,鍋爐燃料煤質(zhì)分析技術(shù)推廣和操作技能培訓(xùn)主講：楊軍2013年4月24日于北京,培訓(xùn)大綱一、鍋爐燃料的種類二、開展煤質(zhì)分析的重要性三、煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展歷程四、如何選擇合適的煤質(zhì)分析設(shè)備五、如何正確使用分析設(shè)備六、開展煤質(zhì)分析培訓(xùn)的重要性,一、鍋爐燃料分析設(shè)備的種類1、固體燃料：固體燃料主要包括：煤炭、油頁巖及生物質(zhì)等固態(tài)燃料。主要分析設(shè)備有工業(yè)分析儀、元素分析儀、量熱儀、采制樣設(shè)備等。,2、液體燃料：燃料油、工業(yè)廢液等液態(tài)燃料。測試項目有發(fā)熱量、粘度、閃點、水分、密度、硫等。3、氣體燃料：天然氣、高爐煤氣、焦爐煤氣、液化氣等氣態(tài)燃料。測試項目有發(fā)熱量，采用氣相色譜法測定氣體樣品組分，采樣裝置主要有采樣接頭、采樣導(dǎo)管和樣品容器。,二、開展煤質(zhì)分析的重要性A.測定燃煤發(fā)熱量的重要意義發(fā)熱量是煤炭作為燃料利用的一個重要的煤質(zhì)特性指標，它對于電力安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行均具有重要的意義，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：在煤炭管理上，入廠煤屬于商務(wù)貿(mào)易。它的計價、編制電廠燃料的消耗定額和供應(yīng)計劃、核算發(fā)電成本和計算能源利用效率等，都要以發(fā)熱量作為主要依據(jù)。,在設(shè)計鍋爐機組時，煤炭發(fā)熱量可用來計算爐膛熱負荷、選擇磨煤機容量和計算物料平衡等必不可少的煤質(zhì)參數(shù)。在鍋爐機組運行時，煤炭發(fā)熱量又是鍋爐熱平衡、配煤燃燒及負荷調(diào)節(jié)等的主要依據(jù)，同時也是計算發(fā)電煤耗經(jīng)濟指標的依據(jù)之一。,B.水分測定的重要意義水分是一項重要的煤質(zhì)分析指標，它在煤的基礎(chǔ)理論研究和加工利用中都具有重要的作用。煤的水分對其加工利用、貿(mào)易和儲存運輸都有很大影響。一般來說水分高不是一件好事。在鍋爐燃燒中，水分高會影響燃燒穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)；在煉焦工業(yè)中，水分高會降低焦炭產(chǎn)率，而且由于水分大量蒸發(fā)帶走熱量而延長焦化周期；在煤炭貿(mào)易上，煤的水分是一個重要的計質(zhì)和計量指標。在煤質(zhì)分析中，煤的水分是進行不同基的煤質(zhì)分析結(jié)果換算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。,C.灰分測定的重要意義煤中灰分在煤質(zhì)特性和利用研究中起重要作用。在煤的燃燒和氣化中，根據(jù)煤灰含量以及它的諸如熔點、黏度、導(dǎo)電性和化學(xué)組成等特性來預(yù)測燃燒和氣化中可能出現(xiàn)的腐蝕、沾污、結(jié)渣問題，并據(jù)此進行爐型選擇和煤灰渣利用研究；在煉焦工業(yè)中，用煤的灰分量來預(yù)計焦炭中的灰分，煤的灰分越高，有效碳的產(chǎn)率就越低；在商業(yè)上根據(jù)煤灰含量來定級論價等。,D.揮發(fā)分測定的重要意義煤的揮發(fā)分產(chǎn)率與煤的變質(zhì)程度有比較密切的關(guān)系隨著變質(zhì)程度的加深，揮發(fā)分逐漸降低，因此根據(jù)煤的揮發(fā)分產(chǎn)率可以估計煤的種類。在中國、美國、英國、法國、波蘭和國際煤炭分類方案中，都以揮發(fā)分作為第一分類指標。在燃煤中，可根據(jù)揮發(fā)分來選擇適用于特定煤源的燃燒設(shè)備或適于特定設(shè)備的煤源。,E.測定煤中全硫的重要意義硫是一種有害元素。含硫量高的煤，供燃燒、氣化或煉焦使用時都會帶來很大的危害。高硫煤用作燃料時，燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫氣體，不僅嚴重腐蝕鍋爐的管道，而且還嚴重污染大氣。因此，為了有效而經(jīng)濟地利用煤炭資源，必須了解煤中全硫含量。,F.為何要測試煤碳中碳、氫含量？碳和氫是煤有機質(zhì)的主要組成元素，兩者和氧加在一起占煤有機質(zhì)的95以上。了解煤中碳、氫含量，對于了解煤的變質(zhì)程度和煤的性質(zhì)有重要意義。,三、煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展史1、煤質(zhì)分析的相關(guān)國家標準：GBT212-2008煤的工業(yè)分析方法GBT213-2008煤的發(fā)熱量的測定GBT214-2007煤中全硫的測定方法GBT476-2008煤中碳和氫的測試方法GBT219-2008煤灰熔融性測試方法GBT19227-2008煤中氮的測定方法GBT25214-2010煤中全硫測定紅外光譜法,2、我國煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展史及國外煤質(zhì)分析設(shè)備在我國的使用現(xiàn)狀。我國煤質(zhì)分析設(shè)備在1995年前主要以江蘇徐州、河南鶴壁等地生產(chǎn)的純手工操作或半自動的傳統(tǒng)設(shè)備為主，而在1995年以后，因計算機的使用，設(shè)備的自動化程度也隨之得以提升，而生產(chǎn)產(chǎn)地也逐漸由江蘇、河南等地轉(zhuǎn)到湖南長沙。量熱儀也由需人工稱水重、調(diào)水溫的貝克曼溫度計升級到能夠自動控制內(nèi)外桶水溫的全自動的恒溫式量熱儀。,工業(yè)分析儀也從以前傳統(tǒng)的耐火磚式高溫爐發(fā)展到采用新式保溫材料及控制模式的新型高溫爐及計算機全程自動控制的自動工業(yè)分析儀。定硫儀也隨著國家標準的修訂經(jīng)歷了管式高溫爐、庫侖定硫儀及紅外定硫儀等，目前我國的專家正在努力協(xié)商將我國的庫侖測硫標準加入國際標準。,灰熔融性測試儀也由需人工觀測四個特征溫度轉(zhuǎn)為攝像機自動觀測灰錐的變形過程，由計算機自動判定四個特征溫度全自動測定儀。,進口煤質(zhì)分析設(shè)備雖然很早就進入了中國市場，但因其高昂的售價、高使用成本及滯后的售后服務(wù)，在我國煤質(zhì)分析設(shè)備領(lǐng)域所占市場份額較小。目前長沙所生產(chǎn)的煤質(zhì)分析設(shè)備占市場的90%以上，年銷售額超過6億。國產(chǎn)設(shè)備的出口也在進一步擴大。,煤質(zhì)分析設(shè)備的發(fā)展將在符合國內(nèi)、國際標準的前提下朝著準確、快速、穩(wěn)定的方向發(fā)展，自動化程度會越來越高，測試速度越來越快，在線分析儀將在指導(dǎo)日常生產(chǎn)中起到更大的作用。,四、如何選擇合適的煤質(zhì)分析設(shè)備1、元素分析（C、H、O、N、S）主要設(shè)備有：測硫儀、碳氫氮元素測定儀、碳氫氮硫氧元素測定儀等。在選取設(shè)備時首先應(yīng)了解該儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理，看其測試方法是否符合國標要求，目前市面所用的元素分析儀主要有傳統(tǒng)的重量法等管式高溫爐和紅外元素分析儀。,2、工業(yè)分析（水分、灰分、揮發(fā)份）主要設(shè)備有：高溫爐、全自動工業(yè)分析儀、干燥箱、全自動水分儀等。由于我國所采用的標準與ISO標準及美國ASTM標準存在差別，在選用設(shè)備時應(yīng)看其是否符合相應(yīng)的標準。,3、發(fā)熱量測定儀：根據(jù)化驗室的具體情況（例如每天樣品個數(shù)、化驗人員配置等）配置合適的設(shè)備及設(shè)備數(shù)量。設(shè)備主要有傳統(tǒng)量熱儀、半自動量熱儀、全自動量熱儀（目前的主流設(shè)備）。4、灰渣可燃物含量分析主要設(shè)備為量熱儀和工業(yè)分析儀。5、固體燃料制樣裝置：聯(lián)合制樣機、破碎機、粉碎機、自動縮分器、二分器及輔助工具。,6、煤粉細度分析裝置。煤粉細度表征煤粉中各種粒度的分布占總體質(zhì)量的百分率，能很好的反映煤粉的均勻特性。影響煤粉細度的因素有：煤的類別、揮發(fā)分、磨煤機類型及有無分離器等。通過實測制粉系統(tǒng)的煤粉獲得的最佳的經(jīng)濟煤粉細度，對改善鍋爐燃燒性能，減少機械未完全燃燒熱損失，以及節(jié)約磨煤機能耗都有積極的作用。主要設(shè)備有煤粉細度再線監(jiān)測儀和試驗篩。,7、煤粉取樣器。對中間儲倉式制粉系統(tǒng)可在細粉分離器下粉管或給粉機落粉管中采樣。在細粉分離器下粉管中采樣時，可采用煤粉活動采樣管。該采樣管是由開有槽型的兩根金屬管套疊而成的。在對給粉機落粉管中的連續(xù)采樣，可采用煤粉自由沉降采樣器。該采樣器由一根頭部開有1.5-2.5mm圓孔的直管和煤粉樣收集罐組成。對直吹式制粉系統(tǒng)可在一次煤粉管中按等截面積連續(xù)采樣?？墒褂贸闅馐交顒拥人俨蓸悠鳌?五、如何正確使用煤質(zhì)分析設(shè)備作為從事一種計量工作，對測試過程要求的嚴謹性、測試結(jié)果的準確性不言而喻，因此要求所有從業(yè)人員必須能夠?qū)λ褂玫脑O(shè)備有很好的認知，熟悉其結(jié)構(gòu)，了解其工作原理。1、正確使用煤質(zhì)分析設(shè)備對基本要求。首先，操作人員需具備一定的專業(yè)知識，熟悉本行業(yè)的相關(guān)標準，對使用的設(shè)備應(yīng)定期進行標準樣品的檢測，測試過程中出現(xiàn)的異常結(jié)果應(yīng)查明原因后再進行舍棄，不隨意舍棄測試結(jié)果。,2、煤質(zhì)分析設(shè)備對“實驗室和操作環(huán)境”的基本要求。煤質(zhì)分析設(shè)備對化驗室及操作環(huán)境均有相應(yīng)的要求，例如量熱儀要求應(yīng)為獨立的房間，不得在屋內(nèi)開展別的項目的測試，不得有熱源、冷源等，化驗室應(yīng)恒溫等。紅外元素分析儀則要求房間內(nèi)不得有腐蝕和干擾性氣體存在，同時要求室溫相對恒定。對于工業(yè)分析及煤灰熔融性測試儀則要求不高。煤質(zhì)分析設(shè)備對化驗室及操作環(huán)境的具體要求國標中也以明確提出。,3、“煤質(zhì)分析設(shè)備”在日常使用過程中的維護和保養(yǎng)。不同生產(chǎn)廠家不同型號的設(shè)備，其日常維護和保養(yǎng)有所不同，但因其工作原理基本相似，因而具有一些共同的特點。對于量熱儀來說，首先應(yīng)定期對氧彈進行壓力測試以保證使用的安全性，同時應(yīng)按國標定期標定儀器熱容量，保持儀器循環(huán)水的干凈，避免將點火絲等雜質(zhì)掉到量熱儀內(nèi)筒中，以免堵塞內(nèi)筒，導(dǎo)致測試結(jié)果異常。,量熱儀工作原理：被測樣品在特定的密閉容器(氧彈)內(nèi)燃燒，釋放出的熱量被儀器內(nèi)的水吸收，通過測定水溫的變化來確定被測樣品的發(fā)熱量。,煤質(zhì)分析儀器原理及日常維護,更換氧彈密封圈,對于工業(yè)分析儀、定硫儀，如果是傳統(tǒng)的高溫爐，則應(yīng)定期對其恒溫區(qū)進行檢測，以確保恒溫區(qū)正常。而對于自動工業(yè)分析儀則應(yīng)定期進行標準樣品的檢測，以確保測試結(jié)果的準確，同時還應(yīng)保持儀器的整潔、干凈，避免因灰塵過多而導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用。紅外元素分析儀則要求在每次使用前用標準樣品進行標準曲線的校正，如果長時間不用也應(yīng)經(jīng)常開機進行預(yù)熱。,工業(yè)分析儀工作原理：裝有已知樣品質(zhì)量的坩堝由計算機控制在高溫爐內(nèi)按國標規(guī)定的溫度和時間自動進行測試。,樣品在1150的高溫爐內(nèi)燃燒，生成的SO2被電解液吸收，計算機根據(jù)電解碘消耗的電量自動換算出樣品中硫的含量。,庫侖定硫儀工作原理,紅外定硫儀工作原理：,紅外傳感器的工作原理是各種不同氣體在紅外區(qū)有不同的吸收波段，而在特定波段，氣體吸收紅外光的強弱與其濃度成一定的函數(shù)關(guān)系，即郎伯比耳定律,煤灰熔融性測試儀,六、開展煤質(zhì)分析人員的理論培訓(xùn)、操作培訓(xùn)及考上崗證的重要性。煤炭屬不可再生資源，隨著國家對能源需求的日益增加，煤炭價格也隨之上漲，不論是從煤炭交易結(jié)算考慮，還是從節(jié)能、環(huán)保等方面考慮，均要求所有從業(yè)人員具備一定的專業(yè)知識和素養(yǎng)。1、中國的特種檢驗機構(gòu)煤質(zhì)分析人員現(xiàn)狀目前我國特種檢驗機構(gòu)在煤質(zhì)分析項目上人員上配置很少，具備煤質(zhì)分析專業(yè)知識的就更少，要改變此狀況，需加強人員培訓(xùn)和資金投入，以提升檢測能力和水平。,2、中國的特種檢驗機構(gòu)實驗室條件現(xiàn)狀我國的特種檢驗機構(gòu)的實驗室能全面開展煤質(zhì)分析的單位很少，有的甚至沒有專業(yè)的分析室，即使有也不全面或不專業(yè)。,3、煤質(zhì)分析人員如何進行和取得煤質(zhì)分析的操作證和上崗證隨著我國能源供應(yīng)日益緊張，煤炭價格不斷上漲，因而供需雙方對煤質(zhì)化驗結(jié)果均要求快速、準確，因而就需要從業(yè)人員具備更專業(yè)的知識和技能，從而要求煤質(zhì)分析從業(yè)人員取得分析儀器操作證和上崗證就顯得尤為重要。中國特種設(shè)備安全與節(jié)能促進會可根據(jù)能效需求進行專業(yè)培訓(xùn)，培訓(xùn)以理論和實際操作相結(jié)合的方式進行。,祝2013年第一期鍋爐能效測試作業(yè)人員培訓(xùn)考核圓滿成功謝謝！,