CN101038276B - 一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 - Google Patents
一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101038276B CN101038276B CN2006100461056A CN200610046105A CN101038276B CN 101038276 B CN101038276 B CN 101038276B CN 2006100461056 A CN2006100461056 A CN 2006100461056A CN 200610046105 A CN200610046105 A CN 200610046105A CN 101038276 B CN101038276 B CN 101038276B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal dust
- coal
- temperature
- combustion
- burning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 15
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 claims description 54
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 12
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000010425 computer drawing Methods 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001535 kindling effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置。该方法包括：制取煤样、使煤燃烧，燃烧过程中煤粉处于静止状态，同时在线连续检测燃烧过程产生的有关气体含量，并对结果进行分析。实现该方法的装置主要由燃烧炉及其控温系统、燃烧尾气取样及其净化系统、在线气体分析仪及其数据采集和处理系统组成。本发明根据燃烧废气的产生过程，判断煤粉燃烧状态，不仅能够对煤粉的起燃点和燃烧过程进行测定，而且还可以直接将煤粉的燃烧性能定量化。该测试装置简单规范，测试过程简捷、数据准确可靠，既节省人力物力，又降低了能源的消耗。
Description
技术领域
本发明属于一种煤粉燃烧特性实验室检测技术，特别适用于高炉炼铁喷吹用煤的检测，以便对高炉喷煤过程中的煤粉燃烧性能进行评价。
背景技术
高炉喷吹煤粉是实现高炉炼铁工艺优化的关键技术之一，是目前全世界范围内最有效地降焦手段，具有显著的经济效益和社会效益。大幅度提高高炉喷煤比，替换价格昂贵的冶金焦炭是高炉节能降耗，增强竞争力的重要措施。而提高煤比的关键是提高煤粉的利用率，使喷吹煤粉在高炉内得到有效利用。
煤粉的燃烧性能对提高煤粉的利用率十分重要，而煤粉自身的燃烧性能好坏，将从根本上决定煤粉的利用率。为此，人们一方面研究如何改善煤粉的燃烧性，同时也在研究如何评价煤粉自身的燃烧性。
我国的国家标准(GB/T18511-2001)规定了煤的着火温度测定方法。而着火温度只能反应出煤粉易着火燃烧的性能，不能反映燃烧速度。目前国内普遍使用煤粉的着火点及一定条件和时间内的燃烧率来衡量其燃烧性能。煤粉的燃烧率大多在模拟高炉风口的燃烧试验装置上进行测定，见文献《东北大学学报(自然科学版)》第23卷第3期(2002年3月)240～242页“煤粉燃烬性能与颗粒结构分维的关系”、《江苏冶金》1997年第1期30～40页“高炉喷吹用煤可燃性指标的实验分析”、《炼铁》第23卷第2期(2004年4月)45～47页“攀钢高炉喷吹混合煤燃烧过程的研究”和《包钢科技》第28卷第2期(2002年4月)11～13页“配50％烟煤的混合煤粉燃烧率研究”。虽然各自的燃烧试验装置在形式上有所不同，但是都属于悬浮状态下的动态燃烧方式，因此普遍存在着设备庞大、操作复杂、费时费力、电能消耗高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种对煤粉的点燃性和燃烧过程进行综合检测的方法，以及实现该方法的测试装置。
本发明的目的是这样实现的，一种高炉喷吹用煤燃烧性检测方法，其特征在于：煤粉在燃烧过程中处于静止状态，同时在线连续检测燃烧过程产生的有关气体含量，并对结果进行分析。本发明将一定重量和粒度的煤粉放入炉膛内，在恒定升温条件下，使煤粉在300～1200℃内的某一温度区间燃烧，根据炉膛内温度变化和燃烧过程产生的CO2含量的变化关系来判断煤粉的燃烧起始和终了温度，将CO2气体出现时的温度作为煤粉燃烧起始温度，将CO2气体消失时的温度作为煤粉燃烧终了温度。将一定重量和粒度的煤粉放入炉膛内，使煤粉在300～1200℃内的某一恒定温度下燃烧，根据煤粉燃烧时间和燃烧过程产生的CO2含量的变化曲线来判断煤粉燃尽时间的长短。
进一步，本发明煤粉燃烧性能检测方法，其燃烧产生的热量使炉膛温度升高的幅度控制在1％以下。每次使用的试样重量、粒度和煤粉的干燥情况应当处于同一状态。
实现上述煤粉燃烧性能检测方法，本发明一种煤粉燃烧性能试验检测装置，主要包括：燃烧炉及其控温系统、燃烧尾气取样及其净化系统、在线气体分析仪及其数据采集和处理系统。
本发明具有以下显著优点和有益效果：
1.煤粉放置在大气环境的着火温度以上，点燃燃烧，燃烧过程释放出CO2等成分的燃烧废气，燃烧过程完结，不再有燃烧废气产生。根据燃烧废气的产生过程，判断煤粉燃烧状态，本发明不仅能够对煤粉的起燃点和燃烧过程进行测定，而且还可以直接将煤粉的燃烧性能定量化。通过不同煤种燃烧过程测定结果的比较，可以分析各种煤质燃烧性能。
2.由于测试装置可以采用标准的试验装置组合而成，测试装置简单规范，测试过程非常简捷，数据由计算机程序直接处理，准确可靠，人为因素较少，因此简单易行。
3.测量时间大大缩短，即节省人力物力，又节省大量的电能消耗。
附图说明
图1为一种煤粉燃烧性能检测装置示意图；
图2为某种煤粉燃烧性能的点火温度测试结果；
图3为某种煤粉在1200℃恒温时的燃烧性能试验结果；
图4为某种煤粉在800℃恒温和1000℃恒温时的燃烧性能试验结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种煤粉燃烧性能检测装置，主要由燃烧炉1及其控温系统、燃烧尾气取样及其净化系统、在线气体分析仪及其数据采集和处理系统组成。其中：控温系统采用温控仪3，燃烧尾气取样及其净化系统由转子流量计6、抽气泵7、干燥塔8和洗涤瓶9组成，在线气体分析仪及其数据采集和处理系统由红外气体分析仪(CO2)5和计算机4组成。
为了确保在实验过程中煤粉能够完全燃烧，本发明还可以在图1的基础上增加一台用于监测CO的红外气体分析仪。通过监测CO的含量来判断煤粉是否完全燃烧，以便调整煤粉量的多少，使其在一个比较合适的范围内，既不产生CO，又能达到红外气体分析仪对气体的测量要求。另外，在恒定温度下燃烧时也要控制煤量，确保煤粉燃烧产生的热量不会使炉膛温度升高1％以上。
本发明的煤粉燃烧性能检测装置，特点在于燃烧尾气取样及其净化系统的气体流动过程保持密封状态，没有其它气体混入。
使用本发明的上述装置对煤粉的燃烧性能进行测定，以测定配有20％烟煤，80％无烟煤的混合煤燃烧性为例，试验测定步骤如下：
实施例1
1.按照GB474-1996《煤样的制备方法》的规定制备成0.2mm以下的分析煤样，并达到空气干燥状态。
2.启动红外气体分析仪5和抽气泵7，并调整转子流量计6达到红外气体分析仪要求的测量流量。
3.称取粒度为0.2mm以下的空气干燥分析煤样100±2mg(称准到0.1mg)放入灰皿内，轻轻振动使煤样平铺均匀，然后送入温度不超过100℃的燃烧炉恒温区中2。
4.待红外气体分析仪预热结束，达到测试条件后，启动温度控制器3，给燃烧炉1在恒定升温速度条件下快速升温。同时跟踪检测CO2气体含量。
5.用计算机系统4记录燃烧炉1的温度变化。当红外气体分析仪5显示有CO2出现时，连续跟踪记录CO2的分析结果，直至CO2含量显示值消失为止。结果如图2所示。
6.根据计算机绘制的温度变化和CO2含量的变化曲线来判断煤粉的燃烧起始和终了温度。将CO2气体出现时的温度作为煤粉燃烧起始温度，将CO2气体消失时的温度作为煤粉燃烧终了温度。为了消除系统时间滞后带来的误差，需要进行系统数据修正。
实施例2
1.按照GB474-1996《煤样的制备方法》的规定制备成0.2mm以下的分析煤样，并达到空气干燥状态。
2.启动温度控制器3加热燃烧炉1，启动红外气体分析仪5和抽气泵7，并调整转子流量计6达到红外气体分析仪要求的测量流量，燃烧炉1加热到1200℃后持续恒温。
3.称取粒度为0.2mm以下的空气干燥分析煤样100±2mg(称准到0.1mg)放入灰皿内，轻轻振动使煤样平铺均匀。
4.待红外气体分析仪5预热结束，且燃烧炉恒温时间＞15分钟后，将装有煤样的灰皿迅速送入燃烧炉的恒温区中2。
5.用计算机系统4从灰皿放入燃烧炉1后开始记录时间，同时连续跟踪采集记录红外气体分析仪5对CO2的分析结果，直至CO2含量显示值消失为止。
6.根据计算机绘制的时间和CO2含量的变化曲线来判断煤粉燃尽时间的长短。为了消除系统造成的时间滞后，用计算机程序对CO2含量变化曲线下方的面积进行积分，当积分的面积达到总面积的90％时，将其所对应的时间作为煤粉的燃烧性能评价指标。结果如图3所示。
实施例3、4
按照与实施例2相同的步骤，分别测量了某种煤粉在800℃恒温和1000℃恒温条件下的燃烧性能，结果见图4。
利用本发明的煤粉燃烧性能检测方法及其装置，可以方便、快捷、准确地测得煤粉的燃烧性指标，并将其定量化。以此为依据可以合理选择喷吹煤种及其之间的搭配，实现煤质互补，使其燃烧性能得到提高，满足高炉喷吹的要求，达到最佳的经济效果。
Claims (4)
1.一种煤粉燃烧性能检测方法，其特征在于：煤粉在燃烧过程中处于静止状态，同时在线连续检测燃烧过程产生的CO2气体含量；将一定重量和粒度的煤粉放入炉膛内，在恒定升温条件下，使煤粉在300～1200℃内的某一温度区间燃烧，根据炉膛内温度变化和燃烧过程产生的CO2含量的变化关系来判断煤粉的燃烧起始和终了温度，将CO2气体出现时的温度作为煤粉燃烧起始温度，将CO2气体消失时的温度作为煤粉燃烧终了温度；将一定重量和粒度的煤粉放入炉膛内，使煤粉在300～1200℃内的某一恒定温度下燃烧，根据煤粉燃烧时间和燃烧过程产生的CO2含量的变化曲线来判断煤粉燃尽时间的长短。
2.根据权利要求1所述的煤粉燃烧性能检测方法，其特征在于：燃烧产生的热量使炉膛温度升高的幅度控制在1％以下。
3.根据权利要求1或2所述的煤粉燃烧性能检测方法，其特征在于：每次使用的试样重量、粒度和煤粉的干燥情况应当处于同一状态。
4.根据权利要求1或2所述的煤粉燃烧性能检测方法，其特征在于：分析燃烧产生CO2的瞬时含量，对CO2含量变化曲线下方的面积进行积分，当积分的面积达到总面积的90％时，将其所对应的时间作为煤粉的燃烧性能评价指标。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006100461056A CN101038276B (zh) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | 一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006100461056A CN101038276B (zh) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | 一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101038276A CN101038276A (zh) | 2007-09-19 |
| CN101038276B true CN101038276B (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=38889319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2006100461056A Expired - Fee Related CN101038276B (zh) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | 一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101038276B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018127A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-04-03 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 测定煤粉添加剂助燃性的方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101183084B (zh) * | 2007-12-13 | 2010-06-02 | 西安交通大学 | 一种煤粉最佳燃烧浓度的确定方法 |
| CN101320255B (zh) * | 2008-07-04 | 2010-06-02 | 中国电力科学研究院 | 一种火电机组燃煤热值实时监测方法及热值观测器 |
| CN101349688B (zh) * | 2008-08-26 | 2013-05-29 | 东北大学 | 一种多功能通用煤粉燃烧试验装置及方法 |
| CN102331440B (zh) * | 2011-06-22 | 2012-12-26 | 公安部上海消防研究所 | 一种测量可燃物燃烧性质的装置和方法 |
| CN102269757B (zh) * | 2011-06-30 | 2014-06-18 | 首钢总公司 | 喷吹煤综合性能评价方法 |
| CN103162731B (zh) * | 2011-12-14 | 2015-07-08 | 鞍钢股份有限公司 | 一种高炉热风炉燃烧效果在线分析及量化方法 |
| CN102914617B (zh) * | 2012-10-16 | 2015-01-07 | 上海天科化工检测有限公司 | 一种便携式固液物料燃烧危险性的筛选装置 |
| CN102928454B (zh) * | 2012-10-23 | 2016-01-20 | 鞍钢股份有限公司 | 一种铁焦热态性能的检测方法及检测装置 |
| CN102980883A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-03-20 | 首钢总公司 | 高炉未燃煤粉反应性的测定装置及方法 |
| CN103149239B (zh) * | 2013-01-31 | 2015-04-22 | 湖南新航程智能测控技术有限公司 | 一种一体式煤质检测装置及煤质检测方法 |
| CN104764852A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-08 | 辽宁科技大学 | 一种煤粉燃烧率的可视化检测方法 |
| CN106482987A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-08 | 福建农林大学 | 一种生物质燃烧的采样系统 |
| CN106770451A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-31 | 中国矿业大学 | 一种基于耗氧原理的气体燃烧效率测试装置与测试方法 |
| CN106802343A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-06 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种用于车辆的甲醇燃料性能检测方法及装置 |
| CN109030707A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-18 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 微量煤粉燃烧挥发分释放及氮分布特性可控高温反应系统 |
| CN112683719B (zh) * | 2020-11-25 | 2023-07-25 | 中国辐射防护研究院 | 一种核材料着火事故工况下释放源项测量装置及评价方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2447766Y (zh) * | 2000-10-27 | 2001-09-12 | 王敏 | 氧、一氧化碳含量综合分析装置 |
-
2006
- 2006-03-15 CN CN2006100461056A patent/CN101038276B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2447766Y (zh) * | 2000-10-27 | 2001-09-12 | 王敏 | 氧、一氧化碳含量综合分析装置 |
Non-Patent Citations (10)
| Title |
|---|
| 刁日升，胡宾生.攀钢高炉喷吹混合煤燃烧过程的研究.炼铁23 2.2004,23(2),45-47. |
| 刁日升,胡宾生.攀钢高炉喷吹混合煤燃烧过程的研究.炼铁23 2.2004,23(2),45-47. * |
| 张云鹏等.煤粉燃烧器在线监测系统的研究与应用.计算机与应用化学22 11.2005,22(11),960-962. |
| 张云鹏等.煤粉燃烧器在线监测系统的研究与应用.计算机与应用化学22 11.2005,22(11),960-962. * |
| 李贵阳等.高炉喷吹煤性能研究及实践.钢铁40 5.2005,40(5),9-13. |
| 李贵阳等.高炉喷吹煤性能研究及实践.钢铁40 5.2005,40(5),9-13. * |
| 杜鹤桂等.高炉喷吹煤粉燃烧过程的研究.东北工学院学报 42.1985,(42),28-38. |
| 杜鹤桂等.高炉喷吹煤粉燃烧过程的研究.东北工学院学报 42.1985,(42),28-38. * |
| 薛立金.高炉喷吹用煤可燃性指标的实验分析.江苏冶金 1.1997,(1),30-34,40. |
| 薛立金.高炉喷吹用煤可燃性指标的实验分析.江苏冶金 1.1997,(1),30-34,40. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018127A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-04-03 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 测定煤粉添加剂助燃性的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101038276A (zh) | 2007-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101038276B (zh) | 一种煤粉燃烧性能检测方法及其装置 | |
| Wen et al. | Comparative study of experimental testing methods for characterization parameters of coal spontaneous combustion | |
| Li et al. | Pressurized oxy-fuel combustion characteristics of single coal particle in a visualized fluidized bed combustor | |
| Cao et al. | Experimental and numerical studies on the explosion severities of coal dust/air mixtures in a 20-L spherical vessel | |
| CN206258335U (zh) | 燃料快速燃烧特性分析装置 | |
| CN103952503B (zh) | 一种高炉喷吹煤性价比评价模型的建立方法 | |
| Li et al. | High-temperature rapid devolatilization of biomasses with varying degrees of torrefaction | |
| CN101206211B (zh) | 一种煤自燃倾向性的测定方法 | |
| Wang et al. | A new testing and evaluating method of cokes with greatly varied CRI and CSR | |
| CN102393403B (zh) | 一种含高浓度co尾气燃烧特性检测装置及其方法 | |
| CN104480300B (zh) | 一种基于预测回转窑内球团矿抗压强度的球团生产方法 | |
| CN208443807U (zh) | 一种防火涂料耐火性能检测仪 | |
| WO2019100683A1 (zh) | 基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法 | |
| CN102353763A (zh) | 一种测试煤炭自燃发火期小型模拟装置 | |
| Wang et al. | Test method for the propensity of coal to spontaneous combustion | |
| Khasraw et al. | Devolatilisation characteristics of coal and biomass with respect to temperature and heating rate for HIsarna alternative ironmaking process | |
| CN108169407A (zh) | 一种可控气体环境、边墙结构的竖向燃烧特性实验装置 | |
| CN101701770A (zh) | 高炉初渣实验方法及初渣实验炉 | |
| CN114724640B (zh) | 一种高炉风口喷吹煤粉燃烧率计算方法 | |
| Li et al. | Effects of oxygen concentration on the macroscopic characteristic indexes of high-temperature oxidation of coal | |
| Lan et al. | Thermodynamic and kinetic behaviors of coal gasification | |
| Zhao et al. | Study on oxidation kinetics of low-rank coal during the spontaneous combustion latency | |
| CN102539621A (zh) | 一种检测煤粉燃烧率的方法及设备 | |
| CN106680417A (zh) | 一种快速检测煤质灰分和热值的装置及方法 | |
| Xu et al. | Experimental and numerical study on laminar premixed flame characteristics of 2-ethylfuran |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101208 Termination date: 20210315 |