CN101393119B - 一种通过测试燃煤灰的色差值检测燃煤结渣性的方法 - Google Patents
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Abstract
通过测试燃煤灰的色差值检测燃煤结渣性的方法，首先采用标准黑筒和整定瓷片对色差计进行调零和标定；余灰装入试验皿放在色差计下进行测试；测得的煤灰的三刺激值X、Y、Z、红色分量A、黄色分量B、灰的白度L和黄度YI，选择燃煤区域，通过计算得到燃煤结渣指数Sc，根据燃煤结渣指数Sc确定该煤种的结渣倾向。将预测的燃煤结渣指数和结渣倾向结果通知锅炉运行人员采取预防措施。本方法具有方便、快捷、安全的特点，化验人员不增加额外工作，预测准确性达到了80％以上。
Description
技术领域
本发明涉及电厂锅炉燃煤燃烧结渣的检测方法，具体涉及一种通过测试燃煤灰的色差值检测燃煤结渣性的方法。
背景技术
煤的结渣特性与锅炉运行安全性密切相关，是锅炉设计、改造以及运行调整等必须涉及的煤特性。从上个世纪七、八十年代开始，国内外进行了大量研究煤结渣性能的工作，对煤结渣特性的预测，较为直观的方法是在实际锅炉上试烧，但试烧的结果往往较为笼统，其结论往往是某种煤对现有锅炉的适应性，而且不易得出数字指标。
第二种方式则是在试验炉上进行煤粉燃烧试验，则可实施在相同或相近条件下对不同煤结渣特性进行比较。
第三种煤结渣特性研究则是在试验室内进行，常用的方法为测定煤灰熔融温度、灰成分、灰粘度等数据，以某个数据或几个数据组合起来形成结渣指标，与试烧及燃烧试验相比，可称为简易的方法。
上述三种方法技术难度依次降低，所需成本亦依次降低，但都要耗费较长的时间，既便用简易的试验室指标，往往也要两天到一周的时间，而且灰熔融温度及灰成分测定，在电厂煤化验室往往不具备这方面功能，还须将煤粉送至专门试验室。常是煤已烧过出现了某些问题才会送出煤样，这样起不到预测并及时指导锅炉运行的作用。方法一是一种验证方案，实炉试烧可能引起锅炉严重结渣影响运行等事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速、安全、准确的通过测试燃煤灰的色差值检测燃煤结渣性的方法。
为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：
1)首先，根据煤质及产地将煤分为A～F区：
A区：东北内蒙古晚侏罗世聚煤区、华北石炭二叠纪聚煤区的褐煤；
B区：东北内蒙古晚侏罗世聚煤区、除去神府-东胜烟煤的华北石炭二叠纪聚煤区的烟煤、贫煤、无烟煤；
C区：西北早、中侏罗世聚煤区，华北石炭二叠纪聚煤区，滇藏中、新生代聚煤区，华南晚二叠世聚煤区交界处，神府-东胜的烟煤；
D区：西北早、中侏罗世聚煤区的烟煤；
E区：华南晚二叠世聚煤区的烟煤、贫煤和无烟煤；
F区：印尼煤；
2)打开测色色差计预热1小时，预热结束后对测色色差计进行调零和调白整定，调零用标准黑筒，调白用标准圆形瓷片；
3)将待测的燃煤工业分析后的煤灰装入试验皿中放在测色色差计下进行测试；
4)将测试得到的煤灰的三刺激值X、Y、Z、红色分量A、黄色分量B、灰的白度L和黄度YI，并选择待测的燃煤所属区域A～F中之一，按下述公式计算燃煤结渣指数Sc：
a)首先计算修正白度值LL，对A、C、D、F区煤种，
如果B＞A，则delL1＝B-A，否则，delL1＝0；
如果40＜＝YI＜＝50，delL2＝-0.24×YI×YI+21.6×YI-480.0；否则，delL2＝0；
如果delL2＜delL1，则修正白度值LL＝L-delL1，否则，LL＝L-delL2；
对B、E区煤种，修正白度值LL＝L；
b)根据修正白度值LL值，计算燃煤结渣指数Sc值：
A区：Sc＝-0.0244×LL+1.9358；
B区：Sc＝8.0×10-5×L2-0.0335×L+2.1466；
C区：Sc＝-0.0003×LL×LL+0.0108×LL+1.03；
D区：Sc＝-0.0239×LL+1.9814；
E区：Sc＝-0.0273×L+2.0306；
F区：Sc＝0.0009×LL×LL-0.135×LL+5.194；
5)根据燃煤结渣指数Sc的结果进行判定：
若Sc＜＝0.35，则该煤种具有低结渣倾向；
若0.35＜Sc＜＝0.6，则该煤种具有中等结渣倾向；
若0.6＜Sc＜＝0.85，则该煤种具有高结渣倾向；
若Sc＞0.85，则该煤种具有严重结渣倾向。
本发明的测色色差计采用TCP2C型测色色差计进行测试。
本发明与现有技术相比，试验简便、快速、成本低廉：只需色差计、马弗炉等工业分析仪器，在测灰分的同时即给出煤结渣性的预报。具有较高的准确性。该方法利用煤工业分析余灰，只需色差计和计算机各一台，含煤质、煤灰色差值和结渣性能数据库，即可方便、快捷、安全的进行煤结渣性能定量预报，预报准确性在80％以上，可广泛用于燃煤电厂锅炉。
具体实施方式
下面结合实施例对发明的内容作进一步说明：
本发明根据试验室研究，在确信煤灰的颜色与煤的结渣性存在相关关系的基础上，对国内240余种动力用煤进行了颜色及色差测定，并与试验室评价煤结渣性能的量化指标——一维火焰炉结渣指数进行统计分析，对每种颜色的灰的结渣性作出严重结渣、高结渣、中等结渣和低结渣信息。
而碱性和酸性氧化物的比例决定了煤的结渣性能。根据物体颜色测量和表达原理，颜色差别显示了煤灰的不同特性，两者的结合使得利用煤灰色差值预测煤的结渣性成为可能。
本发明测试使用的是电厂化验室进行工业分析后的余灰，电厂进煤时，必不可少的程序是在化验室进行煤的工业分析和发热量测定，测定灰分后的余灰装入内径24mm，深3mm的试验皿内，用TCP2C型测色色差计进行测试，即可得出量化的燃煤结渣指数和结渣趋势评价结果。整个工程只需1-2分钟，不增加试验室人员的额外工作，简便、快速。
本发明的配套硬件为TCP2C型测色色差计，使用本仪器每次测试前须进行调零和调白整定，其随机提供的调白白板时间久了会变色，增大测量误差。本发明确定了一种颜色和形状不随时间改变的标准圆形瓷片试样进行仪器的标定，该瓷片颜色与普通灰的颜色相近，保证了煤灰颜色测试的准确性。
实施例1
本实施例对华北石炭二叠纪聚煤区(神府-东胜)煤进行了结渣性预测。
1)首先，根据煤质及产地将煤分为A～F区：
A区：东北内蒙古晚侏罗世聚煤区、华北石炭二叠纪聚煤区的褐煤；
B区：东北内蒙古晚侏罗世聚煤区、华北石炭二叠纪聚煤区的烟煤、贫煤、无烟煤；
C区：西北早、中侏罗世聚煤区，华北石炭二叠纪聚煤区，滇藏中、新生代聚煤区，华南晚二叠世聚煤区交界处，神府-东胜的烟煤；
D区：西北早、中侏罗世聚煤区的烟煤；
E区：华南晚二叠世聚煤区的烟煤、贫煤和无烟煤；
F区：印尼煤；
2)打开TCP2C型测色色差计预热1小时，预热结束后对测色色差计进行调零和调白整定，调零用标准黑筒，调白用标准圆形瓷片；
3)将待测的燃煤工业分析后的煤灰装入试验皿中放在测色色差计下进行测试，对试验煤灰测试，输出结果如下：
灰的颜色三刺激值X、Y、Z分别为：27.90，26.67，20.58；
灰的红色分量A和黄色分量B分别为：8.74，9.72；
灰的白度L和黄度YI分别为：51.64，47.26；
4)选择待测的燃煤所属区域C，按下述公式计算燃煤结渣指数Sc：
a)首先计算修正白度值LL，此时B＞A，则
delL1＝B-A＝9.72-8.74＝0.98；
此时，YI＝47.26位于40和50的区间内，
delL2＝-0.24×YI×YI+21.6×YI-480.0＝4.774；
此时delL2大于delL1，则，LL＝L-delL2＝46.866；
b)根据LL值，计算燃煤结渣指数Sc值：
C区：Sc＝-0.0003×LL×LL+0.0108×LL+1.03＝-0.0003×46.866×46.866+0.0108×46.866+1.03＝0.877；
5)根据燃煤结渣指数Sc的如果进行判定：
此时Sc＝0.877，则该煤种具有严重结渣倾向，将燃煤结渣指数和结渣倾向结果通知锅炉运行人员采取预防措施。。
试验室对该煤种结渣试验所得结渣指数为Sc＝0.861，严重结渣。
预测结果与试验室测试与评价结果完全相符。
实施例2
采用同样步骤和方法对A区某褐煤进行结渣性预测，燃煤结渣指数Sc＝0.684，试验室对该褐煤结渣试验结果为Sc＝0.66，高结渣，预测结果与试验结果趋势相符。
Claims (2)
1.一种通过测试燃煤灰的色差值检测燃煤结渣性的方法，其特征在于按下述步骤进行：
1)首先，根据煤质及产地将煤分为A～F区：
A区：东北内蒙古晚侏罗世聚煤区、华北石炭二叠纪聚煤区的褐煤；
B区：东北内蒙古晚侏罗世聚煤区、除去神府-东胜烟煤的华北石炭二叠纪聚煤区的烟煤、贫煤、无烟煤；
C区：西北早、中侏罗世聚煤区，华北石炭二叠纪聚煤区，滇藏中、新生代聚煤区，华南晚二叠世聚煤区交界处，神府-东胜的烟煤；
D区：西北早、中侏罗世聚煤区的烟煤；
E区：华南晚二叠世聚煤区的烟煤、贫煤和无烟煤；
F区：印尼煤；
2)打开测色色差计预热1小时，预热结束后对测色色差计进行调零和调白整定，调零用标准黑筒，调白用标准圆形瓷片；
3)将待测的燃煤工业分析后的煤灰装入试验皿中放在测色色差计下进行测试；
4)将测试得到的煤灰的三刺激值X、Y、Z、红色分量A、黄色分量B、灰的白度L和黄度YI，并选择待测的燃煤所属区域A～F中之一，按下述公式计算燃煤结渣指数Sc：
a)首先计算修正白度值LL，对A、C、D、F区煤种，
如果B＞A，则delL1＝B-A，否则，delL1＝0；
如果40＜＝YI＜＝50，delL2＝-0.24×YI×YI+21.6×YI-480.0；否则，delL2＝0；
如果delL2＜delL1，则修正白度值LL＝L-delL1，否则，LL＝L-delL2；
对B、E区煤种，修正白度值LL＝L；
b)根据修正白度值LL值，计算燃煤结渣指数Sc值：
A区：Sc＝-0.0244×LL+1.9358；
B区：Sc＝8.0×10-5×L2-0.0335×L+2.1466；
C区：Sc＝-0.0003×LL×LL+0.0108×LL+1.03；
D区：Sc＝-0.0239×LL+1.9814；
E区：Sc＝-0.0273×L+2.0306；
F区：Sc＝0.0009×LL×LL-0.135×LL+5.194；
5)根据燃煤结渣指数Sc的结果进行判定：
若Sc＜＝0.35，则该煤种具有低结渣倾向；
若0.35＜Sc＜＝0.6，则该煤种具有中等结渣倾向；
若0.6＜Sc＜＝0.85，则该煤种具有高结渣倾向；
若Sc＞0.85，则该煤种具有严重结渣倾向。
2.根据权利要求1所述的通过测试燃煤灰的色差值检测燃煤结渣性的方法，其特征在于：所说的测色色差计采用TCP2C型测色色差计进行测试。
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