灰熔融性(可修改).ppt
浅谈煤灰熔融性(知识产权归于作者所有,非上传者)
浅谈煤灰熔融性2007-11-27 11:47:06国际煤炭网网友评论煤灰的熔融性是指煤灰受热时由固态向液态逐渐转化的特性，煤灰的熔融性是动力用煤高温特性的重要测定项目之一。
由于煤灰不是一个纯净物，它没有严格意义的熔点，衡量其熔融过程的温度变化，通常用三个特征温度：即变形温度（DT），软化温度（ST）、流动温度（FT）。
这三个温度代表了煤灰在熔融过程中固相减少，液相渐多的三点，在工业上多用软化温度作为熔融性指标，称为灰熔点。
一、煤灰的熔融性对于煤粉固态排渣炉的炉膛结渣有密切关系：如灰熔融性温度低，在炉膛高温下熔融粘在炉膛受热面上，冷却后形成结渣。
根据运行经验，煤灰软化温度小于1350℃就有可能造成炉膛结渣。
故煤粉固态排渣炉要求灰熔融性温度高。
煤灰熔融过程中DT-ST之间的温度为软化区间温度，根据其范围把灰分为长渣和短渣，一般认为软化区温度大于200℃为长渣，小于100℃为短渣。
通常短渣的煤易于结焦，燃用长渣的煤较为安全。
二、影响煤灰熔融性的因素：影响煤灰熔融性的因素主要是煤灰的化学组成和煤灰受热时所处的环境介质的性质：一、煤灰的化学组成比较复杂，通常以各种氧化物的百分含量来表示。
其组成百分含量可按下列顺序排列：SiO2，Al2O3，（Fe2O3+FeO），CaO，MgO，（Na2O+K2O）。
这些氧化物在纯净状态时熔点大都较高（Na2O和K2O除外）。
在高温下，由于各种氧化物相互作用，生成了有较低熔点的共熔体。
熔化的共熔体还有溶解灰中其他高熔点矿物质的性能，从而改变共熔体的成分，使其熔化温度更低。
上列氧化物分为三类，此三类氧化物对煤灰的熔融性的影响如下：Al2O3 能提高灰熔点，煤灰中三氧化二铝含量自15%开始，煤灰熔融性温度随其含量增加而有规律的增加，煤灰中Al2O3含量大于40%时，ST一般都超过1500℃；大于30%时，ST也多在1300℃以上。
当三氧化二铝含量高于25%时，DT与ST 的温差，随其含量增加而变小。
中文版ISO 540-2008灰熔融性
硬煤和焦炭灰分熔融性的测定一、适用范围本国际标准规定了测定煤和焦炭灰分的特征熔化温度的方法注关键词：化石燃料、固体燃料、灰、灰烬、试验、高温试验、测定和熔融性。
二、引用标准以下参考文件对于本文件的应用是必不可少的。
对于标注日期的参考文献，只有引用的版本适用。
若引用文件未注明日期，则适用引用文件的最新版本（包括任何修改）。
ISO1171，固体矿物燃料灰分的测定三、术语和定义下列术语和定义适用本文档。
本国际标准规定了通过埃施卡法测定硬煤，褐煤和褐炭以及焦炭中总硫含量的参考方法。
3.1变形温度DT由于融化，试验块尖端或棱开始变圆或弯曲时（产生弧度）的温度注：如尖端或棱保持锋利，则锥体收缩和倾斜应该忽略并且不算变形温度。
然而，对于某些固体矿物燃料，试样收缩开始的温度可能是值得关注的，并应作为测定过程中注意的一个特征报告。
3.2软化温度ST在锥体和截锥试样情况下，其高等于底部的宽度时的温度，或立方或圆柱形试样情况下，试样的边缘完全弧化、高度保持不变时的温度。
3.3半球温度HT试样形成一个半球，当高度等于底座直径的一半时的温度。
3.4流动温度FT试样在托板上熔化展开成层，高度为HT情况下1/3时的温度。
四、原理用煤灰制成的试样在标准条件下加热并持续观察。
形状发生特征变化的温度被记录下来。
特性温度的定义见第3章。
（请参见图2、图3和图4）。
图2锥形试样的形变特征图3立方或圆柱试样的形变特征图4截锥试样的形变特征虽然测定通常是在还原性气氛中进行的，但有时在氧化气氛中进行进一步测定可以获得更多的信息。
一般而言，7.1的还原气氛给出了最低的特征温度。
五、试剂5.1糊精溶液，100g/I将10克糊精溶解于100ml水中。
5.2凡士林。
5.3金丝，直径0.5mm或以上，或金片，厚度0.5mm至1.0mm。
纯度99.99%,熔点为1064℃。
5.4镍丝，直径0.5mm或以上，或镍片，厚度0.5mm至1.0mm,纯度99.9%,熔点1455℃。
煤灰熔融性的因素
煤灰熔融性的因素煤的灰熔融性俗称灰熔点（由三个温度点 DT：变形温度； ST：软化温度； FT：流动温度）是液态排渣⽓化炉和锅炉操作的⼀个重要⼯艺指标，也是德⼠古⽓化炉操作的⼀个重要⼯艺参数。
德⼠古⽓化炉的操作温度⼀般⽐FT⾼50℃，因此，准确分析煤灰熔融性的影响因素，有利于德⼠古⽓化进⾏煤种选择和多煤种复配，改善靠添加助熔剂来调节灰熔点的做法，使煤种应⽤更加⼴泛。
影响煤灰熔融性的因素主要是煤灰的化学组成和煤灰受热时所处的环境介质的性质。
前者是内因，后者是外因。
由于德⼠古⽓化炉是弱还原⽓氛，即煤灰受热时所处还原性环境介质的性质是稳定的，因此本⽂将重点讨论煤灰化学组成对煤灰熔融性的影响。
1. 煤灰化学成分对灰熔点的影响煤灰的化学组成是复杂的，且不同煤种煤灰成分相差很⼤，通常以各种氧化物在煤灰中的百分含量来表⽰化学组成。
按其组成的百分含量各组分的排列顺序为：SiO2，Al2O3，（Fe2O3+FeO），CaO，MgO，Na2O+K2O，其中〔CaO+MgO+（Fe2O3+FeO）+K2O+Na2O〕⼜称为b类氧化物，即碱性氧化物。
这些物质纯净状态时，其熔点都较⾼（Na2O和K2O除外）。
在⾼温条件下，由于各种物质相互作⽤，⽣成了有较低熔点的共熔体，熔化的共熔体还有溶解灰中其它⾼熔点矿物质的性能，从⽽改变共熔体的成分，使熔化温度更低。
由于煤灰化学组成的变化，煤灰熔点的变化也极为显著。
鲁南化肥⼚德⼠古⽓化炉由于采⽤多煤种，煤灰化学成分各不相同，各煤种的灰熔点也相差很⼤，最低的FT温度点不⾜1100℃，⽽最⾼的超过1400℃，⽽德⼠古⽓化炉要求的操作温度为1200～1250℃，因此准确了解煤灰化学成分对灰熔点的影响，将有助于今后⽓化煤种的选择和⽣产的管理。
1.1 SiO2的影响SiO2在煤灰中含量最多，⼀般约为30％～70％，鲁南煤灰中SiO2含量在25％～50％之间，其对灰熔点的影响较为复杂。
⼀般认为，SiO2在煤灰中起熔剂的作⽤，SiO2和其它矿物共熔。
煤的灰熔融性测定
GB/T 219测定方法
• 方法提要 将煤灰制成一定尺寸的三角锥，在一定的气体介
质中，以一定的升温速度加热，观察灰锥在受热过程 中的形态变化，观测并记录它的四个特征熔融温度： 变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。
试剂和材料 糊精溶液：糊精（化学纯）10g溶于100mL蒸馏水中，配成100g/L溶液。 氧化镁：工业品，研细至粒度小于0.1mm。 碳物质：灰分低于15%，粒度小于1mm的石墨或其他碳物质。 标准物质：可用来检查试验气氛性质的煤灰熔融性标准物质。 氢气或一氧化碳。 刚玉舟（图2）：耐温1500℃以上，能盛足够量的碳物质。
精密度
熔融特征温度
DT ST HT FT
精密度
重复性限/℃
再现性临界差/℃
60
—
40
80
40
80
40
80
日常维护
1、图像的清晰程度是该仪器准确判断各特征温度的前提条件。 ✓ 影响图像清晰度的主要因素有摄像机、石英镜片的表面模糊情况。 ✓ 当采用封碳法时很容易使镜片变脏，因此建议每次实验前将仪器后
原形
DT
ST
HT
FT
图1
灰锥熔融特性示意图
202自动识别方式：系统从默认的900℃开始，自动判断灰锥个数和各个灰 锥的特征温度。
• 变形温度 DT：灰锥在900℃时的初始高度（如160）与当前高度（如 100）的比值乘以100大于或等于变形（初高/终高如设置值130）的值 时，同时灰锥头宽大于或等于变形（灰锥头宽如设置6）值时，系统将 确认当前温度为变形温度。
灰锥托板：在1500℃下不变形，不与灰锥发生反应，不吸收灰样。
可溶性淀粉（工业用）。 玛瑙研钵。
• 灰锥编号
浅谈煤灰熔融性（煤灰熔点）（
浅谈煤灰熔融性（煤灰熔点）（1.煤灰熔融性(煤的灰熔点）-- 煤灰的熔融性是指煤灰受热时由固态向液态逐渐转化的特性，煤的灰熔融性是动力用煤高温特性的重要测定项目之一。
由于煤灰不是一个纯净物，它没有严格意义的熔点，衡量其熔融过程的温度变化，通常用三个特征温度：即变形温度（DT），软化温度（ST）、流动温度（FT）。
这三个温度代表了煤灰在熔融过程中固相减少，液相渐多的三点，在工业上多用软化温度作为熔融性指标，称为灰熔点。
因此煤灰熔融性和煤灰粘度是动力用煤的重重要指标，煤灰熔融性习惯上称作煤灰熔点，但严格来讲，这是不确切的。
因为煤灰是多种矿物质组成的混合物，这种混合物并没有一个固定的溶点，而仅有一个熔化温度的范围。
开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低。
这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体，这种共熔体在熔化状态时，有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能，从而改变了熔体的成及其熔化温度。
煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成。
煤灰成分十分复杂，主要有：SiO2,A12O3,Fe2,CaO,MgO,SO3等，如下表所示：我国煤灰成分的分析灰分成分含量（％）SiO2 15-60Al2O3 15-40Fe2O3 1-35CaO 1-20MgO 1-5K20+Na20 1-5煤灰成分及其含量与层聚积环境有关。
我国很多煤层的矿物质以粘土为主，煤灰成分则为SiO2,Al2O3为主，两者总和一般可达50─80％。
在滨海沼泽中形成的煤层，如华北晚石纪煤层黄铁矿含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦较高；在内陆湖盆地中形成的某些第三纪褐煤的煤灰中CaO含量较高。
大量试验资料表明,SiO2含量在45─60％时，煤质灰熔点随SiO2含量增加而降低；SiO2在其含量〈45％或〉60％时，与灰熔点的关系不够明显。
Al2O3在煤灰中始终起增高灰熔点的作用。
煤灰中Al2O3的含量超过期30％时，灰熔点1500灰成分中Fe2O3,CaO,MaO均为较易熔组分，这些组分含量越高，煤炭灰熔点就越低。
影响煤灰熔融性的因素
变化而变化,炉内如果是不完全燃烧（缺氧燃 烧），介质就是还原性气氛；炉内如果是完全 燃烧，介质就是氧化性气氛。 我们都知道流化床长时间缺氧燃烧，一旦获得 了足够的氧气，将发生强烈的氧化反应，床温 会急剧升高，但是或许不是很清楚的知道由于 缺氧燃烧，会使灰熔点降低，大大增加结焦可 能性。
由上可见，缺氧燃烧会加重氧化亚铁的生成，
使矿物质之间产生低熔点的共熔物，最终导致了
灰熔点的降低。
而在氧化性气氛中是以Fe2O3 （+3价，熔点为
1565℃）或Fe（0价，熔点1535 ℃）形式存在，
因此在氧化性气氛中，灰熔点要比在弱还原性气
氛下高。
2.成分因素：
硫和磷等元素的氧化物及其盐类。在煤灰成分中， Al2O3及 TiO2属酸性组分。一般而言，煤灰中酸性氧化
煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的
主要是碳、氢、氧、硫、氮等元素，还有一些
含量较少的其他十几种元素。
煤灰作为煤的燃烧产物，其构成则更为复杂。
煤灰熔融性不是一个定值，它取决于煤灰的成
分及环境影响。
影响灰熔点的因素：
1.气氛因素 2.成分因素 3.灰分浓度因素
1.气氛因素（介质因素）：来自了保障脱硫剂的活性，又兼顾锅炉热效率，床温一般控
制在900℃--950℃为宜。 SiO2具有降低灰熔点的作用、 Al2O3及 TiO2具有提高灰熔 点的作用， CaO 既 能降低灰熔点、也能提高灰熔点，关 键在于 CaO 的量。
2.灰熔点与成分有关，煤灰中的Fe2O3、MgO、 Na2O 、K2O、
2.6 Na2O和K2O对煤灰熔融性温度的影响： 煤灰中的Na2O和K2O熔点低，容易与煤灰中的其 他氧化物生成熔点1150℃～1200℃共熔体。对一 般煤种而言，Na2O和K2O含量总是很少，但其影 响应引起充分重视。碱金属是造成锅炉烟气侧高 温玷污和腐蚀的主要因素，也对炉膛结渣起不良 作用。所以Na2O含量虽少，但不能忽视其危害。
煤灰熔融性的研究
煤灰熔融性的研究煤灰熔融性是评价工业用煤的重要指标之一, 主要用于锅炉和气化炉的设计、选型,并指导实际操作。
一般认为,煤灰的变形温度与气化炉及锅炉轻微结渣和其受热面轻微积灰的温度相对应；软化温度与气化炉及锅炉内大量结渣和大量积灰的温度相对应；而流动温度则与炉中灰渣呈液态流动或从受热面滴下和在炉栅上严重结渣的温度相对应。
在4个特征温度中,软化温度应用较广, 一般都是根据转化温度来选择合适的燃烧或气化设备, 或根据燃烧和气化设备类型来选择合适原料煤。
1 研究的意义煤灰熔融性是煤灰在高温下达到熔融状态的温度 , 习惯上称作灰熔点。
由于 煤灰是1个多组分的混合物 , 没有1个固定的熔点 , 而只有一个熔融的温度范围。
因此，它不是用1个温度点所能表示,而一般用4个温度（变形温度DT 、软化温度 ST 、半球温度HT 、流动温度FT ）才能比较确切地表示。
煤灰软化温度是衡量动 力用煤的一个重要煤质特性指标 , 对煤灰软化温度已有较多的研究 , 譬如, 有些 文献探讨了煤灰成份和煤灰软化温度关系 , 并提出了一些提高或降低煤灰软化 温度的方法。
气流床煤气化技术要求液态排渣。
为了保证气化炉内渣的流动性及 顺利排渣,一般要求气化炉操作温度高于煤灰的流动温度。
影响煤灰的熔融温度 的因素很多，研究表明，它不仅与煤灰的化学组成、煤灰的矿物形态有关，还与 相平衡性质、气氛条件等因素有关。
煤灰是一种极为复杂的无机混合物， 其熔融温度与煤灰化学组成有一定的关 系。
长期以来， 国内外学者作了大量研究工作， 提出了几种根据煤灰化学组成预 测煤灰熔融温度的方法。
一般认为,煤中碱金属矿物质特别是含Ca 和Fe 等矿物质 对煤灰的熔融特性影响较大,其中CaO 、Fe 2O 3和AI 2O 3对煤灰熔点影响的研究较 多。
姚星一等主要考虑灰组成的影响，直接回归灰熔融性温度的流动温度 （FT ） 与灰分。
SiO 2、A12O 3、Fe 2O 3、CaO 、MgO 、K 2O 、Na 2O 含量的关系，结合灰 组成根据其提供的双温度坐标图解，定量算出王泉清、何孝军认为碱金属氧化物以游离形式存在能显著降低煤灰熔融温 度，但大多数煤灰中的K 20是作为伊利石的组成部分而存在的，而伊利石受热直 到熔化仍无K 20析出，故对煤灰助熔作用大大减小，这也说明元素的矿物形态对 煤灰的熔融性有重要影响，此外，他还认为煤灰中碱性氧化物含量（即b 指数）在 40%〜50%时，由于低熔点共熔体的形成，使熔融温度最低； bv 40%时，煤灰熔 融温度随着酸性氧化物含量的增加而提高；当 b > 50%时，灰熔融温度随着碱性氧化物的含量增加而提高，但对应关系较差。
5煤炭的灰熔融性测定
SDAF205
1.采用进口高清彩色摄像头，自动图像判断更准确。 采用进口高清彩色摄像头，自动图像判断更准确。 采用进口高清彩色摄像头 2.采用新型立式炉膛，保温、控温效果好，能耗低 采用新型立式炉膛， 采用新型立式炉膛 保温、控温效果好， 3.自动进样，避免热辐射和烫伤。 自动进样， 自动进样 避免热辐射和烫伤。
3、碳物质：灰分低于15﹪，粒度小于 碳物质：灰分低于15﹪ 1mm的无烟煤 石墨或其他碳物质。 1mm的无烟煤、石墨或其他碳物质。 的无烟煤、 4、煤灰熔融性标准物质：可用来检查试 煤灰熔融性标准物质： 验气氛性质的煤灰熔融性标准物质。 验气氛性质的煤灰熔融性标准物质。 5、气体：二氧化碳、氢气或一氧化碳。 气体：二氧化碳、氢气或一氧化碳。 6、刚玉舟：耐温1500℃以上，能盛足 刚玉舟：耐温1500℃以上， 够量的碳物质。 够量的碳物质。 7、灰锥托板：在1500℃下不变形，不 灰锥托板： 1500℃下不变形， 与灰锥发生反应，不吸收灰样。 与灰锥发生反应，不吸收灰样。
煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的一个重要的质 量指标。 量指标。煤灰的熔融温度可反映煤中矿物质在锅炉 中的动态， 中的动态，根据它可以预计锅炉中的结渣和沾污作 用。因此煤灰熔融性是指导锅炉设计和运行的一个 重要参数。一般认为， 重要参数。一般认为，煤灰的变形温度与锅炉轻微 结渣和其吸热表面轻微积灰的温度相对应； 结渣和其吸热表面轻微积灰的温度相对应；软化温 度与锅炉大量结渣和大量积灰的温度相对应； 度与锅炉大量结渣和大量积灰的温度相对应；而流 动温度则与锅炉中灰渣呈液态流动或从吸热表面滴 下和在燃料床炉栅上严重结渣的温度相关联。 下和在燃料床炉栅上严重结渣的温度相关联。在四 个特征温度中，软化温度用途较广， 个特征温度中，软化温度用途较广，一般都是根据 它来选择合适的燃烧或气化设备， 它来选择合适的燃烧或气化设备，或根据燃烧和气 化设备类型来选择具有合适软化温度的原料煤。 化设备类型来选择具有合适软化温度的原料煤。例 固态排渣燃烧或气化炉， 如，固态排渣燃烧或气化炉，就要求使用灰的熔融 温度较高的煤，否则锅炉内就容易结渣， 温度较高的煤，否则锅炉内就容易结渣，从而影响 锅炉正常操作或降低气化质量，严重者会造成事故， 锅炉正常操作或降低气化质量，严重者会造成事故， 而液态排渣则要求使用熔融温度低的煤。 而液态排渣则要求使用熔融温度低的煤。
辅机系统
燃烧性质：挥发分的析出温度高，不易点燃，燃尽也不
容易，焦炭无粘结性，储存时不易自燃。
2.贫煤 贫煤的性质介于无烟煤和烟煤 之间。 挥发分含量： 较低，Vdaf =10%-20%。
碳含量：较高。
灰分含量：较高。 水分含量：较少。 发热量：较高。 燃烧性质：接近于无烟煤，
的角锥。将锥体放入弱还原性气体的灰熔点测定仪中,以
规定的速度升温,观测灰锥在熔融过程中的三个特征温度， 来标示煤灰的熔融特性。
角锥法测定灰熔融性示意图
图3பைடு நூலகம்2 角锥法测定灰熔融性示意图
变形温度DT：测试角锥开始变园或弯曲时的温度。
软化温度ST：灰锥顶弯曲到平盘上或呈半球形时的温度。
流动温度FT：灰锥熔融倒在平盘上,并开始流动时的温度。
图3-4 贫煤
难以着火和燃尽。
3.烟煤 挥发分含量： 较高，Vdaf =20%40% 。 碳含量：很高，一般C=40～70％ ，少数能达到75％。 灰分含量：不高，一般A＝7％～ 30％，高者达50％。 水分含量：适中，M＝3％～18％。 发热量：相当高，一般Qar,net＝ 20000～30000kJ/kg。 燃烧性质：容易点燃，燃烧快，燃 烧时火焰较长。多数具有或强或弱 的焦结性。
图3-5 烟煤
4.褐煤
外观：呈褐色，少数为黑褐色甚至黑 色。 挥发分含量： 高，Vdaf>40%，有的 甚至达60％。 碳含量：不高，约为40～50%。 氧含量：很高。 灰分含量：变化范围很大，一般A＝6 ％～40％。 水分含量：高，M＝20％～40％。 发热量：不高，一般Qar,net＝11500 ～21000kJ/kg。 燃烧性质：挥发分的析出温度低（＜ 200℃），着火及燃烧均较容易，焦 炭不结焦。褐煤在空气中存放极易风 化，容易发生自燃。含水分较高的年 轻褐煤则燃烧性能较差，而且灰熔点 也较低。
煤的灰熔融性测定
煤灰熔融性分析的目的
• 测定煤灰的熔融性，根据软化区间温度（DT—ST）的大小，可粗略判 断煤灰是属于长渣或短渣。一般认为当（ST—DT）=200～400℃为长 渣；（ST—DT）=100～200℃为短渣。通常锅炉燃用长渣煤时运行较 安全。燃用短渣煤时，由于炉温增高，固态排渣炉可能在很短的时间 内就出现大面积的严重结渣情况；燃用长渣煤时，DT、ST之间的温差 虽超过200℃，但固态排渣炉的结渣相对进行得较为缓慢，一旦产生 问题，也常常是局部性的。
影响灰熔融性测定因素
• （4）角锥托板的材质 耐火材料有酸性和碱性之分，它们在高温下，同一般酸碱溶液一样
也会发生化学反应，因此，在测定煤灰熔融性温度时，要注意托板的选 择，否则，会使测定结果偏低。多数煤灰中酸性物（Al2O3+SiO2+TiO2） 大于碱性物（Fe2O3+MgO+CaO+K2O+Na2O），可采用刚玉（Al2O3）或氧 化铝与高岭土混合制成的托板。相反，碱性煤灰则要选用灼烧过的菱苦 土（MgO）制成的托板。
• 流动温度（FT：flow temperature） FT：灰锥熔化展开成高度在1.5mm以下的薄层时的温度。
➢ 四个特征温度 • 变形温度 DT：灰锥尖端或棱开始变圆或弯曲时的温度。 • 软化温度 ST：灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度。 • 半球温度 HT：灰锥形变至近似半球形，即高约等于底长的一半时的 温度。 • 流动温度 FT：灰锥熔化展开成高度在1.5mm以下的薄层。
影响灰熔融性测定因素
• 气体分析法：用一根内径为3～5mm气密的刚玉管直接插入炉内高温带 ，分别在1000～1300℃和1100℃下抽取炉内气体，抽样速度以不大于6～ 7ml/min抽出气体。若用气体全分析仪分析气体成分时，可直接用该仪 器的平衡瓶（内装水）抽取气体较为方便；若采用气相色谱分析仪时 ，则可用100ml注射器抽取气体样品，取样结束后立即送实验室分析。 在1000～1300℃范围内还原气体（CO、H2、CH4）体积百分量为10%～ 70%，同时在1100℃以下它们的总体积和二氧化碳的体积比不大于1：1 ，O2的体积百分比<0.5%，则炉内气氛是弱还原性。
灰熔融性
仪器实验场所要求
仪器应安装在坚实﹑稳定﹑ 仪器应安装在坚实﹑稳定﹑水平的石质桌面上。 工作环境
温度：10～40℃ 温度：10～40℃。 周围无强磁场与强振动源存在，以免影响图像传送质量。 实验室内有较好的通风条件。
3.工作电源 3.工作电源 本仪器共有两路电源线：一路为高温炉加热电源，其瞬 时最大功率为6.5KW，采用闸刀开关控电；另一路为仪 时最大功率为6.5KW，采用闸刀开关控电；另一路为仪 器及计算机工作电源，可用一般电源插座。 电源要求：220V± 电源要求：220V±10% 50HZ±5% 50HZ±
三、混煤灰熔融性
在高温下，不同性质的煤混烧，由于各种 矿物质之间的相互作用，煤灰特性出现了 十分复杂的情况。一是混煤煤灰的熔融温 度要比组成该混煤的单一煤源按比例关系 计算所得的结果要低；二是目前还没有能 够认识到混煤煤灰熔融性的一般规律，而 只能对某些特定混煤煤灰熔融性进行实测 与研究。
SDAF2000B灰熔融性测试仪实验流 SDAF2000B灰熔融性测试仪实验流 程
点击实验按钮前，必须确认以下三 点击实验按钮前， 项都正常
ａ.门控信号正常， ｂ.无硬盘容量不够的信息， ｃ.灰锥位置摆放正确。
三、实验过程： 整个实验过程由计算机程序自动控制，“炉温栏” 整个实验过程由计算机程序自动控制，“炉温栏”不断显示变化 的炉温。900℃以前，升温速率为每分钟15～20℃ 900℃ 的炉温。900℃以前，升温速率为每分钟15～20℃；900℃以后为 每分钟4 每分钟4～6℃；当炉温达到900℃后，系统开始判断灰锥的高度 ；当炉温达到900℃ 及形状。实验过程中，不能移动仪器，以免灰锥位置变化，最终 影响实验结果。 如果出现异常情况，请立即拔掉仪器的电气插头并拉下电闸。 五、实验结果显示 当灰锥图象接近国标GB⁄T219-1996“灰锥熔融性特征示意图” 当灰锥图象接近国标GB⁄T219-1996“灰锥熔融性特征示意图”所描 述的性状时，系统实时报出灰锥的变形温度﹑软化温度﹑ 述的性状时，系统实时报出灰锥的变形温度﹑软化温度﹑半球温 度﹑流动温度，并显示在数据栏中。 六、注意 仪器初次投入使用时，必须对高温炉作低温烘烤处理，烘烤的时 间和升温速率可手工设置。
煤灰熔融性及煤灰成分
煤灰熔融性及煤灰的成分分析灰熔点是煤燃烧或气化时的一项重要指标。
煤的灰渣是由多种金属和非金属氧化物组成，没有确定的熔点，工业上指的灰熔点，实际上是灰渣在高温下的三个变形特征温度。
DT1=变形温度；ST2=软化温度；FT3=流动温度。
影响煤灰熔融性的主要因素煤灰的熔融性主要取决于煤灰化学组成。
煤灰中Al2O3含量高，其灰熔点就高。
三氧化二铁含量高的煤灰，其灰熔点一般均较低。
氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等碱性氧化物均起降低煤灰熔融性温度的作用，含量越高，则灰熔点愈低。
煤灰的黏度是指煤灰在熔融状态下的内摩擦系数，表征煤灰在高温熔融状态下流动时的物理特性。
煤灰的黏度大小主要取决于煤灰的组成及各成分间的相互作用。
不同的煤灰其流动性不同。
此外，煤灰的黏度大小和温度的高低有着极其密切的关系。
煤灰的黏度对于液态排渣的气化炉来说是很重要的参数。
根据煤灰黏度的大小以及煤灰的化学组成，就可以选择合适的煤源；或者采用添加助熔剂，甚至采用配煤的方法来改善煤灰的流动性，使其符合液态排渣炉的使用要求。
煤灰的熔融性在一定程度上可以用以粗略地判断煤灰的流动性。
对于大多数煤灰来说，熔融性温度高的煤灰，其流动性也差。
在煤灰化学组分中，SiO2和A12O3能增大灰的黏度；Fe2O3、CaO、MgO等能降低煤灰黏度。
但是若煤灰中Fe2O3含量较高而SiO2较少，在一定范围内SiO2含量增加反而能降低黏度。
Na2O、K2O都只会降低黏度。
利用煤灰渣的化学组分可以预测其流动性。
通过煤灰成分分析可了解灰中酸性氧化物与碱性氧化物的比值，对预测管道结垢和腐蚀有重要作用，还有助于判断和防止灰渣对锅炉设备的侵蚀，以及锅炉结渣和积灰。
公司现用褐煤作为气化用煤，煤的灰分含量在10~30%之间。
在必须保证灰分波动在6%之间时，煤灰的流动温度（FT）大多在1200~1300℃之间，煤灰的硅：铝达到2.0以上，三氧化二铁含量远小于15%。
从煤灰特性分析，非常适应气化炉的稳定操作。
煤灰熔融性(一)
氧化性气氛：炉内不放任何含碳物质，并 使空气自由流通
谢谢
高温炉 能加热到1500℃以上 有足够的恒温带 能按规定的程序加热 炉内气氛可控制为弱还原性和氧化性 能在试验过程中观察试样形态变化
常用管式硅碳管高温炉
检测气氛
弱还原气氛定义：含有50±10%(体积比)的 氢(或一氧化碳)和50±10%(体积比)的二氧 化碳的混合气体。
可判断煤灰的渣型基本概念?四个特征温度?变形温度dt灰锥尖端或棱开始变园或弯曲时的温度?软化温度st灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰软化温度st灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度?半球温度ht灰锥形变至似半球形即高约等于底长的一半时的温度?流动温度ft灰锥融化展开高度在15mm以下的薄层时的温度基本概念检测仪器?高温炉?能加热到1500以上?有足够的恒温带?能按规定的程序加热?能按规定的程序加热?炉内气氛可控制为弱还原性和氧化性?能在试验过程中观察试样形态变化?常用管式硅碳管高温炉检测气氛?弱还原气氛定义
基本概念
四个特征温度 变形温度 DT 灰锥尖端或棱开始变园或弯
曲时的温度 软化温度 ST 灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰
锥变成球形时的温度 半球温度 HT 灰锥形变至似半球形，即高约
等于底长的一半时的温度 流动温度 FT 灰锥融化展开高度在1.5mm以
下的薄层时的温度
基本概念
检测仪器
SiO2,A12O3,Fe2O3,CaO,MgO,SO3
意义
动力用煤高温特性的重要测定项目之一，是动力 用煤的重要指标，它反映煤中矿物质在锅炉中的 变化动态。测定煤灰熔融性温度在工业上特别是 火电厂中具有重要意义。
1.可以提供锅炉ຫໍສະໝຸດ 计选择炉膛出口烟温和锅炉安 全运行的依据。
灰熔点技术特点ppt课件
4、还原性气氛下结果不对弱 可能原因：a、系统密封性变差 b、灰锥位置没对准 c、图像不清晰 d、碳物质成分变化或数量不符合要求 e、灰锥熔融过程异常，如偏倒、与托板反应、鼓 泡等。 解决办法： 若高温密封圈损坏，则需更换。将弯 头镜片擦干净，看石英镜片处密封圈是否损坏和 压镜片的弹片是否还有弹性，如果密封圈损坏或 弹片失效，则更换相应组件。并可以考虑碳物质 用量和成分。
5E-AFII灰熔融测试仪
5E-AFII灰熔融测试仪
对比
仪器
开元
类别
每次试验个数 最高炉温
AFII
3个 1500℃（可 设定）
AFIII
5个
结构特点
1600℃（可设 定） 1、采用硅钼棒 1、硅碳管加 加热 热 2、立式炉体、 2、卧式炉体 体积小 3、需加接调 3、无须调压器 压器 。
仪器日常维护
特征温度图
原形
DT
ST
HT
FT
5E-AFIII灰熔融测试仪
5E-AFIII灰熔融测试仪主要技术特点
●采用CCD摄像技术，将高温下的灰锥图像实时
地传送到计算机内，由软件免提判断灰锥的 （DT）、软化（ST）半球（HT）、流动（FT）四 个特征温度。
5E-AFIII灰熔融测试仪主要技术特点
●一次可以做5个灰样，温度可测到1600℃。
3、如果采用弱还原性气氛测试，则高温炉的 气密性将直接影响测试结果准确度。高温炉采 用了耐高温的密封垫圈密封，请定期检查上述 密封垫的状况，损坏时应及时更换。 4、5E-AFII的调压器在调试时调好后，在日常 使用中尽量不要调动，如电网电压比调试时偏 低较多，从而造成高温时（1400℃以上）升温 变慢或升不到1500℃则可适当调高电压。 5、最好能将调压器所接电源（220V）与测试 主机，计算机系统所用电源（220V）分两相 使用，以减少高温炉长温对计算机系统的干扰。
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二． 试验气氛 测定气氛是影响灰熔融性测定结果的 最主要因素之一 铁的影响 工业中成渣部位是弱还原性
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影响测定结果的因素
三． 加热速度的影响
四． 温度测量准确度的影响
五． 试样尺寸的影响
六． 托板材料的影响
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影响测定结果的因素
七． 观察者主观因素的影响 八． 摄像仪器的放大失真 九． 仪器自动判断的偏差
2、调节试验气氛——封碳法或通气法
3 、 升 温 ： <900℃ ， （ 15 ～ 20 ） ℃/min
900℃， （51）℃/min
4、观察锥形，记录特征温度
5、至所有样品达到流动温度，或达到
1500℃时，停止试精选验整理
8
气氛控制
弱还原性气氛
通气法 封碳法
（50±10）% H2 （50±10）% CO2 （60±5）% CO （40±5）% CO2
2、煤灰熔融性测定方法的国标号是
。
3、测定煤灰熔融性需要记录哪四个特征温 度： 、 、 和 。
4、GB/T 219-2008的适用范围是： 、 、 、和 。
5、煤中矿物质的 及其在高温下的 决定了煤灰的熔融 温度。
6、碳物质要求灰分低于 ，粒度小于 的 、 它碳物质。
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或其
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练习题
7、简述糊精溶液的配置。 8、简述灰熔融性试验过程中高温炉升温速度的控制方
法。 9、叙述弱还原性气氛的检查方法。 10、简述通气法控制弱还原性气氛的具体要求。
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练习题
11、灰熔融性测定方法的分类。
12、灰熔融性四个特征温度及其判断依据。
13、煤灰熔融性测定的精密度要求。
14、灰熔融性测定所用的高温炉的要求。
15、工业应用上是否是灰熔点越高越好？
16、请列举对灰熔融性测定结果影响较大的因素并简
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精密度
特征温度 重复性限 再现性临界差
℃
℃
DT
60
ST
40
80
HT
40
80
FT
40
80
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国际标准中的精密度
重复性限 再现性临界差 测定气氛 所有 还原性 氧化性
DT 30 80 80
ST 30 60 40
HT 30 60 40
FT 50 80 50
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练习题
1、弱还原性气氛可用下述两种方法控制： 和 。
பைடு நூலகம்煤灰熔融性的测定方法
GB/T 219-2008
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1
概述
测定意义：动力用煤和气化用煤的一 个重要的质量指标。
定义：煤灰熔融性就是在规定条件下 得到的随加热温度而变的煤灰 (试样) 变形、软化、半球和流动特征物理状 态。
煤灰熔融性取决于煤灰的化学组成。
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2
方法要点
将煤灰制成一定尺寸的三角锥，在一 定的气体介质（弱还原性或氧化性） 中，以一定的升温速度加热，观察 灰锥在受热过程中的形态变化，记 录其四个特征熔融温度——变形温 度DT、软化温度ST、半球温度HT 和流动温度FT。
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3
特征熔融温度的判别
变形温度（DT）——灰锥尖端或棱开始变 圆或弯曲时的温度
软化温度（ST）——灰锥弯曲至锥尖触及 托板或灰锥变成球形时的温度
半球温度（HT）——灰锥形变至近似半球 形，即高约等于底长得一半时的温度
流动温度（FT）——灰锥熔化展开成高度 在1.5mm以下得薄层时的温度
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要分析原因。
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谢谢大家 敬请批评指教
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煤灰熔融性与灰成分的关系
氧化钙：在煤灰熔融中它起助熔作用， 但当其含量超过30%时，它又起升高熔 融温度的作用。
氧化镁、氧化钠、 氧化钾等在煤灰熔融 中都起助熔作用。
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计算煤灰熔融温度的经验公式
计算公式：FT(℃)＝200＋21Al2O3＋10SiO2 ＋5(Fe2O3＋CaO＋MgO＋KNaO) 由于煤灰熔融性结果受多方面的因素影响，在 配煤中，不能直接进行熔融性数值的加和。
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煤灰熔融性与灰成分的关系
氧化铝：煤灰熔融时它起“骨架”作用，它能
明显提高灰的熔融温度
氧化硅：煤灰熔融时它起“助熔”作用，但氧
化硅含量与煤灰熔融温度的关系不太明显（<40 ％，正比；40～60％，反比）
氧化铁：在弱还原性气氛中，氧化铁以FeO的
形式存在。随着 FeO 含量的增加，灰熔融温度 逐渐降低（<40％，正比，>40%，反比）
石墨
无烟煤
氧化性气氛 空气自由流通
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弱还原性气氛的控制
通气法：600℃，50±10%的H2和 50±10%的CO2或60±5%的CO和 40±5%的CO2，避免空气渗入炉内， 速度不低于400mm/min或8001000ml/min。
封碳法：气疏型刚玉管（刚玉舟中央放
置石墨粉15～20克，两端放入无烟煤
4
三角锥试样
灰锥熔融特性示意图
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5
试剂与材料
糊精溶液：10g糊精，100mL蒸馏水， 煮沸。
碳物质：灰分低于15%，粒度小于1mm 的无烟煤、石墨等。
煤灰熔融性标准物质。
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6
仪器设备
高温炉：加热温度、恒温带、程序 升温、气氛可控、内部观察。 热电偶：每年校准。
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测定步骤
1、制锥
30～40克)；气密型刚玉管（刚玉舟中
央放置石墨粉5～精6选整克理 ）。
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气氛鉴定
标准试样法：如果ST、HT和FT的测 定值与其标准值相差不超过 40℃,则 证明炉内气氛为弱还原性
取气分析法: 1000-1300℃内，还原 性气体体积分数；1100℃下氧化还原 气体体积比；氧气含量
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影响测定结果的因素