掉的燃料量g2占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(2)r2＝g2/(m0-mm-ma)×100(2)r3为图4中dtg双峰曲线上第二个燃烧峰后烧掉的燃料量g3占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(3)；r3＝g3/(m0-mm-ma)×100(3)mm＝m0×mad(4)ma＝m0×aad(5)mm为热天平试验煤样水分重量，mg；ma为热天平试验煤样的灰分重量，mg；cb的具体计算结果如下:mm＝m0×mad＝50.1×11.65％＝5.84mgma＝m0×aad＝50.1×8.11％＝4.06mgr2＝g2/(m0-mm-ma)×100＝10.4658/(50.1-5.84-4.06)×100＝26.03％r3＝g3/(m0-mm-ma)×100＝0.0484/(50.1-5.84-4.06)×100＝0.12％cb＝0.0509t3+0.0346t4-0.0637r2+0.1112r3-31.83＝0.0509×357+0.0346×649-0.0637×26.03+0.1112×0.12-31.83＝7.15第六步:试验煤样的燃尽性能判别。燃尽指数cb反应动力用煤燃尽难易程度，该指标越低，则试样的燃尽性能越好，具体评价方法如表1所示。本次褐煤:无烟煤＝6:4的cb计算结果为7.15，大于6.0小于9.0，判别为中等燃尽等级。实施例3:一种褐煤与无烟煤的混煤(褐煤:无烟煤＝4:6)的燃尽性能测试及评价第一步:按gb474将煤样制成粒度小于0.2mm的一般分析煤样成为分析样品，并将分析样品一分为二；第二步:其中一份分析样品按照gb/t212煤的工业分析方法进行试验煤样的空干基水分mad和试验煤样的空干基灰分aad的测试；本次试验煤样的mad＝8.85％，aad＝10.03％；第三步:另一份分析样品按照热重分析法进行测试；设备及试剂要求:坩埚:容积792mm3，耐温大于1200℃；试剂:纯度为99.9％的氧气；升温速度:20℃/min；称取分析样品(50±1)mg，称准至0.01mg并平摊在坩埚中，并记录分析样品的初始重量m0＝49.90mg；把装有分析样品的坩埚放置在载样台，盖上后加热炉体；从常温的初始温度以20℃/min的速率升温至900℃，进气流量:纯氧气100l/h；启动程序开始试验，待燃烧试验结束后命名并保存燃烧样品重量随温度变化曲线即试验煤样的燃烧失重tg曲线；将燃烧失重tg曲线进行微分得出样品燃烧速度随温度变化的曲线即试验煤样的燃烧速度dtg曲线。cr＝dw/dt其中cr为试验煤样的燃烧速度，％/min，表示单位时间煤粉重量变化占试验煤粉总重量的百分比。褐煤:无烟煤＝4:6的燃烧失重tg和燃烧速度dtg曲线参见图5；第四步:根据试验煤样图5的tg及dtg曲线提取特征指标参数，具体如下。褐煤:无烟煤＝4:6的燃烧速度曲线有两个燃烧峰:t3，图5中dtg双峰曲线上的第一个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t4，图5中dtg双峰曲线上的第二个燃烧峰结束时的燃烧温度，℃；t5，图5中试验结束时的燃烧温度，℃。g2，图5中dtg双峰曲线上的t3到t4温度范围内烧掉的燃料量，mg；g2＝m3-m4式中m3和m4分别为图5中tg曲线上燃烧温度t3和t4对应的样品重量，mg；g3，图5中dtg双峰曲线上的t4到t5温度范围内烧掉的燃料量，mg；g3＝m4-m5式中m4和m5分别为图5中tg曲线上燃烧温度t4和t5对应的样品重量，mg；根据实验结果得出t3＝400℃，t4＝647℃，t5＝899℃，m3＝23.7317mg，m4＝6.000mg，m5＝5.9352mg，则g2＝m3-m4＝23.7317-6.000＝17.7317mg，g3＝m4-m5＝6.000-5.9352＝0.0648mg；第五步:计算燃尽指数cb。本次实验样品的燃烧速度曲线为双峰cb＝0.0509t3+0.0346t4-0.0637r2+0.1112r3-31.83(1)式中r2为图5中dtg双峰曲线上第二个燃烧峰烧掉的燃料量g2占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(2)r2＝g2/(m0-mm-ma)×100(2)r3为图5中dtg双峰曲线上第二个燃烧峰后烧掉的燃料量g3占试验煤样可燃质的百分比，具体计算参见式(3)；r3＝g3/(m0-mm-ma)×100(3)mm＝m0×mad(4)ma＝m0×aad(5)mm为热天平试验煤样水分重量，mg；ma为热天平试验煤样的灰分重量，mg；cb的具体计算结果如下:mm＝m0×mad＝49.9×8.85％＝4.42mgma＝m0×aad＝49.9×10.03％＝5.00mgr2＝g2/(m0-mm-ma)×100＝17.7317/(49.9-4.42-5.00)×100＝43.80r3＝g3/(m0-mm-ma)×100＝0.0648/(49.9-4.42-5.00)×100＝0.16cb＝0.0509t3+0.0346t4-0.0637r2+0.1112r3-31.83＝0.0509×400+0.0346×647-0.0637×43.80+0.1112×0.16-31.83＝8.14cb的具体计算结果如下:第六步:试验煤样的燃尽性能判别。燃尽指数cb反应动力用煤燃尽难易程度，该指标越低，则试样的燃尽性能越好，具体评价方法如表1所示。本次褐煤:无烟煤＝4:6的cb计算结果为8.14，大于6.0小于9.0，判别为中等燃尽等级。当前第1页12