[发明专利]一种锅炉燃用高钠煤及其混煤沾污性的测试判别方法

说明书

本发明涉及一种锅炉燃用高钠煤及其混煤沾污性的测试判别方法，它属于锅炉燃煤领域。本发明测试判别方法步骤如下：1）制备样品粉样；2）制灰：将粉样放在灰皿中，并于马弗炉中充分灰化；3）检测：检测各灰中二氧化硅和氧化钙含量；4）判别沾污性：基于高钠煤或高钠煤掺混煤灰中氧化硅和氧化钙比值的大小判定沾污性。本发明测试方法简单快捷，成本低，准确度和分辨率高，周期短，对试验煤样沾污特性判别准确。

技术领域

本发明涉及一种判别方法，尤其是涉及一种锅炉燃用高钠煤及其混煤沾污性的测试判别方法，它属于锅炉燃煤领域。

背景技术

燃煤锅炉是火力发电机组的重要设备，锅炉选型、结构设计的重要依据就是煤种，针对煤种的特性设计出的锅炉在运行中能表现出稳定、高效、环保、适应性强的优点。我国煤炭资源分布广，煤种差异大。到2013年累计探明新疆准东煤储量2136亿吨，是新疆的四大煤田之一，也是目前中国最大的整装煤田，但以新疆准东煤为代表的的高钠煤有很大的特异性，这类煤的煤灰中氧化钙、氧化钠含量高，二氧化硅、三氧化铝含量低。一般来讲，灰中氧化钠含量高的煤具有较强的沾污性，灰造成对流受热面的沾污，沾污对锅炉危害较大，可导致锅炉出力不足、效率低、甚至无法运行，因此，针对高钠煤的锅炉，其热力指标、对流受热面的布置方式会做大幅度调整，这些调整往往会带来制造成本的增加，限制了准东煤的大规模使用。但不是所有高钠煤及其混煤都具有严重沾污性，因此准确判断高钠煤及其混煤的沾污性非常重要，以免出现误判而导致锅炉制造成本增加、运行适应性差等情况。

经过文献和试验发现，锅炉燃煤沾污与灰中氧化钠、氧化钾的释放有直接关联性，煤在燃烧时，煤中不稳定性钠、钾以气相形式释放，存在高温烟气中，遇到受热面凝结促成了沾污。

现判断煤灰沾污性主要有几个指标，诸如灰中氧化钠（Na₂O）含量、当量氧化钠（Na₂O+0.66K₂O）含量、沾污指数（B/A*Na₂O，其中B为灰中CaO、MgO、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O含量之和，A为灰中SiO₂、Al₂O₃、TiO₂含量之和）。

专利文献1：公开日为2014年07月23日，公开号为103940843A的中国专利中，公开了一种名称为“一种锅炉燃煤沾污性的测试判别方法”的发明专利。该专利提出B/A*ψ_max(Na₂O+0.66K₂O）判断煤灰沾污性。

专利文献2：公开日为2017年02月22日，公开号为104502218B的中国专利中，公开了一种名称为“一种判别煤灰沾污特性的简便方法”的发明专利。该专利提出烧结比例达到30%时对应的温度为初始烧结温度，并根据初始烧结温度判别沾污等级。

利用灰中Na₂O含量判断煤灰沾污性准确率最低，灰中二氧化硅、三氧化二铝属于酸性物质，这些物质对Na₂O有吸附（物理吸附、化学吸附）作用，也就是说当灰中二氧化硅、三氧化二铝含量高时，即使Na₂O含量高，煤灰的沾污性也较弱。

另外，灰中氧化钾也属于引发沾污的物质，也应该考虑进去，提出了当量氧化钠（Na₂O+0.66K₂O）含量指标，但同样没有考虑灰中二氧化硅、三氧化二铝的影响，准确率也不高，所以利用灰中当量（Na₂O+0.66K₂O）含量判断沾污性准确率也较低。

为进一步提高判断准确率，提出了沾污指数（B/A*Na₂O）的判别方法，考虑了酸性物质的影响，较单一成分判别准确率提高，但灰中氧化钠、钾有稳定性和不稳定性的，不稳定性氧化钠、钾对沾污有贡献，稳定性氧化钠、钾对沾污无贡献，因此沾污指数的准确率只是相对高。