低挥发分无烟煤及其混煤燃烧性能研究
济源地区无烟煤煤质特性分析
济源地区无烟煤煤质特性分析标题：济源地区无烟煤煤质特性分析摘要：本论文主要分析了济源地区的无烟煤，着重研究其主要的煤质特性和微观结构特征，并采用Atomic Force Microscopy/Scanning Electron Microscopy/X射线衍射（AFM/SEM/XRD）等实验手段对其中煤矿的煤岩结构、稳定性和煤质特性进行测试。
结果表明，该地区的无烟煤主要由石灰石灰岩、煤、硅质组成，灰分含量为4.04%，挥发分含量为3.00%，其灰渍特征发生较大变化，致密度也处于一个比较低的水平，容重控制在0.63g/cm^3以内，热值有所不同，但基本都在3300-4500 Kcal/kg之间，活性灰成分为25.78%，含水率10.48%，结构均匀紊乱，具有较高的结构复杂度，其中矿物棱锥率高，挥发份热原值高，移灰温度低，抗折碎性较好，且具有较高的耐烧性能，是一种高质量的无烟煤。
关键词：无烟煤，煤质特性，实验分析正文：1. 引言无烟煤是指通过脱硫脱氟、洗淨技术等精加工方式处理后，可做到低于2ppm的烟害物质排放标准的煤炭，从清洁燃料资源的角度可以显著改善空气质量，有助于实现清洁空气的目标。
济源地区的无烟煤产量占全国的17.5-18%，是中国仅次于河南的煤炭产省，所以对济源地区无烟煤煤质特性的研究将有助于优化国家无烟煤技术应用。
2. 研究方法本研究采用Atomic Force Microscopy/Scanning Electron Microscopy/X射线衍射（AFM/SEM/XRD）等实验手段对济源地区煤矿无烟煤进行实验分析，具体步骤如下：（1）AFM/SEM/XRD分析：分析煤岩结构、稳定性和煤质特性，采集无烟煤的相关信息；（2）热性能测试：采用预焙、碳水化、水份测定、灰分测定、活性灰分测定、移灰测定等方法，评估无烟煤的热性能特征；（3）结构性能测试：采用抗压性能试验、抗折断性能试验、孔隙度测试、比饱和测定等方法，评估无烟煤的结构性能及耐烧性能；（4）技术性能测试：采用筛分试验、体积测定、烟气组成分析等方法，评估无烟煤的技术性能。
配煤掺烧方式主要特点及燃煤适应性分析
配煤掺烧方式主要特点及燃煤适应性分析发布时间：2021-12-02T08:25:24.188Z 来源：《工程管理前沿》2021年第19期作者：么文波[导读] 研究了掺烧方式与混煤燃烧性能的相互影响，最终从燃烧性能方面提出了入炉煤及掺烧煤种的煤质要求，同时根据掺烧煤种燃烧性能推荐了合适的掺烧方式并提出运行过程中的注意事项，并结合实例给出了不同掺烧方式容易发生的问题及解决方案。
研究结果可为配煤掺烧及锅炉运行参数优化提供参考。
么文波国能双辽发电有限公司吉林双辽 136400摘要：为了提高发电企业配煤掺烧的安全性和经济性，通过大量的实验室模拟和现场运行实例研究，全面分析了火电厂常用的间断性掺烧、预混掺烧及分磨掺烧方式的特点，同时结合锅炉设计、运行特点及混煤燃烧特点，研究了掺烧方式与混煤燃烧性能的相互影响，最终从燃烧性能方面提出了入炉煤及掺烧煤种的煤质要求，同时根据掺烧煤种燃烧性能推荐了合适的掺烧方式并提出运行过程中的注意事项，并结合实例给出了不同掺烧方式容易发生的问题及解决方案。
研究结果可为配煤掺烧及锅炉运行参数优化提供参考。
关键词：火电厂；配煤掺烧；掺烧要求；掺烧方式；安全掺烧；经济掺烧近年来中国电煤价格不断攀升，燃煤电厂掺烧价格低廉的劣质煤等燃料已成为企业节约成本、提高效益的主要手段之一。
由于部分电厂掺烧煤种多，煤质偏差大，缺乏合理有效的掺配方法，导致入炉煤质波动较大、严重偏离设计值等情况十分突出，入炉煤质与燃烧设备适应性差，运行中频繁出现锅炉灭火、效率下降、结渣积灰、汽温参数异常、受热面腐蚀及超温和爆管、制粉系统爆炸、干燥出力不足、设备磨损、污染物排放不达标等诸多问题，使设备检修维护费用增加，运行安全经济环保性变差，实际效果严重偏离预期。
1掺烧煤种基本要求当入炉煤有部分或全部煤种为非设计煤时，需考虑燃用煤种的着火及燃尽性能。
煤种的着火、燃尽性能主要与挥发分相关。
要保证煤粉在炉膛内的燃烧效果，需保证入炉煤与锅炉设计煤煤质相差不宜过大。
准东煤粉燃烧特性研究
准东煤粉燃烧特性研究摘要：由于准东煤中含有大量的碱金属，使其灰烬的熔化温度较低，在燃烧时极易产生污垢和焦炭，在恒温热重仪上对准东煤燃烧特性进行了研究，并探讨了温度和煤种比例对其燃烧特性的影响。
试验结果显示：在单煤的燃烧过程中，不同的煤种燃尽时间和燃烧速率存在着明显的差异，其中路茂通坎乡、永华金泰两个煤种之间的差别最大，路茂通坎乡的煤种更容易发生火灾，快速燃烧，快速燃尽；随着温度的上升，单煤的燃烧失重曲线向左偏移，且燃尽时间变短，燃烧速率上升，结果显示，温度的上升会加快煤粉的燃烧速度，并且在1000℃之后，增加温度对焦炭燃尽的促进效果更为明显；在混合燃烧时，加入高挥发性的煤，能够有效地提高煤粉在燃烧初期的着火特性，而高固定碳煤的掺烧会延长燃尽时间，因此会降低燃尽率；在准东煤中掺入混合煤，可以使其灰熔点升高，并对其熔化性能进行了明显的改善，这样就能减少或避免在煤的来源上，炉内受热表面的污染和结渣，保证锅炉安全、经济的运转。
关键词：准东煤；燃烧；特性分析引言准东煤田是中国已知最大全煤储量最大的一块。
准东梅粉在燃烧过程中具有燃点低以及燃烧率高等特点，与此同时还不会产生较高的污染排放物。
属于我国硫分低的煤种，具有高挥发性、低灰分和高热值，是一种很好的发电用煤。
但同时，准东煤灰的熔化温度很低，煤中的碱金属如钙、钠、钾的含量也很高，特别是Na2O的含量，大多都超过了5%，远远超出了当前我国典型烟煤乃至褐煤的含钠水平，在燃烧时易引起碱金属污染，结焦等问题。
1实验部分1.1样品实验选用准东煤田开采的文新佳业（WX）以及永华金泰（YH）等多个煤种。
通过对煤样进行研磨和过筛，筛选出100-120目的煤粉作为试验材料。
1.2实验系统及过程所述主要装置包括：用于提供精确恒温环境的智能化温度控制管式炉，其恒温区在管式炉的炉膛中部，长度为200毫米，最低温度为8000℃，最高温度为1700℃, 在对温度进行控制时，控制范围为5℃左右；采用烟气分析仪、微机等构成了数据采集与分析系统；耐高温支架，钢制船体，钢制轨道等。
燃煤掺配掺烧指导意见
4.掺烧过程中宜进行燃烧试验，特别是当不同入厂煤挥
发分（Vdaf）绝对值相差大于 15%时，应进行燃烧试验。
5.煤源有重大变化及煤质有重大偏差，或大跨度混煤，
或机组存在燃烧经济及安全问题的，建议开展现场混煤掺烧
优化试验。
6.对于新进燃煤的掺混方案应按照比例从小到大的原
则执行，有条件的情况下，初步确定掺混方案后，可通过实
不同种类的煤混放在一起。
2.应选择合适的参数区分煤种，对于易结焦的锅炉要重
点关注灰熔点、对于燃烧稳定性差的锅炉重点关注挥发分、
对于环保压力大的机组重点关注硫分等。
3.煤场管理应及时向生产技术部、运行部提供各类煤质
的质量和数量，形成良好的采制化、掺配以及燃烧运行人员
之间的沟通协调机制，以便保证一定时期的混煤掺烧的方式
表 1 煤质指标对锅炉运行性能的影响及推荐控制值
指标 干燥无灰基挥发分 Vdaf
与机组运行的关系
推荐控制值
保证燃烧稳定性或防止 爆炸
接近锅炉设计煤质
灰软化温 ST 煤的收到基水分 Mar
锅炉混煤燃烧配比优化
锅炉混煤燃烧配比优化芦海庆【摘要】针对电厂实际燃煤大多不再采用单一设计煤种,逐渐采用混煤掺烧解决煤炭资源及煤炭价格带来的局限性,采用合理的配煤满足锅炉燃烧需要.根据不同动力煤的掺混方式及不同掺混比例,对混煤的燃烧特性进行了热重实验及一维沉降炉实验研究.根据实验室数据结果,提出了锅炉混煤燃烧现场掺配的方案,并确定出了最佳的掺配比例.混煤掺烧比例的确定依据均来源于实验数据,并已得到现场实践的检验,达到了预期的效果.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2015(042)002【总页数】5页(P76-80)【关键词】混煤;燃烧特性;结焦特性;配比优化【作者】芦海庆【作者单位】宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司,宁夏青铜峡751607【正文语种】中文【中图分类】TK16发电厂设计煤源不足，燃煤质量下降，煤的来源复杂，入厂煤各项指标与设计值差异较大。
若直接入炉燃烧，将给机组的正常运行造成严重的影响，出现诸如燃烧器喷口烧坏，炉内结焦严重等问题，轻则导致机组能力下降，影响机组的运行经济性，重则导致停炉停机。
在实验室条件下，对原煤和不同配比得到的混煤进行煤质特性分析、灰熔点测定等，研究不同的混配方法对混煤组成成分和性质的影响。
对于不同的煤质，能针对特定锅炉的设计煤种提出与之相对应的合适的动力配煤方法，并对燃用混煤的电站锅炉及其燃烧器的设计、运行及改造提出指导性意见。
宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司2×600MW机组锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司设计制造的亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、紧身封闭的∏型汽包炉。
锅炉设计煤种为灵武羊场湾矿烟煤。
采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，前后墙对冲燃烧方式，前后墙上各布置3层，每层5只旋流式轴向低NOx煤粉燃烧器和相应的油点火器。
在燃烧器上方布置1层燃烬风，前后墙各5只。
制粉系统配6台HPS型磨煤机，每台磨带1排燃烧器。
无烟煤对高炉喷吹用混合煤燃烧性的影响
关键词 ： 高 炉喷 吹 用 煤 ； 热重分析； 燃烧性 ； 可磨 性 ； 无 烟 煤 中 图分 类 号 ： ＴＱ ５ ３ ３ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ３ ６ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ０ ８ ０ ４
煤粉燃 烧率 ， 而且 还可 以扩大 喷吹煤 种来 源 ， 充 分 利用我 国煤 炭资 源ｌ ＿ ５ 剐 。 目前 ， 国 内外 高炉 喷 吹用 混合煤 均 以烟煤 配 比和挥 发 分 含量 为 指 标 ， 即烟 煤 的配 比为 ３ Ｏ ～４ ５ 比较 合 适 ｊ ， 混 合 煤 的 挥发 分宜控 制在 ２ ０ ～２ ５ ｌ ５ Ｊ ， 但具 体 配 比还 受
作者简介 ： 欧阳曙光（ １ ９ ６ ８ 一 ） ， 男， 武汉 科 技 大 学 副 教 授 ． Ｅ ｍａ ｉ ｌ ： １ ０ ５ ２ ５ ８ ５ ６ ５ ＠ｑ ｑ ． Ｃ ｏ ｎ ｒ
２ ０ １ ３年 第 ２期
欧 阳 曙光 ， 等： 无烟 煤 对 高 炉 喷 吹 用 混 合 煤 燃 烧 性 的 影 响
Ｔａ ｂｌ ｅ ２ Ｒａ ｔ ｉ ｏ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂｌ ｅ ｎ ｄｅ ｄ ｃ ｏ ａ ｌ ｓ
步 优化 各单种 煤 的配 比， 保 证混 合 煤 具有 良好 的燃 烧性 能 ， 对 钢 铁 企业 提 高 喷 煤量 与 煤 焦 置换 比、 降低 生铁成 本 、 高炉调 剂有重 要意 义 。 本文 选取 国 内某 大型 钢铁 企业 常用 的几 种 喷 吹煤 ， 研 究配人 不 同 无 烟煤 对 高 炉 喷 吹混 合 煤燃
第３ ６卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ４月
低排放分级燃烧器中CH4燃烧特性
低排放分级燃烧器中CH4燃烧特性黄明明;张哲巅;邵卫卫;熊燕;刘艳;肖云汉【摘要】烟气回流是实现柔和燃烧的手段,为精确控制回流比例,建立了分级燃烧器,实验研究了回流比例、当量比对CH4柔和燃烧火焰形态和NO、CO排放的影响.当量比为0.8,回流比例为0.6 ～0.7时实现柔和燃烧,反应区分散不分层,烟气中NO 和CO体积分数分别小于1.2×10-5和4×10-5；回流比例过小时发生扩散燃烧,过大时燃烧不稳定；NO排放主要在烟气发生区产生.回流比例为0.6、当量比为0.6 ～0.8时,射流和主流有效掺混并伴有火焰抬升,实现柔和燃烧；相同当量比时,分级燃烧的NO排放较旋流扩散低,当量比0.8时,分级燃烧相对旋流扩散减排NO 达44％.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2013(026)001【总页数】7页(P33-39)【关键词】分级燃烧;NOx;柔和燃烧;扩散燃烧;甲烷【作者】黄明明;张哲巅;邵卫卫;熊燕;刘艳;肖云汉【作者单位】中国科学院能源动力研究中心(中国科学院工程热物理研究所),北京100190【正文语种】中文【中图分类】V231.2+5燃气轮机燃烧技术朝高燃烧效率、低NOx排放方向发展，柔和燃烧作为一种能同时实现高燃烧效率、低NOx排放两大目标的新型燃烧方式近年来引起学者关注。
反应物初始温度高于自燃温度、反应最高温升低于自燃温度是柔和燃烧的两大要素［1-4］，如何实现柔和燃烧则是研究的焦点。
不同学者采用不同方式实现柔和燃烧，主要有四种:空气预热 +空气稀释(方式一)［5］，空气预热+燃料稀释(方式二)，烟气内循环(方式三)，分级燃烧(方式四)。
Gupta等［5］运用余热利用装置将空气预热至900～1 100℃，空气稀释至氧摩尔分数2% ～21%，通过火焰图片观察燃料在不同预热温度和氧摩尔分数氧化剂氛围中的燃烧特征，分析不同工况的NOx和CO排放。
空气预热温度不变、氧摩尔分数从21%减到2%时，火焰抬升距离增加而亮度降低;空气预热温度为1 100℃，氧摩尔分数从2%增加到21%时，NOx排放从2×10-5增加到2×10-3(本文中提到的排放均指体积分数)。
煤炭挥发分不确定度评定报告
煤炭挥发分不确定度评定报告
一、研究背景
二、研究目的
本报告旨在评定煤炭挥发分测定的不确定度，以便为煤炭资源开发利
用和燃煤过程控制提供参考依据。
三、研究方法
2.实验条件控制：将实验条件统一化，包括煤炭样品的预处理、实验
设备和仪器的标定等。
3. 不确定度评定：根据GUM（Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement，测量不确定度的表达指南）的理论，评定
煤炭挥发分测定的不确定度，并按照一定的评定准则进行分级和权重划分。
四、研究结果
通过实验和数据分析，我们获得了一组煤炭挥发分测定数据。
对这些
数据进行统计学分析后，计算出了挥发分的标准偏差为0.8%。
根据GUM
的评定方法，我们将不确定度分为三个等级，分别是高、中、低，对应的
权重分别为0.4、0.3、0.2、在此基础上，我们评定出煤炭挥发分测定的
不确定度为0.32%。
五、研究结论
1.通过对煤炭挥发分的测定数据进行分析，我们评定出了其不确定度
为0.32%。
2.结果分级显示，煤炭挥发分测定的不确定度为中等水平。
3.评定结果可为煤炭资源开发利用和燃煤过程控制提供参考依据，帮助提高能源利用效率和减少环境污染。
六、研究展望。
混煤燃烧特性及动力学分析
混煤燃烧特性及动力学分析邢相栋;张建良;任山;曹明明;焦克新【摘要】Non-isothermal combustion experiments of different additive amount of bituminous (0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%) were conducted by synthesized thermogravimetry analyzer(STA409PC) from room temperature to 900 ℃ in air. The changes of combustion characteristic parameters of pulverized coals in different atmospheres are analyzed. The results show that DTG curves of coal combustion move to low temperature zones when the amount of bituminous increases. It indicates that both ignition and burn out temperature are lower, burn out time decreases, combustion characteristic index obviously increases, and combustion performance of blending coal are improved. The iso-conversional method involving Flynn-Wall-Ozawa(FWO) methods was used for the kinetic analysis of the main combustion process. The results indicated that when the additive amount of bituminous varied from 0 to 100%, the value of activation energy which would sharply reduce if the additive amount of bituminous was under 60% increased from 133. 94 kJ/mol to 78. 03 kJ/mol by using FWO method.%采用综合热分析仪(STA409PC),系统研究了分别配加0％,20％,40％,60％,80％,100％烟煤对无烟煤煤粉燃烧特性的影响.结果表明,随着烟煤配加量的增加,燃烧DTG曲线呈现双峰状向低温区移动,着火温度及燃尽温度降低,燃尽时间缩短,综合燃烧指数明显提高,燃烧特性得到改善；采用非等温模型Flynn-Wall-Ozawa(FWO)对主要燃烧过程进行动力学分析,当烟煤配加量从0％～100％时,煤粉燃烧活化能从133.94 kJ/mol降低到78.03 kJ/mol,且烟煤的配加量低于60％时,能够显著降低煤粉燃烧的活化能.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2012(035)003【总页数】5页(P43-47)【关键词】热重法;燃烧;混煤【作者】邢相栋;张建良;任山;曹明明;焦克新【作者单位】北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京;北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室,100083北京【正文语种】中文【中图分类】TQ534;O643.12煤粉燃烧是高炉喷吹节能降耗的重要措施，也是燃煤电厂锅炉的主要燃烧方式，提高煤粉燃烧效率、改善其燃烧特性和减少有害气体排放是煤粉燃烧技术领域的关键研究课题.近年来，混煤燃烧（特别是烟煤与无烟煤混合）在世界范围内得到广泛应用.混煤复配时，若煤种比例选择适当，混合均匀，则能充分发挥各煤种的优越性，弥补单一煤种自身燃烧特性存在的缺陷，给生产的安全性和经济性带来良好的影响.实际运行表明：混煤的燃烧特性与单一煤种相比发生很大的变化，这是因为混煤的反应性发生了变化.关于混煤燃烧特性的研究已有许多报道［1，2］，对于烟煤促进无烟煤的燃烧也已经普遍被接受，但对烟煤与无烟煤混合燃烧特性系统研究的内容并不多.本实验系统研究了混煤燃烧过程，主要以配加不同比例烟煤与无烟煤的混煤为研究对象，通过模式匹配的方法，初次以Flynn－Wall－Ozawa （FWO）模型为基础，采用综合热分析仪（STA409PC）研究了煤粉的燃烧特性，着重对燃烧反应的动力学参数活化能进行了研究.1.1 煤样分析实验所用烟煤及无烟煤样品为山东某钢铁企业提供，单煤种的煤质分析数据见表1. 由于煤粉水分（Mad）、灰分（Aad）、固定碳（FCad）和挥发分（Vad）含量具有线性加权性［3］，因此可以通过计算得到混煤煤粉煤质分析数据（见表2）.1.2 实验方法采用德国耐驰公司综合热分析仪（STA409PC）可获得试样的热重曲线（TG）和微熵热重曲线（DTG）.主要技术数据如下：热天平精度1μg；最大试样量1000mg；温度范围为室温～1400℃；实验气氛为空气和氮气；升温速率范围0.1K／min～30.0K／min；样品粒度小于80目.实验过程中以无烟煤为基准，分别配加0%，20%，40%，60%，80%，100%的烟煤，按要求均匀混合后取样，在空气气氛下，从室温加热至900℃，观察热重曲线变化，分析煤粉的燃烧特性，确定过程的动力学参数.升温速率分别控制为5K ／min，10K／min，20K／min，每次称取试样质量为（10±0.2）mg，为保证测量结果的准确性，同一实验条件下，实验重复3次.2.1 燃烧特征参数分析2.1.1 燃烧特征值的确定2.1.1.1 着火温度和燃尽温度本实验采用TG－DTG法［4］确定着火温度，即在DTG曲线上过第一个峰值点作垂线交TG曲线于A点，过A点作TG曲线的切线，与TG曲线上开始失重的平行线交于C点，C点对应的温度即为着火温度Ti，而燃尽温度Tf定义为试样失重占总失重98%时对应的温度.煤样从着火温度上升到燃尽温度所用的时间为燃尽时间.2.1.1.2 综合燃烧特性指数综合燃烧特性指数S全面反映了煤的着火与燃尽特性，S越大表明煤的燃烧特性越好［4］，S定义如下：式中：（dw／dt）max为最大燃烧率，%／min；（dw／dt）mean为平均燃烧率，%／min；Ti为着火温度，℃；Tf为燃尽温度，℃.2.1.2 TG／DTG曲线分析升温速率为10K／min时，不同烟煤配加量对混煤煤粉燃烧特性影响的热失重曲线（TG）和失热重微分曲线（DTG）见图1，TG曲线表征的是样品质量随温度递减的变化曲线；DTG曲线表示样品瞬时失重速率随温度的变化曲线，其反映某一时刻样品发生失重的剧烈程度.在给定的工况条件下，煤粉的燃烧经历了几个不同的阶段，大致分为三个区域：首先是从室温到煤粉着火点Ti的干燥脱气阶段，这一阶段主要是水分的挥发和少量挥发分的析出，煤粉热重曲线的外形基本没有发生变化；第二阶段是煤粉燃烧的主要阶段，在该阶段，随着温度的升高，煤粉中固定碳和大量有机物挥发燃烧；第三阶段的温度区间是第二阶段的末端温度之后到900℃，煤粉只有少量质量损失.其中第二阶段的反应最为强烈，也是研究煤粉燃烧动力学的主要反应区域.煤粉燃烧是一个复杂的物理化学过程，本文描述的三个阶段只是粗略划分.从DTG曲线可知第二阶段的质量损失速率明显大于其他两个阶段. 表3为升温速率为10K／min时不同烟煤配加量（0%，20%，40%，60%，80%，100%）煤粉燃烧的特征参数.表3中Ti为煤粉着火点，℃；T1，T2分别为DTG曲线峰值对应的煤粉燃烧温度，℃；（dw／dt）1和（dw／dt）2分别为DTG曲线峰值对应的煤粉燃烧率，%／min；（dw／dt）max为煤粉最大燃烧率，%／min；Tmax为煤粉最大燃烧率对应的温度值，℃；Tf为煤粉燃烧终点温度，℃.随着烟煤配加量的增加，煤粉DTG曲线第一个峰值均向低温区移动.由表3可知，烟煤和无烟煤单独加热燃烧时，煤粉的DTG曲线呈现单一峰值，混合之后呈现双峰，且随着烟煤配加量的提高，前峰所指的燃烧速率逐渐变大，后峰逐渐变小，其中前峰主要体现烟煤燃烧过程，后峰体现无烟煤燃烧过程.煤粉最大燃烧率体现了煤粉中百分比占优势的煤种燃烧特点［3］，同时，混合煤粉燃烧平均反应速率随着烟煤配加量的提高而逐渐增加.故高反应性烟煤的加入能够促进煤粉挥发分的析出，从而引起最大反应速率发生改变.2.1.3 烟煤配加量对煤粉燃烧特性的影响混合煤粉的着火温度和燃尽温度随烟煤配加量的变化关系见图2.由图2可以看出，随着烟煤配加量的增加，煤粉燃烧的着火温度和燃尽温度均有下降趋势.烟煤配加量对混合煤粉综合燃烧特性指数的影响见图3.由图3可以看出，烟煤的加入能够显著改善煤粉的燃烧性能，同时可以得出，烟煤对混合煤粉综合燃烧特性指数的影响并不是线性关系，配入量超过60%之后，影响程度明显增加.2.2 动力学分析2.2.1 燃烧动力学计算非等温、非均相燃烧反应过程中，样品热解速率或转化速率dα／dt与反应速率常数κ（T）和燃烧机理函数f（α）具有线性关系，其动力学方程为：式中：α为煤粉氧化分解过程的转化率，%；T为转化率等于α时所对应的温度，K；t为转化率等于α时的升温时间，s.κ（T）通常采用Arrhenius定律描述：式中：A为前置因子；E为活化能，kJ／mol；R为普适气体常数，其值为8.314J ／（mol·K）.f（α）描述为：式中：n为反应级数.定义热解转化率α为［5］：式中：mi，mt和m∞分别代表反应开始前、反应t时刻和反应结束时样品的重量. 将式（3）和式（4）代入方程（1）中，得到方程（6）：升温速率：方程（6）变为：对式（8）进行积分并记为g（α）：式中：T0为初始温度，K.本文采用非等温转化的方法，设计了一系列不同升温速率的实验，根据非等温模型Flynn－Wall－Ozawa（FWO）计算出燃烧过程动力学参数活化能.Flynn－Wall－Ozawa（FWO）模型基于以下方程［5，6］：该方程可以根据与1／T的线性关系，计算通过不同转化率时的燃烧转化活化能Eα.2.2.2 动力学参数分析以方程（10）为基础，利用lnβ与1／T之间的线性关系可以计算出不同燃烧率条件下的反应活化能Eα.本实验采用非等温转化的方法，分别选取5K／min，10K／min和20K／min三个不同的升温速率评价反应活化能和转化率α之间的关系.在一定烟煤配加量的条件下不同升温速率对煤粉燃烧的特征参数见表4.由表4可以看出，升温速率不仅影响煤粉挥发分的析出和燃烧，同时影响煤粉的燃烧速率.图4是以FWO模型为基础绘制计算确定煤粉燃烧活化能Eα的趋势图.［7］采用FWO的方法计算了转化率α在［0.2，0.8］的活化能（见表5）.由表5可以看出，活化能Eα具有很好的线性相关系数，R2值在0.950 89～0.999 97之间，证明结果是可靠的.随着烟煤加入量的增加，活化能分别为133.94kJ／mol，122.22kJ／mol，97.52kJ／mol，85.11kJ／mol，85.04kJ／mol，78.03kJ／mol.混合煤粉燃烧活化能随着烟煤配入量的增加逐渐降低，这与混合煤粉中挥发分含量有关，混合煤粉中挥发分的含量见表2.混合煤粉挥发分含量增加，活化能逐渐降低，这主要是因为混合煤粉挥发分含量越高，相同温度条件下析出挥发分的量越多，挥发分浓度越高，挥发分分子间碰撞越剧烈，普通分子更容易转化为活化分子，煤粉氧化燃烧越容易.［8，9］烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能.1）随着烟煤配加量的增加，煤粉燃烧DTG曲线向低温区发生移动，煤粉燃烧平均反应速率逐渐增加.2）随着烟煤配加量的增加，煤粉的着火温度和燃尽温度均降低，综合燃烧指数提高，煤粉的燃烧特性得到改善，这将有利于煤粉的燃烧和燃尽.3）挥发分对燃烧特性有较大影响，煤粉挥发分含量增加，煤粉活化能逐渐降低. 4）采用FWO方法计算燃烧过程活化能，得到活化能和烟煤配加量具有一定的数学关系，烟煤配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能.【相关文献】［1］刘亮，周臻，李录平.混煤燃烧反应动力学参数的实验研究［J］.电站系统工程，2006，22（2）：7－9.［2］秦瑾，何选明，刘瑞芝等.催化剂对劣质煤燃烧性能的影响［J］.煤炭转化，2011，34（2）：13－17.［3］张建良，张曦东，陈杉杉.利用热重法研究煤粉的燃烧［J］.钢铁研究学报，2009，21（2）：6－10.［4］唐强，王丽朋，闫云飞.富氧气氛下煤粉燃烧及动力学特性的实验研究［J］.煤炭转化，2009，32（3）：55－60.［5］ Zou S P，Wu Y L，Yang M Det al.Pyrolysis Characteristics and Kinetics of the Marine Microalgae Dunaliella Tertiolecta Using Thermogravimetric Analyzer［J］.Bioresour Technol，2010，101（1）：359－365.［6］ Boonchom B，Puttawong S.Thermodynamics and Kinetics of the Dehydration Reaction of FePO4·2H2O［J］.Phys B，2010，405（9）：2350－2355.［7］ Seo Dong Kyun，Park Sang Sh in，Hwang Jungho et al.Study of the Pyrolysis of Biomass Using Thermogravimetric Analysis（TGA）and Concentration Measurements of the Evolved Species［J］.Journal of Analytical and Applied Pyrolysis，2010，89（1）：66－73.［8］张洪.矿物质对煤粉燃烧特性和反应动力学影响的研究［J］.中国矿业大学学报，2009，38（3）：455－456.［9］李梅，吕硕，焦向炜.内在矿物质对煤焦燃烧特性影响的实验研究［J］.煤炭转化，2009，32（2）：33－36.。
混煤的特性及对燃烧的影响
混煤的煤质特性及对燃烧的影响这里写上自己的名字，单位名称，然后另起一行，写上名字的拼音，单位的英文Abstract:According to the current supply of coal fuel coal-fired power plants and operation process of the common characteristics of coal are analyzed, the evaluation indexes of mixed coal plant characteristics and main characteristics of mixed coal combustion influence of indicators.Key Words:Mixing coal,Characteristics of coal摘要：根据目前我国燃煤电厂燃料煤的供应状况及电厂运行过程中常用的煤质特性评价指标，分析了电厂混煤的相关特性及混煤主要特性指标变化对燃烧的影响。
关键词：混煤；煤质特性；随着国家经济的发展及电力体制改革，我国的电力行业已经逐步摆脱粗放型管理，运行机制也已经逐步由计划经济向市场经济发展。
厂网分开、竞价上网已经开始实施。
如何降低发电成本，提高机组效率，直接关系到发电企业的生存与发展。
根据目前国内的煤炭市场和电力需求情况，我国火电厂出现一些问题：①电装机容量增大，煤的耗量增加，一台300MW机组的锅炉的日耗煤量约达3000吨左右，因而很难保证燃烧单一煤种。
②煤炭资源集中在经济欠发达的中、西部地区，在经济发达、对电力需求大的东、南部地区煤炭资源则非常贫乏，北煤南运，煤的运输能力不足。
③近年的电慌、煤慌，造成很多电厂“饥不择食”，被迫烧一些劣质煤。
④许多电厂锅炉的实际燃煤与设计煤种不符，安全经济得不到保障，因而采用混煤燃烧，以便满足锅炉燃烧的要求。
1．1混煤燃烧特性从燃料特性来考虑，燃煤的主要性质根据锅炉需求大体可分为三个层次：第一层次是最基本的煤质指标，如碳含量C、氢含量H、挥发分V、灰分A、全水分M、发热、量Q、硫分S；第二层次指标是对燃料特性的重要补充，如可磨性HGI、着火温度ti粒度组成或煤粉细度、有害元素含量、煤灰熔融特性温度、煤灰粘度与结渣性；第三层次指标是对燃用煤质的专门了解，如密度、硬度、比热、导热系数和膨胀系数、热分析、燃烧特性、煤灰表面张力及沾污能力、灰渣强度及烧结温度等。
低热值煤层气与煤矸石CFB混烧特性数值模拟与试验研究的开题报告
低热值煤层气与煤矸石CFB混烧特性数值模拟与试验研究的开题报告一、研究背景低热值煤层气（CBM）和煤矸石是我国煤炭资源中的重要组成部分，其有效利用对于提高能源资源利用效率和降低环境污染具有重要意义。
目前，我国煤炭资源多为低热值煤种和深埋煤炭资源，这些资源的燃烧会产生大量的温室气体和污染物，给环境带来严重影响。
而CBM和煤矸石的同时利用，能够在增加能源利用效率的同时，减少温室气体和污染物的排放，符合环保和可持续发展的要求。
目前，有关CBM和煤矸石混烧的研究大多集中在实验室，缺乏实际运行的工程实践验证。
此外，混烧时的气态和固态相互作用、流体动力学等问题也需要深入研究。
因此，探究CBM和煤矸石的混烧特性，开展数值模拟和试验研究，对于深入混烧机理、优化运行参数和开发混烧技术具有重要意义。
二、研究内容与目标本研究针对CBM和煤矸石在循环流化床（CFB）内混烧的特性进行数值模拟和试验研究。
研究内容包括：1. CBM和煤矸石CFB混烧的物理与化学过程分析，探究混烧过程中的相互作用机制。
2. 基于CFB内CBM和煤矸石混烧的数值模拟，分析混烧过程中的气相和固相运动特性、反应动力学等。
3. 设计CFB实验平台，开展CBM和煤矸石CFB混烧的试验研究，验证数值模拟结果的有效性和可靠性。
4. 探究混烧过程中的优化运行参数、混烧技术和操作措施，提出优化方案和建议。
研究的最终目标是：深入探究CBM和煤矸石在CFB内的混烧特性，提出优化方案，为混烧技术的开发和工程实践提供科学依据。
三、研究方法1. 分析理论：根据既有文献、理论及相关数据资料，了解CBM和煤矸石的物理化学特性，深入研究CBM和煤矸石CFB混烧的物理和化学过程。
2. 数值模拟：基于CFD的分离相流模拟理论，建立CFB内CBM和煤矸石混烧的数值模型，分析混烧过程中的气态和固态运动特性、热力学参数和反应动力学等。
3. 试验研究：设计CFB实验平台，开展CBM和煤矸石CFB混烧的实验研究，测量其质量热值、污染物排放等参数，验证数值模拟结果的有效性和可靠性。
无烟煤技术指标
无烟煤技术指标无烟煤是一种低挥发分、低灰分、高发热量的煤种，具有燃烧无烟、煤灰少、污染低等优点。
其技术指标是衡量无烟煤质量的重要标准，下面将从挥发分、灰分、发热量等方面介绍无烟煤的技术指标。
一、挥发分挥发分是指煤在加热过程中失去的水分和挥发分的总和。
无烟煤的挥发分较低，通常在5%至20%之间。
挥发分较低意味着煤燃烧时产生的烟雾较少，减少了空气污染。
此外，挥发分的含量还影响煤的可燃性能，挥发分较高的煤燃烧时火焰较大，燃烧强度较高。
二、灰分灰分是煤中不可燃的无机物质的总和，包括煤中的矿物质和杂质。
无烟煤的灰分较低，通常在5%至25%之间。
灰分的含量越低，煤燃烧时产生的灰烟和灰渣就越少，减少了环境污染。
此外，灰分还影响煤的燃烧效率，灰分较高的煤燃烧时会产生较多的灰渣，降低了燃烧效率。
三、硫分硫分是煤中含有的硫元素的百分比。
无烟煤的硫分较低，通常在0.5%至2.5%之间。
硫分的含量越低，煤燃烧时产生的二氧化硫排放就越少，减少了大气污染和酸雨的形成。
此外，硫分还会影响煤的燃烧效果，硫分较高的煤燃烧时会产生较多的烟雾和气味，降低了燃烧品质。
四、发热量发热量是煤燃烧时释放的热量，通常以单位质量的煤所释放的热量来表示，单位为千焦耳/千克或千卡/克。
无烟煤的发热量较高，通常在25,000千焦耳/千克以上，甚至可达30,000千焦耳/千克。
发热量的高低直接影响煤的燃烧效率和热效益，发热量较高的煤燃烧时产生的热能更充分，利用效率更高。
五、固定碳固定碳是煤中不挥发的有机物质的百分比，也是煤中可燃物质的主要组成部分。
无烟煤的固定碳含量较高，通常在65%至85%之间。
固定碳的含量越高，煤的可燃性能越好，燃烧时火焰稳定，煤炭利用效率更高。
无烟煤的技术指标包括挥发分、灰分、硫分、发热量和固定碳等。
无烟煤的低挥发分、低灰分、低硫分和高发热量是其优势所在，使其成为一种环保、高效的燃料。
无烟煤在工业生产和民用领域有着广泛的应用，对减少大气污染、改善环境质量起到了重要作用。
火电厂燃煤掺配掺烧技术探讨
火电厂燃煤掺配掺烧技术探讨摘要：为适应形势变化，燃煤电厂一般采用混煤掺配掺烧降低燃煤综合单价，提高经济效益。
本文对一起因煤质掺配问题导致锅炉结焦引起炉膛压力变化而机组跳闸的事件进行了分析，对火电厂锅炉燃煤掺配掺烧原则和技术进行了阐述和分析，提出了掺配掺烧改进建议和意见。
关键词：结焦；灰熔点；掺配掺烧；运行0引言目前，火力燃煤发电厂普遍面临着利用小时数下降、盈利压力不断加大的严峻形势。
煤炭作为生产成本费用的主要构成部分，掺烧偏离设计煤质而价格较低的煤种势在必行。
通过科学合理掺烧不同煤种，可有效降低发电成本，提高发电效益。
但如果掺配掺烧工作不细致，容易出现锅炉结焦结渣、磨损加剧、经济性下降等问题，甚至出现落焦灭火、磨损泄漏等不安全事件。
1.某不安全事件的过程与检查情况某锅炉于1996年投产，锅炉型号为SG1025/18.3-M833，亚临界、单汽包、一次中间再热、控制循环、固态排渣煤粉炉，呈∏型露天布置，设计煤种为山西晋中贫煤。
锅炉采用中间储仓式钢球磨(四台)制粉系统，热风送粉，四角切圆燃烧，摆动式煤粉喷口。
喷口高度方向分四层布置，另外布置两层三次风空气喷口，位置在煤粉喷口上方。
每角燃烧器布置16层喷口，一次风喷口由下至上分别为第3、5、9、11层。
发生异常前，机组负荷249MW,主汽压16.51 MPa,主汽温537℃，送、引风机均投自动，未进行一、二次风、给粉机、制粉系统等与炉膛压力有关的操作，各运行参数均正常。
炉膛负压负24帕。
炉膛冒正压，最高正412帕,瞬间又快速降低。
炉膛压力低导致机组跳闸。
检查发现捞渣机内有大量的灰渣，从捞出的渣样看有部分落焦松软，呈黄红色，部分落焦较硬，呈淡黄绿色。
从炉内检查，发现上层喷口附近水冷壁有焦，周围水冷壁存在结焦渣的痕迹。
5、9、11层给粉机跳闸逻辑设计为单个火检发无火信号时，跳闸相应给粉机、切断相应火嘴。
炉膛发生掉焦过程中，5、9、11层有10个火检相继发无火信号，10个喷口相继被切断燃料、灭火，与之前炉膛负压持续下降现象相吻合。
利用热重法研究混煤的燃烧率
Ｖｏ Ｎｏ ３ Ｌ２７ ． Ｍａ ． ０ ｙ ２ ０８
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金
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ＥＮＥＲＧＹ ＦＯＲ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩ ＣＡＬ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
利 用 热 重 法 研 究 混 煤 的 燃 烧 率
张曦 东 张建 良 陈杉杉 吕 卫
燃 烧率 ｏ
，： Ｉ一 —Ｉｘ ｗ
—
部可燃值 ，６ × （ 一 。 １ ＇ 。 １ Ａ ）是未燃煤粉 中的可燃 值 ，燃烧率 ， 就是已燃烧 了的可燃值与全部可燃 值 之 比。 将 公式 （ ） 进行推 导 ，可得 到 ２
Ｉ＝
１ Ａ ／ ｌ ｔ × （ － ０Ａ ） ０ １ × ０Ａ － ０Ａ ｔ Ｊ ０ １ Ａ ／ １ —６ Ａ ／ ｌ ＇ ０ ｔ × （ － ０ ｔ Ｊ ０ １ Ａ）
＝＝ 一
根 据灰 平 衡 原 则 ，
×Ａ ６ Ａ ，则 １ ０＝１ ＇ ｌ ｌ× ６ ＇ ｌ
＝１ Ａ／ ｌ 未 燃 煤 粉 的重 量 ，则 １ ６ ＇ ０Ａ 是 ０× ６ ｔ ＇ Ｊ ０一ｔ ０× Ａ ／ 。 。 １ 就是 已燃烧了的可燃值。显然公 。Ａ ＝ 一６ ＇ 。 式 （ ） 中的燃 烧率 也 是 煤粉 已燃 烧 了 的可 燃值 ２ 与 全部 可燃值 之 比。 目前 ，测定煤 粉燃 烧率 还无 国家标 准 ，不 管
喷煤 ，混煤 喷吹可 明显 改善煤粉燃烧 、扩大煤 源、稳定成分 、增加磨煤机 出力等多项优势 。 混煤中的低挥发分煤可以发挥其高热值 、高置换 比的优点 ，混煤中的高挥发分煤可以发挥其容易
燃 烧 的优点 。 煤 粉 的燃烧 率 （ ）是 煤 粉 燃 烧 性 能好 坏 的 ， 标 志 ，定 义 为 煤 粉 中 可燃 物 的气 化 率 】 。对 于 高 炉 喷吹用 煤 ，测定 煤粉 燃烧 率 的设备 较 多采用 两 段 式燃烧 炉 ，并 利 用 公 式 （ ） 或 （ ） 计 算 １ ２
混煤燃烧技术
混煤燃烧技术一、所属行业：热工设备二、技术名称：混煤燃烧技术三、适用范围：各类型燃煤发电厂四、技术内容：1.技术原理国内对混煤燃烧的研究多集中在实验室阶段，即在实验室内对不同煤种混合方式的混煤进行热重分析研究，且用于混煤的单一煤种之间的燃烧特性差异不是特别大。
本项目针对极难着火和燃烬的越南“宏基”煤（无烟煤）的混煤和煤质成分接近褐煤的印尼煤掺烧进行了燃烧技术的研究：（1）采用热天平和一维火焰炉对越南“宏基”煤和印尼煤煤质特性进行实验室研究；（2）采用FLUENT软件进行越南“宏基”煤和烟煤混煤燃烧的理论研究和数值模拟；（3）应用激光测试技术、经济煤粉细度调整技术和风粉调平技术进行越南“宏基”煤与烟煤混煤、越南“宏基”煤与贫煤及无烟煤混煤的燃烧研究与应用；（4）进行了烟煤锅炉掺烧印尼煤的安全技术措施研究及应用。
通过实验室分析研究、数值模拟、现场调整试验等手段，摸索出了一整套越南“宏基”煤和烟煤混烧、越南“宏基”煤和其它煤种混烧、印尼煤和烟煤混烧的燃烧和调整技术，满足了在混煤条件下锅炉安全和经济运行的要求，大大节省了燃料成本。
2.关键技术（1）摸索出了一整套越南“宏基”煤混煤的燃烧技术，以及烟煤锅炉掺烧印尼煤的技术；（2）成功应用激光测试技术对锅炉燃烧器切圆进行校对和调整，结合煤粉细度调整技术和风粉调平技术，对于其它电厂锅炉的调整具有很好的借鉴意义。
（3）首次对燃烧特性差异很大的两种煤（极难着火和燃烬的越南“宏基”煤、容易着火和燃烬的烟煤）的混煤在300MW锅炉上的燃烧过程进行了数值模拟和试验研究，得到了不同配比的混煤在炉内的着火燃烧特性，为保证大型锅炉混煤燃烧的安全性和经济性打下了基础。
（4）得到的越南“宏基”煤混煤燃烬特性和混煤掺烧原则，突破了实验室研究得到的混煤燃烬结果，弥补了混煤实验室研究的局限，不仅有助于混煤燃烧理论的研究和创新，而且对电厂采取不同混煤方式具有直接的指导意义。
3.工艺流程五、主要技术指标：发电机组供电煤耗；锅炉效率；飞灰可燃物含量；锅炉最低不投油稳燃负荷。
混煤燃烧特性及动力学分析
过计 算得 到混 煤煤 粉煤 质 分析 数据 （ 表 ２ ． 见 ）
１ ２ 实 验 方 法 ．
ｃ ｌ ｌ ｅ ｅ ｕｔ ｏ ｌｎ ｉｇｃ ａ 【ｄ ａ ｕａ ｄ ｒｓ ｌ ｆ ｅ ｄｎ ｏ ｌ 】 ｃ ｔ ｓ ｂ ａ
Ａｄ ｉｉｅａ ｏ ｎ ／ ｄｔｖ ｍ ｕ ｔ Ｆ Ｃ Ａ Ｖ Ｍ
煤 种相 比发 生很 大 的 变 化 ， 这是 因 为混 煤 的反 应 性
１ 实 验 部 分
１ １ 煤 样 分 析 ．
实 验所 用 烟煤及 无 烟煤样 品为 山东某 钢铁 企业
发 生 了变化 ． 于混 煤 燃 烧 特 性 的研 究 已有 许 多 报 关
提供 ， 煤 种 的煤质 分析 数据 见表 １ 单 ．
得 到改 善 ； 用非等 温模 型 Ｆ ｙ ｎｗａｌ ｚ ｗ （ ｗＯ） 采 ｌｎ — ｌ Ｏ ａ ａ Ｆ — 对主要 燃烧 过 程进 行 动 力 学分析 ， 当烟 煤 配
加 量从 ０ ～１ ０ 时 ， ０ 煤粉 燃烧 活化 能从 １ ３ ９ Ｊ ｍｏ 降低 到 ７ ． ３ｋ ／ ｌ且 烟煤 的 配加 量低 ３ ． ４ｋ ／ ｌ ８ Ｏ Ｊ ｍｏ， 于 ６ 时 ， ０ 能够显著 降低 煤粉 燃 烧的 活化 能．
关 键 词 热 重 法 ， 烧 ， 煤 燃 混
中图分 类号
ＴＱ５ ４ Ｏ６ ３ １ ３ ， ４． ２
０ 引 言
煤粉 燃 烧 是 高炉 喷 吹 节 能 降耗 的重要 措 施 ， 也
道Ｌ ， 于烟 煤 促 进 无 烟 煤 的燃 烧 也 已 经 普 遍 被 ｌ 对 ’ 接受 ， 但对 烟 煤与 无 烟 煤 混合 燃 烧 特 性 系 统研 究 的 内容 并不 多． 本实 验 系统研究 了混煤燃 烧 过程 ， 主要 以 配加不 同 比例 烟煤 与无 烟 煤 的 混 煤 为研 究 对 象 ， 通 过 模 式 匹 配 的 方 法 ， 次 以 Ｆ ｙ ｎＷａ － ｚｗ 初 ｌｎ － ｌ Ｏ ａ ａ ｌ （ ＷＯ） 型为基础 ， Ｆ 模 采用综 合 热分 析仪 （ Ｔ ０ Ｐ ） Ｓ Ａ４ ９ Ｃ
煤的挥发分产率分级 -回复
煤的挥发分产率分级-回复煤的挥发分产率分级是指根据煤中挥发性物质占总质量的比例，将煤分类成不同等级。
挥发分是煤燃烧时会挥发出来的物质，它在煤的燃烧过程中起到重要的作用。
本文将逐步解释什么是挥发分产率分级，以及这种分类的背后原理和应用。
首先，我们来了解一下挥发分的基本概念。
煤是一种由有机质通过长时间地埋藏和压力作用形成的矿物质，它主要由固定碳、挥发性物质、水分和灰分等组成。
挥发分是指在加热时，煤中可以挥发出来的物质。
这些挥发性物质主要包括煤油、煤气和焦油等。
挥发分的产率可以反映煤中可燃物质的含量和煤的燃烧特性。
挥发分产率分级是一种将煤按照挥发分的产率高低进行分类的方法。
通常，通过实验室测试或工业生产中的抽样分析，可以得到煤样的挥发分产率。
挥发分产率分级的意义在于帮助我们了解煤的燃烧特性、能源利用价值和适用用途。
根据国际上的通用标准，煤的挥发分产率可以分为以下几个等级：1. 高挥发分煤：挥发分产率大于45%。
这种煤燃烧时挥发分产率高，燃烧性较好。
高挥发分煤的特点是容易着火和燃烧，产生大量的煤气，适合用作燃料和工业炉中的燃料。
2. 中挥发分煤：挥发分产率在25%~45%之间。
这种煤的燃烧特性介于高挥发分煤和低挥发分煤之间。
中挥发分煤在煤燃烧过程中产生的煤气较少，适合用作燃烧性能要求较高的场合。
3. 低挥发分煤：挥发分产率小于25%。
这种煤的燃烧特性较差，产生的煤气较少。
低挥发分煤通常具有高的固定碳含量和较高的燃烧温度，适合用作冶金行业中的焦炭生产。
挥发分产率分级的意义在于对不同性质的煤进行分类，以便使其能够更好地发挥其特性。
对于高挥发分煤，由于其燃烧性能较好，适合作为燃料使用。
而对于低挥发分煤，尽管其燃烧性能较差，但其固定碳含量较高，可以用于生产焦炭，在冶金行业有较大的用途。
中挥发分煤则可以根据实际需求灵活应用。
除了能源利用方面，挥发分产率分级还可在选煤或混煤时起到指导作用。
在煤炭的选煤过程中，可以根据需要选取不同等级的煤炭，以满足工业生产的要求。
煤的挥发分产率分级
煤的挥发分产率分级煤的挥发分产率是衡量煤种特性的一个重要指标之一。
它是指在特定条件下，煤在加热过程中释放出的挥发性物质的质量与煤样初始质量的比值。
煤的挥发分产率的高低直接影响煤的燃烧性能、煤气化和液化过程中的反应速度、炼焦煤的高温软化和脱挥发分行为等。
根据挥发分产率的大小，可以将煤分为低挥发分煤、中挥发分煤和高挥发分煤三个级别。
其中，低挥发分煤的挥发分产率小于22%，中挥发分煤的挥发分产率在22%至43%之间，而高挥发分煤的挥发分产率大于43%。
不同级别的煤在燃烧特性、炼焦特性和气化特性等方面表现出明显的差异。
低挥发分煤的挥发分产率较低，煤燃烧过程中释放热量较少，因此燃烧稳定，高热效率。
低挥发分煤通常被用作发电燃料，因其燃烧过程烟尘少，烟气排放相对较少，对环境污染相对较低。
同时，低挥发分煤的煤焦油产率较高，适合作为炼焦煤。
中挥发分煤的挥发分产率介于低挥发分煤和高挥发分煤之间，具有低挥发分煤和高挥发分煤的一些特性。
中挥发分煤的燃烧性能较低挥发分煤略差，但仍具备较高的热值，可作为发电燃料。
中挥发分煤的煤焦油产率居中，适合用于制备炼焦煤和重油。
高挥发分煤的挥发分产率较高，煤在加热过程中释放出大量的挥发性物质。
高挥发分煤的燃烧速度较快，并且热效率也较低。
高挥发分煤通常用于煤气化和煤液化等非常设备的煤种选择。
在煤气化过程中，高挥发分煤中的挥发性物质可以被转化为矿质物质和可燃气体，用于发电和化工生产。
在煤液化过程中，高挥发分煤中的挥发性物质可以被转化为液体燃料，如柴油和汽油。
总之，煤的挥发分产率是衡量煤种特性的重要指标之一，通过对煤的挥发分产率进行分级可以更好地了解和利用不同煤种的特性。
低挥发分煤适合用作发电燃料和炼焦煤，中挥发分煤适合发电和重油生产，高挥发分煤适合用于煤气化和煤液化。
这些煤矿的特性和用途的不同，使得煤炭资源能更好地满足社会经济发展的需要。
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耒阳低挥发分无烟煤煤质特性如下：
工业分析：Ｍ．一８．１１％，旭ｄ一２．２０％…Ａ一
２４．８９％，Ｖ女ｆ一６．１９％，Ｑ。。。，一２ｌ ２４８ｋＪ／ｋｇ。
元素分析～Ｃ一６２．２９％，Ｈ。，一１．０８％～０＝ ２．８３％，Ⅳ。，一０．４２％～Ｓ一０．３８％。
灰熔点：ｔ１—１ ２６０。Ｃ，￡２—１ ３１５℃，ｆ３—
从图７可以看出，无烟煤中掺人贫煤或烟煤后，
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万方数据
研完与斌验
湖南电力
第２６卷／Ｚ００６年第ｌ期
煤的灰熔融特性也比较复杂，如临汾烟煤的灰熔点 较高（ｔ：＝１ ４１０。Ｃ），而黄陵烟煤的灰熔点较低（屯 ；ｌ ３１９℃），含硫量较大。因此，西安热工研究院在 模拟煤粉燃烧炉内条件下，用８ｒａｍ×１２ｍｍ× ２００ｍｍ的碳化硅棒直接插到煤粉火焰的各区域中， 通过渣型对比试验来评价结渣特性，较为直观、准 确。表５考虑了２种不同的烟煤后煤灰结渣指数的计
电站锅炉燃煤的燃烧特性对机组的设计和运行 有很大影响，燃烧器、炉膛和各级受热面的设计布 置主要取决于燃料特性。由于无烟煤挥发分含量低， 难以着火与稳定燃烧，炉膛型式及燃烧器的选择显 得尤为重要。未阳电厂二期工程为２×３００ＭＷ燃煤 ｗ型火焰锅炉，为充分利用湖南省的煤炭资源，设 计燃用未阳本地低挥发分无烟煤。
试验结果，运用模糊数学方法进行综合评判，确定了混煤的最佳掺配比，为混煤的合理
燃烧提供了科学依据。
关键词：无烟煤；混煤；燃烧特性；最佳掺配比
中图分类号：ＴＫ２２７．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８—０１９８（２００６）０１—００ｌｌ－０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｏｗ—ｇｒａｄｅ ａｎｔｈｒａｃｉｔｅ ｃｏａｌ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｉｘｅｄ ｃｏａｌ
除了个别煤种由于挥发分组分不同而存在差异 外．一般来说，无论单一煤还是混合煤，随着挥发 分含量的增加，其挥发分释放特性越佳．着火燃烧 特性越佳。 ２．１．２单一煤与混煤着火特性比较
从图Ｉ看出，单一煤比相同挥发分下的混煤着 火性能优越，燃烧燃尽试验也得到同样的结论。而 性能相近的２种煤混合后，着火燃尽性能要优于相 同挥发分下性能差异大的２种煤的混合煤。这主要 是因不同煤种的挥发分释放温度存在差别，混合后 由于互相影响使挥发分释放时间延长．因而表现为 ＤＴＧＡ曲线上峰值较平坦，半峰宽远远大于单一
第２６卷／２０００年第１期
湖南电力
研究与试验
低挥发分无烟煤及其混煤燃烧性能研究
黄’伟１，熊蔚立１，杨剑峰１，曹映春２ （１．湖南省电力试验研究院，湖南长沙４１０００７；２．湖南省火电建设公司，湖南株洲４１２０００）
摘要：采用热天平和一维火焰炉对耒阳低挥发分无烟煤及其混煤的着火、燃烧、燃尽
以及结渣特性等进行试验研究，分析了挥发分含量厦掺配比对煤燃烧性能的影响。根据
影响２类混煤掺混比例取值的是着火温度、燃 尽率、结渣程度、ＮＯ，排放特性，因此，因素集ｕ 一｛着火温度、燃尽率、结渣指数、［ＮＯ］），权重集分 配取为Ａ一｛０．４，０．４，０．１，０．１），而备择集是掺混 比例０～１００％，离散为若干值Ｖ一｛０．０，０．２５， ０．５．０．７５，１．０｝。
煤粉燃尽特性的主要指标是燃尽率，即己燃掉 的可燃质重量占初始可燃质重量的百分数。
图５表示着火温度ＩＴ与挥发分ｙ“ｔ的关系曲 线。它表明，混煤的着火温度总是高于相同挥发分 下的单一煤，混煤比挥发分相同的单一煤难着火。
无烟煤接烟煤
图４ Ｂ，Ｃ，△Ⅳ随掺混比例的变化
混合比的关系，可以得出如下几点结论： ２．１．１不同煤种的燃烧特性
２．１混煤挥发分热重分析 试验采用ＭＡＣ－－５００型分析仪，工作气氛为氮
气或氧气，试样重量为ｌｇ左右，升温速度５０℃／ｒａｉｎ， 工作温度从室温到９５０℃。由热重曲线ＤＴＧＡ综合 得到不同煤种的挥发分释放特性指数Ｄ、可燃性指 数ｃ，９００‘Ｃ前可燃质失重凸ｗ及燃尽指数Ｂ。其中Ｑ 越大，表示煤样挥发分析出特性越好，着火特性越 佳；Ｃ主要反应煤燃烧前期的反应能力，其值越大， 可燃性越好；ＡＷ越大，则煤燃烧中期的特性越佳；Ｂ 主要反应煤样后期的反应能力，其值越大，煤的燃尽 性能越好。
表５ ４种煤种的煤旋结渣指数值
ａ．无烟煤捧贫堞；ｂ无烟煤掺烟煤
图６混煤的着火温度与掺混比的关系
ａ．无烟煤掺贫煤；ｂ无烟煤掺娴煤
图７混煤的燃尽率与掺混比的关系图 燃尽率有所提高，但在掺混比低于４０％时，混煤的 燃尽率变化不大。而且当掺混比例在５５％以下时，性 能差异较大的无烟煤与烟煤所组成的混煤，由于燃 烧过程中烟煤的抢风导致元烟煤燃尽更为困难，因 此，其燃尽率不如相同混煤比下的无烟煤与贫煤所 组成的混合煤。 ２．３混煤的结渣特性研究
Ｂｅ一［１一（Ａｏ／Ａ）］／（１一Ａｏ） 式中 Ａｏ为原煤粉灰分；』４为焦炭灰分。
由表２可见，末阳无烟煤的燃尽率Ｂｃ为 ８１．２％，其燃尽性能较差，几乎与永安煤相近。 １．３结渣性能
采用结渣判别指数计算结果如表３所示。 表３耒阳试验煤种结渣趋势判别
堞种产表憋４试ｃ验＿产用煤拦种ｈ的Ⅲ成Ｑ分”分也析．１ｒ一
福建永安煤略好。
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显然，这种难燃的无烟煤比较适宜在ｗ型火焰 炉中燃烧，这是因为经燃烧器送入炉膛的是高浓度 煤粉空气混合物，一次风速低，着火热小，煤粉气 流既受到高温烟气回流加热，又受到下炉膛卫燃带 的高温辐射热，因而容易着火。 １．２燃尽性能
表１试验煤种及对比煤种着火性能数据
煤
种
束阳煤金竹山煤晋东南煤永安煤
反应指教（ＲＴ）／Ｃ
４５０
着火温度（ＩＴ）／℃８５０
着火距离（占全火焰）／蹦 ３０．５
４３５ ８３６ ２８．９
４０１ ８１８ ２３ ４
５１５ ９７４ ３６ ４
由表１可见，未阳无烟煤属于最难燃的无烟煤
之一，其着火性能比金竹山煤和晋东南无烟煤差，比
１ ４１ ５ Ｃ。
灰成分：Ｆｅ：０３—４．８１％，ＣａＯ一３．４％，ＭｇＯ＝
收稿日期；２００５—０９—０９
１．３３蹦，Ｎａ２０＝１．２０％，Ｋ：Ｏ一１．９２％，ｓｉ０２＝５５． ９３％，Ａ１２０３—２３．９８％，Ｔｉ０２—１．４９％。 １．１着火性能
根据西安热工研究院对国内２０种动力用煤（包 括无烟煤、贫煤、劣质煤、烟煤及褐煤）的反应指 数及着火温度的测定结果，所得到的煤挥发分与煤 反应指标和着火温度的回归分析结果，如表１所示。 在实验室滴管炉上也进行了着火温度试验。结果与 上述回归分析结果基本接近。
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万方数据
ａ．无烟煤掺贫煤：ｂ．无烟煤接烟煤
图２ Ｄ随掺混比的变化
２００６ＮＯ．１
ＨＵＮＡＮ ＥＩ。ＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ
Ｖｏｌ＿２６
无烟煤掺贫煤
图３ Ｂ，Ｃ，△Ⅳ随掺混比例的变化
ห้องสมุดไป่ตู้
煤。 ２．１．３掺混比对着火燃烧性能的影响
从图中可以看出，混煤的掺混比例对着火和燃 尽性能均有影响。无烟煤中掺贫煤和掺烟煤的影响 趋势是一致的。但性能差异越大的煤混合后，其掺 混比对燃烧性能的影响亦越大。无烟煤中无论掺贫 煤还是掺烟煤，当掺混比例大于５０％时，其着火和 燃尽性能均有明显改善。 ２．２滴管炉试验研究结果
一般来说，不同煤种混合后由于矿物质的组成 含量发生变化，以及它们之间的相互影响，使得不 同煤的不同矿物质发生化学反应，从而改变了混煤 的灰熔融特性，甚至可能生成共熔体，因此混煤的 灰的结渣趋势是很复杂的，与计算平均值相差很远， 也不表现出线性关系，有时混煤的灰熔点比２种单 一煤还低，有的则比２种单一煤都高。另外，我国烟
为了全面考虑着火特性、燃尽特性、灰熔点对 混煤煤质特性的影响，采用模糊数学法对掺混比进 行综合评判。 ２．４．１评判方法
模糊综合评判的基本步骤如下：ａ．建立因素集： Ｕ一｛“１，ｕ２，……，“Ⅲ｝；ｂ．建立权重集：Ａ一｛＆ｌ， ｄ２，……，ⅡⅢ｝；ｃ．建立备择集：Ｖ一｛ｖｌ，ｖ２，……， Ｖｍ｝；ｄ，建立单因素模糊判别矩阵Ｒ；ｅ．模糊综合评 判Ｂ×Ｒ；ｆ．评判指标的处理。 ２．４．２混煤的模糊综合评判
ａ单一媒；ｂ．棍台煤
图５着火温度ＩＴ与Ｖ“的关系
图６表示掺混比对着火性能的影响。它表明．掺 混比对着火温度影响较大，尤其是掺混烟煤时更是 如此。无烟煤掺混一定比例的烟煤或贫煤后，着火 温度有所降低，着火稳定性提高。贫煤或烟煤的掺 混比例在５０％以下时，着火温度变化较大，对着火 稳定性提高得快。在５０％以上时则变化平缓。
为了进一步了解混煤在流动过程中的着火和燃 尽过程，在立式电加热炉上进行燃烧试验，其中炉 子用大功率硅碳管加热，温度采用可控硅温控器控 制，给粉量０．３９／ｍｉｎ，载气用空气。
煤粉着火特性主要以着火温度ＩＴ为指标，着火 温度就是在一定条件下，外界对煤粉气流加热和煤 粉初期反应放热对自身加热作用下，反应加速，使 煤粉气流由吸热转为放热的温度。
ＨＵＡＮＧ Ｗｅｉ‘，ＸＩＯＮＧ Ｗｅｉ—ｌｉｌ，Ｙａｎｇ Ｊｉａｎ—Ｆｅｎ９１，ＣＡＯ Ｙｉｎｇ—ｃｈｕｎ２
（１．Ｈｕｎａｎ Ｅｌｅｃｔｒｌｃ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｓｔ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０００７．Ｃｈｉｎａ：２．Ｈｕｎａｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｌｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｚｈｕｚｈｏｕ ４１２０００，Ｃｈｌｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｉｇｎｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｂｕｒｎ－ｏｕｔ ａｎｄ ｓｌａｇ ｆ。ｒｍａｔｌｏｎ ａｂｏｕｔ ｌｏｗ ｇｒａｄｅ ａｎｔｈｒａｃｉｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｉｘｅｄ ｃｏａｌｓ ｉｎ Ｌｅｉｙａｎｇ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎｄ ｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｌｌ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ．ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｃｉｄｅｄ ｂｙ ｂｌｕｒ ａｌｇｅｂｒａ ｍｅｔｈｏｄ， ｐｒｏｖｌｄｉｎｇ ｓｃｉｅｎｔｉｃａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｘｅｄ ｃｏａｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｎｔｈｒａｃｉｔｅ；ｍｉｘｅｄ—ｃｏａｌ．ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ