[实用新型]一种快速表征煤灰沾污特性的装置

说明书

本实用新型公开了一种快速表征煤灰沾污特性的装置，包括依次连接的配气装置、给粉机、进料管、反应管、滤板、托架、抽气管和抽气泵；其中反应管置于电加热炉中，电加热炉上设置有温度控制器、功率输出电缆和热电偶；温度控制器连接功率输出电缆和热电偶，电加热炉通过其配置的温度控制器、功率输出电缆和热电偶实现对反应管加热以及温度的调控；滤板、托架、抽气管和抽气泵从上到下依次连接，滤板置于反应管的下段。本实用新型能为煤粉煤灰沾污特性的高效率、可靠表征快速提供有效数据，有利于及时预警电站锅炉入炉燃料的沾污特性，保障锅炉运行的安全性。

技术领域

本实用新型属于煤粉锅炉燃烧技术领域，具体涉及煤种结渣、沾污性的检测手段，尤其涉及一种快速表征煤灰沾污特性的装置。

背景技术

很多煤炭资源具有较强的结渣、沾污特性，对燃煤电站锅炉的安全稳定运行不利。锅炉结渣主要指熔融或熔化状态的灰与受热面接触形成渣层，一般发生在炉膛水冷壁和屏式过热器底部；而锅炉沾污主要指固态灰颗粒沉积、粘结在受热面形成沾污层，可发生于炉膛水冷壁、屏式过热器、高温过热器、高温再热器乃至低温过、再热器的受热面上。煤种的沾污性也可以一定程度上说明煤种的结渣性，特别是强沾污性煤种其结渣性通常也很强。同时，考虑到沾污危害范围更大、更为迅速、更难防控，因此表征煤种沾污特性是防控锅炉结渣、沾污十分重要的基础工作。

煤炭的沾污性主要取决于煤灰特性，尤其是煤灰成分；一般而言煤灰中碱/碱土金属元素相对含量越高，煤的沾污风险越高。生产中为了确保锅炉安全，常需要将强沾污性煤种与弱沾污性煤种(或物料)混烧，混烧比例直接关系电厂发电成本和设备寿命。因此恰当地决策混烧比例，兼顾结渣沾污防控与发电成本，对于电厂生产至关重要。而煤炭中灰成分波动较大，受到煤中灰分复杂的来源和成因影响，即便在大型露天矿发热量、工业分析、元素分析指标十分稳定的情况下，煤中灰成分波动也较大，致使结渣沾污特性经常发生较大变化，给锅炉带来极大风险。因此，对煤灰沾污特性进行检测、调控就成为必要工作。

然而，目前绝大多数燃煤电厂没有配置检测煤灰沾污特性的工具，传统的灰熔融特性检测不适用于煤灰沾污特性表征且效率低。少数电厂采用定期检测煤炭灰成分的方法来掌握煤的沾污特性。然而，煤炭中灰成分检测的效率低(制煤样→燃烧制灰样→消解或研磨压饼制化验样→检测获得元素光谱→光谱数据甄别、转化为灰成分相对含量数据)，往往需要数日才能完成化验，且过程复杂、成本高、可靠性低(Na等关键组分在制灰样过程容易大量损失)，严重滞后于生产。因基础研究需要，目前已有表征煤种沾污特性的手段，主要为煤灰烧结特性表征(例如：黄东东等.高钠煤灰烧结特性研究进展[J].洁净煤技术，2021年)，这种技术应用于实际生产的主要不足是效率低，特别是烧结法为了防止关键元素逃逸，需要大量制取低温灰，耗时较长。在基础研究中也常采用中、大型燃烧炉试验法(例如：Xiaojiang Wu,et al.Ash deposition and slagging behavior of Chinese Xinjianghigh-alkali coal in 3MWth pilot-scale combustion test)。这种技术在用于基础研究方面效果良好，但由于需要运转复杂、庞大的试验系统，效率低、成本高，而无法应用于燃煤电厂的日常生产过程。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种快速表征煤灰沾污特性的装置，能为实现对煤种沾污特性的高效率、可靠表征提供基础测试数据，解决电站锅炉入炉燃料沾污特性的便捷检验和及时调控的问题。

本实用新型为解决所述问题提供一种快速表征煤灰沾污特性的装置，包括依次连接的配气装置、给粉机、进料管、反应管、滤板、托架、抽气管和抽气泵；其中反应管置于电加热炉中，电加热炉上设置有温度控制器、功率输出电缆和热电偶；温度控制器连接功率输出电缆和热电偶，电加热炉通过其配置的温度控制器、功率输出电缆和热电偶实现对反应管加热以及温度的调控；滤板、托架、抽气管和抽气泵依次连接，最顶端的滤板置于反应管的下段。