電站鍋爐燃煤特性的評價方法及評價系統的製作方法

2023-05-29 14:26:21 2

電站鍋爐燃煤特性的評價方法及評價系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電站鍋爐燃煤特性的評價方法及評價系統，方法包括以下步驟：a、採用常規分析方法測量煤的發熱量、測定煤的可磨性係數、測定煤粉細度、測定煤灰熔點和比電阻等。b、採用熱天平測定煤的熱解產物釋放特性指數r；採用鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置和煤粉燃燒結渣特性和燃盡率一維火焰爐，測定煤粉氣流著火指數，煤粉燃燒結渣特性指數和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針x射線進行微區分析和綜合圖像分析；利用較大容量的煤粉燃燒試驗爐從多方面測定煤的相關數據。C、將上述測量數據輸入計算機，根據已經建立的資料庫和預先編制的煤性能評價專家系統的運算和比較，計算機對電站鍋爐燃煤特性做出全面科學的評價。
【專利說明】電站鍋爐燃煤特性的評價方法及評價系統
[0001]

【技術領域】： 本發明涉及一種燃煤特性評價方法，特別是涉及一種電站鍋爐燃煤特性的評價方法及 評價系統。
[0002]

【背景技術】： 電站燃煤的熱解及燃燒特性是業內工程技術人員要研究的主要內容。目前在電站燃煤 鍋爐運行和設計中，一直沿用著以工業分析得出的可燃基揮發分判斷煤的燃燒性能，將其 作為確定熱風溫度，一、二次風的比率和煤粉經濟細度等重要運行參數，以及作為爐膛設計 和燃燒器形式選取的依據。
[0003] 眾所周知，熱解反應析出的揮發分是煤中不穩定的物質，從褐煤到無煙煤隨著地 質年代的增長，其含量逐漸減少，它是煤的活性的一種表現。因此，用揮發物的數量判別煤 的可燃性，在煤的大類別(無煙煤、煙煤、褐煤）之間，或同類煤中揮發分數值相差較大的煤 種之間是正確的。然而，用於比較揮發分含量低的無煙煤、貧煤之間以及高揮發份的褐煤、 頁巖之間的可燃性的確存在較大的偏差。
[0004] 揮發分只是在數量上表達了煤的熱解性能，它沒有涉及熱解產物煤的質量，例如， 不同褐煤中的有機物質的化學性質差異就很大。對於揮發分相同的煤種，因其組分不同、析 出過程不同，在燃燒過程中起的作用就不會一致。另外，在測定過程中揮發分因煤種的不同 對其所測結果的真實性影響也不同。
[0005] 綜上所述，揮發分僅是在一定試驗條件下的熱解量，反映了一些煤種的可燃性，但 用它來判斷所有煤種的可燃性，則不夠準確，甚至出現偏差。
[0006]


【發明內容】
： 本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種準確性高、容易實施、 能夠全面反映電站燃煤性能的電站鍋爐燃煤特性的評價方法及評價系統。
[0007] 本發明的技術方案是：一種電站鍋爐燃煤特性的評價方法，包括以下步驟： a、 採用常規分析方法進行煤的工業分析、元素分析，測量煤的發熱量、測定煤的可磨性 指數、測定煤粉細度、測定煤灰熔點和比電阻； b、 採用特種分析方法進行煤的相關數據測量：使用熱天平測定煤的熱解產物釋放特性 指數r ;使用鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置和煤粉燃燒結渣特性和燃盡率一維火焰 爐，測定煤粉氣流著火指數，煤粉燃燒結渣特性指數和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯 微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針X射線進行微區分析和綜合圖像分析，觀察在不同燃燒階 段取得的各種煤粉樣品的顆粒顯微結構及其在不同然進度下的變化，了解顆粒在燃燒過程 中無機礦物的分布，熔融、凝聚變化以後對顆粒中有機物燃燒的影響；利用較大容量的煤粉 燃燒試驗爐從多方面測定煤的相關數據； c、 將上述測量數據輸入計算機，根據已經建立的電煤特性資料庫和預先編制的煤性能 評價專家系統的運算和比較，計算機對電站鍋爐燃煤特性做出全面科學的評價。
[0008] 所述常規分析方法採用箱式高溫爐、鼓風乾燥箱、發熱量測定儀、灰熔點測定儀、 哈氏可磨性指數測定儀、元素分析測定試驗裝置、振篩機和飛灰比電阻測定儀進行，上述設 備測得的數據分別輸入所述計算機。
[0009] 所述特種方法採用熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置、煤粉燃燒結渣 特性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大 容量的煤粉燃燒試驗爐進行，上述設備測得的數據分別輸入所述計算機。所述熱解產物釋 放特性指數r為：r= (dw/dt)max/ (TmaxX AT1/2XTS)，其中，Ts表示熱解產物初析溫度； (dw/dt) _表示最大熱解速度；T_是最大熱解速度對應的溫度；Λ T1/2是（dw/dt) / (dw/ dt) _=1/2所對應的溫度區間，稱為半峰寬，表示熱解產物釋放的集中程度。
[0010] 所述處理器分別與電源和顯示器連接，所述處理器的一個輸入埠與常規方法分 析設備連接，所述處理器的另一輸入埠與特種方法分析設備連接，並且，所述處理器與數 據庫連接；所述特種方法分析設備包括熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置、煤粉 燃燒結漁特性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微 鏡和較大容量的煤粉燃燒試驗爐，上述特種方法分析設備將測定數據輸入所述處理器。 [0011] 所述常規方法設備包括箱式高溫爐、鼓風乾燥箱、發熱量測定儀、灰熔點測定儀、 哈氏可磨性指數測定儀、元素分析測定試驗裝置、振篩機和飛灰比電阻測定儀，上述常規方 法分析設備將測定數據輸入所述處理器。
[0012] 所述處理器與專家系統連接。所述處理器與上位機和/或無線通訊模塊連接，所 述無線通訊模塊與通訊終端連接。
[0013] 本發明的有益效果是： 1、本發明使用常規分析法和特種分析法，對燃煤電站的電煤進行全面測定，利用電煤 特性資料庫及煤性能評價專家系統，對電煤的特性進行科學評價，作為爐膛設計和燃燒器 形式選取的依據。
[0014] 2、本發明與現場實際運行情況相對照，以實際燃燒經驗將這些指標具體化、完善 化，與鍋爐尺寸、運行方式及重要運行參數綜合成圖表形式，建立電煤特性資料庫及專家系 統，形成了一個較完整的電煤性能評價應用體系，對實際燃燒工況具有準確的預報能力。
[0015] 3、本發明採用反映煤熱解性能的指標---熱解產物釋放特性指數r從一個方面衡 量燃煤特性，該指標的準確性已經經過試驗驗證並為電站生產實踐所證明，被業界使用和 認可。
[0016] 4、本發明利用熱分析儀、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針X射線微區 分析和綜合圖像分析，能清楚地觀察在不同燃燒階段取得的各種煤粉樣品的顆粒顯微結構 及其在不同燃燒進度下的變化，了解顆粒在燃燒過程中無機礦物的分布、熔融、凝聚變化以 後對顆粒中有機物燃燒的影響，利用較大容量的煤粉燃燒試驗爐從多方面測定煤的相關數 據。
[0017] 5、本發明準確性高、容易實施、能夠全面反映電煤性能，其適用範圍廣，易於推廣 實施，具有良好的經濟效益。
[0018]

【專利附圖】

【附圖說明】： 圖1為電站鍋爐燃煤特性的評價方法的原理圖； 圖2為電站鍋爐燃煤特性的評價系統的結構原理圖。
[0019]

【具體實施方式】： 實施例：參見圖1和圖2。
[0020] 電站鍋爐燃煤特性的評價方法，包括以下步驟： a、採用常規分析方法進行煤的工業分析、元素分析，測量煤的發熱量、測定煤的可磨性 係數、測定煤粉細度、測定煤灰熔點和比電阻； 常規分析方法採用箱式高溫爐、鼓風乾燥箱、發熱量測定儀、灰熔點測定儀、哈氏可磨 性指數測定儀、元素分析測定試驗裝置、振篩機和飛灰比電阻測定儀進行，上述設備測得的 數據分別輸入計算機。
[0021] b、採用特種分析方法，包括： 用熱天平測定煤的熱解產物釋放特性指數r。
[0022] 熱解產物釋放特性指數r為：r= (dw/dt)max/ (TmaxX Λ T1/2XTS)，其中，Ts表示熱 解產物初析溫度；（dw/dt)_表示最大熱解速度；Τ_是最大熱解速度對應的溫度；ΛΤ1/2是 (dw/dt)/ (dw/dt)_=l/2所對應的溫度區間，稱為半峰寬，表示熱解產物釋放的集中程度； 採用鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置和煤粉燃燒結渣特性和燃盡率一維火焰爐，測定 煤粉氣流著火指數，煤粉燃燒結渣特性指數和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯微鏡、掃 描電子顯微鏡、電子探針X射線進行微區分析和綜合圖像分析，觀察在不同燃燒階段取得 的各種煤粉樣品的顆粒顯微結構及其在不同然進度下的變化，了解顆粒在燃燒過程中無機 礦物的分布，熔融、凝聚變化以後對顆粒中有機物燃燒的影響；利用較大容量的煤粉燃燒試 驗爐從多方面測定煤的相關數據。
[0023] C、將上述測量數據輸入計算機，根據已經建立的電煤特性資料庫和預先編制的煤 性能評價專家系統的運算和比較，計算機對電站鍋爐燃煤特性做出全面科學的評價。
[0024] 電站鍋爐燃煤特性的評價系統包括處理器，處理器分別與電源和顯示器連 接，處理器的一個輸入埠與常規方法分析設備連接，處理器的另一輸入埠與特種 方法分析設備連接，並且，處理器與資料庫連接；特種方法分析設備包括熱天平、鍋爐煤粉 氣流著火指數測定試驗裝置、煤粉燃燒結渣特性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探 針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大容量的煤粉燃燒試驗爐，上述特種方法分析設 備將測定數據輸入處理器。
[0025] 常規方法設備包括箱式高溫爐、鼓風乾燥箱、發熱量測定儀、灰熔點測定儀、哈氏 可磨性指數測定儀、元素分析測定試驗裝置、振篩機和飛灰比電阻測定儀，上述常規方法分 析設備將測定數據輸入處理器。
[0026] 處理器與專家系統連接。處理器與上位機和/或無線通訊模塊連接，無線通訊模 塊與通訊終端連接。
[0027] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡 是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於 本發明技術方案的範圍內。
【權利要求】
1. 一種電站鍋爐燃煤特性的評價方法，包括以下步驟： a、 採用常規分析方法進行煤的工業分析、元素分析，測量煤的發熱量、測定煤的可磨性 指數、測定煤粉細度、測定煤灰熔點和比電阻； b、 採用特種分析方法進行煤的相關數據測量：使用熱天平測定煤的熱解產物釋放特性 指數r ;使用鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置和煤粉燃燒結渣特性和燃盡率一維火焰 爐，測定煤粉氣流著火指數，煤粉燃燒結渣特性指數和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯 微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針X射線進行微區分析和綜合圖像分析，觀察在不同燃燒階 段取得的各種煤粉樣品的顆粒顯微結構及其在不同然進度下的變化，了解顆粒在燃燒過程 中無機礦物的分布，熔融、凝聚變化以後對顆粒中有機物燃燒的影響；利用較大容量的煤粉 燃燒試驗爐從多方面測定煤的相關數據； c、 將上述測量數據輸入計算機，根據已經建立的電煤特性資料庫和預先編制的煤性能 評價專家系統的運算和比較，計算機對電站鍋爐燃煤特性做出全面科學的評價。
2. 根據權利要求1所述的電站鍋爐燃煤特性的評價方法，其特徵是：所述常規分析方 法採用箱式高溫爐、鼓風乾燥箱、發熱量測定儀、灰熔點測定儀、哈氏可磨性指數測定儀、元 素分析測定試驗裝置、振篩機和飛灰比電阻測定儀進行，上述設備測得的數據分別輸入所 述計算機。
3. 根據權利要求1所述的電站鍋爐燃煤特性的評價方法，其特徵是：所述特種方法採 用熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置、煤粉燃燒結渣特性和燃盡率一維火焰爐、 熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大容量的煤粉燃燒試驗爐進 行，上述設備測得的數據分別輸入所述計算機。
4. 所述熱解產物釋放特性指數r為：r= (dw/dt)max/ (TmaxX AT1/2XTS)，其中，Ts表示 熱解產物初析溫度；（dw/dt)_表示最大熱解速度；T_是最大熱解速度對應的溫度；Λ T1/2 是（dw/dt)/ (dw/dt)max=l/2所對應的溫度區間，稱為半峰寬，表示熱解產物釋放的集中程 度。
5. -種電站鍋爐燃煤特性的評價系統，包括處理器，其特徵是：所述處理 器分別與電源和顯示器連接，所述處理器的一個輸入埠與常規方法分析設備連接， 所述處理器的另一輸入埠與特種方法分析設備連接，並且，所述處理器與資料庫連接；所 述特種方法分析設備包括熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數測定試驗裝置、煤粉燃燒結渣特 性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大容 量的煤粉燃燒試驗爐，上述特種方法分析設備將測定數據輸入所述處理器。
6. 根據權利要求4所述的電站鍋爐燃煤特性的評價系統，其特徵是：所述常規方法設 備包括箱式高溫爐、鼓風乾燥箱、發熱量測定儀、灰熔點測定儀、哈氏可磨性指數測定儀、元 素分析測定試驗裝置、振篩機和飛灰比電阻測定儀，上述常規方法分析設備將測定數據輸 入所述處理器。
7. 根據權利要求4所述的電站鍋爐燃煤特性的評價系統，其特徵是：所述處理器與專 家系統連接。
8. 根據權利要求4所述的電站鍋爐燃煤特性的評價系統，其特徵是：所述處理器與上 位機和/或無線通訊模塊連接，所述無線通訊模塊與通訊終端連接。
【文檔編號】G01N33/22GK104142385SQ201310164280
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月7日 優先權日:2013年5月7日
【發明者】徐建國, 屈衛東, 倪桂傑, 郭朝令, 李剛, 孫衛斌 申請人:鄭州電力高等專科學校