褐煤储存损失试验研究

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图2 煤的粒度变化情况
筛分试验曲线 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
<6mm >13-25mm
>6-13mm >25mm
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试验表明煤的粒度所占百分率均与时间成线性关系，其中＞25㎜煤 的粒度所占比例逐渐变小，＜6㎜的煤的粒度所占比例逐渐变大，即由 于煤的风化，煤的粒度随时间逐渐变小，且大粒度变化趋势明显。 3.4 煤炭堆密度测量 试验过程中对采取的上部样每周做一次堆密度试验，并计算当天的 存煤量，以观测试验期间的煤量变化。由于测点少，代表性差，变化趋 势不明显。 进行试验煤组堆时经轨道衡计量共计堆煤7141吨，试验结束后取试 验煤堆上锅炉燃用，经皮带称计量煤量7011吨（含试验用煤，即样品制 备后的余煤返回试验煤堆），与组堆时相比累计煤量损失130吨，该煤 堆共储存107天，总损失率1.82%，月损失率0.51%。
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火力发电企业燃煤进厂后，部分燃煤通常要在煤场储存一段时间 才会入炉燃烧。煤场储存的煤量通常根据燃料供应市场形势、季节特 点、机组每天燃煤数量等因素决定，存煤太少有因缺煤停机的危险， 存煤太多则会增加煤的损失、占用过多资金。特别是褐煤，成煤时间 短，煤化程度低，热稳定性差，风干时易爆裂成碎煤，在煤场储存过 程中更易因氧化而发生发热、自燃，导致煤质下降。为了研究褐煤在 自然露天条件下储存的煤质、煤量变化规律，以确定褐煤在煤场最佳 存放条件，探索入厂及入炉煤热值差以及为改善煤场管理提供依据， 特对国电双辽发电公司燃用的霍林河褐煤进行了单独组堆存放。在与 其日常煤场完全相同的堆放条件下，存放3个半月，每天观测气象参 数，测定煤堆不同部位温度，定点采样并测定各项煤质特性指标，从 而研究褐煤储存过程中煤质、煤量的变化规律，用于指导和改进燃料 管理。
灰分(%)
y = 0.0082x + 26.453
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图6上部样干基挥发分变化趋势
干基挥发分Vd变化曲线(上部样)
38.00 37.00 36.00 35.00 34.00 33.00 y = -0.0064x + 35.049 32.00 31.00
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表1 试验用煤煤质指标分析
煤质指标 煤量(t) 第一列 煤堆 第二列 煤堆 3616 3616 3525 7141 Mar (%) 30.4 29．0 30.4 30．9 Mad (%) 6.96 6．98 9.05 4．75 Ad (%) 35.37 36．59 29.51 27．77 Vdaf (%) 48.95 49．03 47.87 47．61 Qgr,d (J/g) 19．02 18．85 20．51 21．15 Qnet,ar （J/g） 12．06 12．23 13．05 13．22
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1 试验准备 1.1 试验用煤的选择和组堆 在煤场一侧清理出一块约1400㎡（40m×35m）的空地作为试验 煤的组堆场地。并对试验场所进行了清理，确保没有陈旧煤。 试验场所选定后，将2整列褐煤单独堆放在试验场所。堆放时，按 照煤场日常堆放方式，每列煤堆二层，每层高度在1.5~2米，每堆放一 层碾压一次，共堆四层，总高度平均为8.41米，煤堆四侧均为梯形。保 证试验用煤与电厂日常用煤是在完全相同的自然条件下堆放。试验用煤 的煤量及煤质指标见表1。
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图1 煤堆温度变化情况
图1 煤堆不同层面温度变化曲线 200 150 100 50 0
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103
1米 3米 5米
3.3 煤的粒度变化 粒度分析试验是在煤堆的表层下0.2m采样，因此试验结果只 反映了煤堆近表面粒度变化规律。试验数据见表3，变化趋势见图2。
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2 试验内容与方法 2.1 气象参数观测 在试验煤堆顶部设立气象参数测试站，用以观测每天试验开始和 结束时的气温、气压和湿度，取前后两次测定均值作为当天的气象参 数值。 2.2 温度测定 将各热电偶补偿导线引出端用砂纸打磨，以除去表面氧化层，连 接到便携式电位差计上，记录电势值并换算成对应温度。每天监测距 地面1、3、5 m三个层面各5个点的温度值。 2.3 煤的粒度分析 对在煤堆采取的上部样每周做一次筛分试验，分别测出＜6㎜、 ＞6～13㎜、＞13～25㎜、＞25㎜的粒度煤样占样品总量的百分率。
干燥无灰基挥发分Vdaf变化曲线(上部样)
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100103
挥发分(%)
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图7上部样干燥无灰基挥发分变化趋势
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1.2 仪器设备安装、调试、校准 在组堆过程中，预埋测温热电偶。自距地面1、3、5 m时， 分别在煤堆各层面四角及中心预埋5支镍铬-镍硅热电偶。在其瓷 套管外用两端开口的金属管保护，将其平置于煤面上。冷端与补 偿导线连结，并用防水自粘绝缘胶带密封，补偿导线一端裸露于 煤堆外，并对正负极作好标记。 为保证煤堆采样的代表性并提高工作效率，经过调研采购了 便携式采样枪并在实践过程中自制了锤击式采样头和插入式采样 头。试验所用计量器具、表计、仪器设备都经检定/校准合格并在 有效期内，试验前进行校验确认合格后投入使用。
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表2 试验项目及检测周期
项目
气象 参数
特性指标 煤堆 温度 煤的 粒度 煤炭堆 密度 Mar Mad Ad Vd Qgr,d 每天 Cd Hd
St,d
周期
每天
每天
每周
每周
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图5 上部样干基灰分变化趋势
干基灰分Ad变化曲线(上部样)
32.00 31.00 30.00 29.00 28.00 27.00 26.00 25.00 24.00 23.00
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100103
图3
J/g 22000 21500 21000 20500 20000 19500 19000
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101
上部样干基高位发热量变化趋势
干基高位热值
干基高位发热量Qgr,d变化曲线（上部样）
y = -6.4215x + 20972
3 试验结果 3.1 气象参数 试验期间天气多为晴天，雨天只有9天，且多为小雨、阵雨。温 度16~31.5℃，平均25.3℃；湿度8~62%RH，平均35.1%RH； 气压737~763mmHg，平均745mmHg。 3.2 煤堆温度变化 各层面中心点温度最低，且变化不大。不同煤层温度均为升高 趋势，距地面3 m煤层温度最高，17~143℃，平均54.5℃，变化 趋势最明显，变化量为126℃，距地面5 m煤层温度略高于距地面1 m的煤层温度，平均温度分别为35.7℃和33.9℃，变化量分别为 36.8℃和37.8℃。试验表明，煤堆深层温度与环境温度之间不存在 相关性；而煤堆浅层因接近大气，其温度受环境温度不同程度的影 响。煤堆温度变化情况见图1。
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表3
粒度分析试验数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2011-10-5
采样时间 20070528 20070604 20070611 20070618 20070625 20070702 20070709 20070716 20070723 20070730 20070806 20070813 20070820 20070827 20070905 37.88 43.67 47.00 46.99 47.85 47.22 49.70 49.41 50.00 52.24 51.87 54.41 55.91 55.65
筛分试验(%) <6mm 38.50 >6-13mm 21.29 22.90 22.71 22.96 23.04 24.10 22.98 23.43 22.08 24.79 28.4 27.58 28.57 31.80 31.02 吉林省电力科学研究院 李春艳 >13-25mm 20.46 21.49 17.72 13.97 14.87 12.92 17.36 13.97 17.81 14.66 9.78 10.81 9.37 3.60 5.81 >25mm 19.75 17.73 15.9 16.07 15.10 15.13 12.44 12.90 10.70 10.55 9.58 9.74 7.65 8.69 7.52 12
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李春艳 刘志华 宁 波 徐 峰 孟繁晓 杨 雪
吉林省电力科学研究院，吉林长春 130021 国电双辽发电有限公司，吉林双辽 136400
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摘要：本文主要叙述了在自然露天条件 下堆放的褐煤储存损失试验的内容、方法， 试验结果及统计分析，并分析了褐煤在自然 条件下的质量变化情况，根据试验结果提出 了褐煤储存管理建议。
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2.4 煤炭堆密度测量 对在煤堆采取的上部样每周做一次堆密度试验，并计算当天的 存煤量，以观测试验期间的煤量变化。在组堆时用动态轨道衡计量 整个煤堆煤量，试验结束时用输煤皮带称计量煤堆煤量。 2.5 煤的特性指标分析 试验煤组堆后每天采取2个总样，分别距表面0.2m（上部 样）、1m以下（下部样）二个层面上均匀布点，每个层面的子样 合并成1个总样，每天采样点不能重复，采样坑及时覆盖。子样数 目、子样质量、采样点布置按GB475—1996《商品煤样采取方法》 进行，每个总样不少于161个子样，每个子样采2kg。所采2个总 样按GB474—1996《煤样的制备方法》制备出全水分样和分析样 品，送化验室进行特性指标分析。 试验项目及检测周期见表2。
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图4 上部样收到基低位发热量变化趋势
J/g
16000
收到基低位发热量Qnet,ar变化曲线(上部样)
低位热值
15000
14000
13000 y = -20.942x + 14712
12000
11000
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100103
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3.5 煤的特性指标变化 组堆后每天采取2个总样，分别距表面0.2m（上部样）、1m 以下（下部样）二个层面上均匀布点，每个层面的子样合并成1个总 样。对所采煤样按规定的程序制样并分析相应的煤质特性指标，对 所得数据通过计算机绘制成趋势图并建立相应的数学模型，其主要 指标变化趋势见图3~18。