RU2492474C1 - Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения - Google Patents

Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения Download PDF

Info

Publication number
RU2492474C1
RU2492474C1 RU2012115938/15A RU2012115938A RU2492474C1 RU 2492474 C1 RU2492474 C1 RU 2492474C1 RU 2012115938/15 A RU2012115938/15 A RU 2012115938/15A RU 2012115938 A RU2012115938 A RU 2012115938A RU 2492474 C1 RU2492474 C1 RU 2492474C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
calorific value
coal
ash content
field
lower calorific
Prior art date
Application number
RU2012115938/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Галина Петровна Сидорова
Рудольф Алексеевич Суханов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ")
Priority to RU2012115938/15A priority Critical patent/RU2492474C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2492474C1 publication Critical patent/RU2492474C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к контролю качества углей. При осуществлении способа на основании показателей качества угля месторождения, определенных на стадии разведки и технологических испытаний, определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по заданной формуле, строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика. Достигается упрощение и повышение оперативности определения. 3 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к контролю качества углей.
В текущей работе геолога и мастера ОТК угольного разреза постоянно приходится сталкиваться с определением одного из главных показателей качества угля - низшей теплотой сгорания на рабочее состояние топлива ( Q i r )
Figure 00000001
. Теплота сгорания является одной из основных характеристик показателей качества энергетического топлива. Этот показатель определяет цену топлива.
Высшая теплота сгорания ( Q s d a f )
Figure 00000002
, характеризует природный тип углей, степень его углефикации и вещественный состав.
Согласно ГОСТ 147-95 «Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания», определение высшей теплоты сгорания основано на полном сжигании массы испытуемого топлива в колориметрической бомбе в изотермическом или адиабатическом режиме при постоянном объеме в среде сжатого кислорода и измерении подъема температуры калориметрического сосуда за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топлива и вспомогательных веществ, а также при образовании водных растворов азотной и серной кислот в условиях испытания. Масса навески 0,8-1,5 гр.
Процесс очень сложный и дорогостоящий.
Низшая теплота сгорания выражает количество тепла, которое с учетом балласта (W, А) может быть практически реализовано при сжигании. Величина расчетная - согласно ГОСТ 147-95, рассчитывается из показателей высшей теплоты сгорания по формуле с учетом пересчетных коэффициентов:
Q i d = Q i s 24,42 ( 8,94 H a + W a )
Figure 00000003
,
где 24,42 - теплота парообразования;
8,94 - коэффициент пересчета массовой доли водорода на воду;
Ha - массовая доля водорода в аналитической пробе;
Wa - массовая доля воды в аналитической пробе.
Формула довольно громоздкая и неприменимая к оперативным расчетам.
Различными исследователями постоянно изыскиваются пути определения ( Q i r )
Figure 00000004
по известным значениям рабочей влажности и зольности (Wr, Ar), методы определения которых менее затратные (как во времени, так и в материальном плане).
Целью изобретения является создание способа оперативного определения одного из основных показателей качества угля - низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива, необходимое при текущем планировании добычи и отгрузки угля с учетом качественных характеристик, а также сокращение объема дорогостоящих анализов по определению теплотворных свойств углей.
Цель достигается тем, что способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения, заключается в том, что на стадии разведки и технологических испытаний производят определение показателей качества углей: рабочей влажности, зольности и низшей теплоты сгорания, а также средних значений этих параметров по месторождению и определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по формуле
Q r 2 = ( Q 1 r + 6 W 1 r ) 100 W 2 r A 2 r / 100 W 1 r A 1 r 6 W 2 r                         ( 1 )
Figure 00000005
,
где Q 1 r
Figure 00000006
- средние значения низшей теплоты сгорания, рабочей влажности W 1 r
Figure 00000007
и рабочей зольности A 1 r
Figure 00000008
, определенные на стадии разведки и технологических испытаний угля;
A 1 r
Figure 00000009
- зольность на рабочее состояние топлива, %
A 1 r = A 1 d 100 W 1 r                                                                                    ( 2 )
Figure 00000010
,
где A 1 d
Figure 00000011
- зольность на сухое состояние топлива, %
Q 2 r
Figure 00000012
- низшая теплота сгорания на любое состояние топлива с известной рабочей влажностью W 2 r
Figure 00000013
и зольностью A 2 r
Figure 00000014
,
затем строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика.
Предлагаемый способ был внедрен на Уртуйском месторождении.
Принимали за Q 1 r
Figure 00000015
, W 1 r
Figure 00000016
, A 1 r
Figure 00000017
средние показатели качества углей, достаточно надежно определенные различными исследованиями на стадии разведки и технологических испытаний для Уртуйского месторождения: Qк1=4020 ккал/кг, Wк1=29,5%, Aк1=12,5%. Выводили формулу расчета зольности на рабочее состояние топлива для углей Уртуйского месторождения:
A 1 r = A 1 d 100 W 1 r = 8,81 % ,                                                                              ( 2 )
Figure 00000018
где A 1 d
Figure 00000019
- зольность на сухое состояние топлива.
Подставляя средние значения в формулу (1) получили формулу расчета низшей теплоты сгорания для углей Уртуйского месторождения:
Q 2 r = ( Q 1 r + 6 W 1 r ) 100 W 2 r A 2 r / 100 W 1 r A 1 r 6 W 2 r                       ( 1 )
Figure 00000020
Q 2 r = 68,0337 ( 100 W 2 r A 2 r ) 6 W 2 r                                            ( 3 )
Figure 00000021
Эта формула позволяет рассчитать низшую теплоту сгорания ( Q 2 r )
Figure 00000022
Уртуйских углей для любого состояния топлива по известным значениям рабочей влажности и зольности.
Определив показатели: Qк1, Wк1, Aк1 - для любого месторождения, используя данную методику, можно определить низшую теплоту сгорания углей ( Q 2 r )
Figure 00000023
для этого месторождения.
На основе данной формулы построен график (палетка) для определения ( Q 2 r )
Figure 00000023
графическим способом (фиг.1). Масштаб построения графика и количество линий может быть любым.
Дробные значения зольности и влажности откладываются на палетке путем интерполяции между целыми значениями. Правильность определения низшей теплоты сгорания по формуле (1) и графику проверена по результатам сопоставления этого показателя с лабораторией ТЭЦ г.Краснокаменска. По известным значениям W 2 r
Figure 00000024
и A 1 r
Figure 00000025
, определенным в лаборатории, рассчитывалась величина Q 2 r
Figure 00000026
по формуле (1), которая сравнивалась с фактически полученным значением на калориметре. Всего сравнивалось 284 определения.
Среднее квадратическое расхождение между рассчитанными и фактическими значениями составило ±3,5%. Необходимо иметь в виду, что это расхождение является суммой погрешностей определения трех составляющих: влажности, зольности и теплоты сгорания пробы в лабораторных условиях. Исключив один из анализов - собственно определение теплоты сгорания, точность определения Q 2 r
Figure 00000027
будет зависеть только от точности определения рабочей влажности и рабочей зольности.
Рассчитываем Q i r
Figure 00000028
для различных значений влажности (в пределах наиболее часто встречающихся значений) при одинаковой зольности Ar=Const=8,81%.
Таблица 1
Расчет Qri2=f(Wr2)
Влажность W 2 r
Figure 00000029
Зольность A 2 r
Figure 00000030
Теплота сгорания Q 2 r
Figure 00000031
Расчет
1 2 3 4
23 8,81 4501,2 (4020+6×29,5)(100-23-8,81/100-29,5-8,81)-6×23
23 8,81 4427,2 (4020+6×29,5)(100-24-8,81/100-29,5-8,81)-6×24
25 8,81 4353,2 (4020+6×29,5)(100-25-8,81/100-29,5-8,81)-6×25
26 8,81 4279,1 (4020+6×29,5)(100-26-8,81/100-29,5-8,81)-6×26
27 8,81 4205,1 (4020+6×29,5)(100-27-8,81/100-29,5-8,81)-6×27
28 8,81 4131,1 (4020+6×29,5)(100-28-8,81/100-29,5-8,81)-6×28
29 8,81 4057,0 (4020+6×29,5)(100-29-8,81/100-29,5-8,81)-6×29
30 8,81 3983,0 (4020+6×29,5)(100-30-8,81/100-29,5-8,81)-6×30
31 8,81 3908,9 (4020+6×29,5)(100-31-8,81/100-29,5-8,81)-6×31
32 8,81 3834,9 (4020+6×29,5)(100-32-8,81/100-29,5-8,81)-6×32
33 8,81 3760,8 (4020+6×29,5)(100-33-8,81/100-29,5-8,81)-6×32
34 8,81 3686,8 (4020+6×29,5)(100-34-8,81/
100-29,5-8,81)-6×34
35 8,81 3612,8 (4020+6×29,5) (100-35-8,81/100-29,5-8,81)-6×35
36 8,81 3538,8 (4020+6×29,5) (100-36-8,81/100-29,5-8,81)-6×36
Рассчитывали Q i r
Figure 00000032
в зависимости от зольности, при этом достаточно взять одно условное значение, например 20%, т.к. согласно формуле (1), зависимость имеет линейный характер. Расчет приведен в таблице 2.
Таблица 2
Расчет Qri2=f(Ar2) при Wr1=Gonst, Ar1=8.81
Влажность W 2 r
Figure 00000029
, %
Зольность A 2 r
Figure 00000030
, %
Теплота сгорания. Q 1 r
Figure 00000033
, ккал/кг
Теплота сгорания Q 2 r
Figure 00000031
, ккал/кг
РАСЧЕТ
1 2 3 4
23 20,0 4501,2 3740,0 (4501,2+6×23)(100-23-20/100-23-8,1)-6×23
24 20,0 4427,2 3666,0 (4427,2+6×24)(100-24-20/100-24-8,81)-6×24
25 20,0 4353,2 3592,0 (4353,2+6×25)(100-25-20/100-25-8,81)-6×25
26 20,0 4279,1 3517,9 (4279,1+6×26)(100-26-20/100-26-8,81)-6×26
27 20,0 4205,1 3443,9 (4205,1+6×27)(100-27-20/100-27-8,81)-6×27
28 20,0 4131,1 3369,9 (4131,1+6×28)(100-28-20/100-28-8,81)-6×28
29 20,0 4057,0 3295,8 (4057,0+6×29)(100-29-20/100-29-8,81)-6×29
30 20,0 3983,1 3221,8 (3983,0+6×30)(100-30-20/100-30-8,81)-6×30
31 20,0 3908,9 3147,8 (3908,9+6×31)
(100-31-20/100-31-8,81)-6×31
32 20,0 3834,9 3073,7 (3834,9+6×32)(100-32-20/100-32-8,81)-6×32
33 20,0 3760,9 2999,7 (3760,9+6×33)(100-33-20/100-33-8,81)-6×33
35 20,0 3612,8 2851,8 (3612,8+6×35)(100-35-20/100-35-8,81)-6×35
36 20,0 3538,8 2777,6 (3538,8+6×36)(100-36-20/100-36-8,81)-6×36
Наносим на график полученные значения, соединяем значения Q i r
Figure 00000034
для одинаковой влажности и получаем набор линий (палетку), характеризующих зависимость теплоты сгорания от влажности и зольности (фиг.1).
Эти линии описываются формулами, приведенными в таблице 3.
Таблица 3
Регрессионная зависимость Qri=f (Ari)
Wr, % ФОРМУЛА
1 2
23 Qri=5100-68.0Ari
24 Qri=5026-68.0Ari
25 Qri=4952-68.0Ari
26 Qri=4878-68.0Ari
27 Qri=4804-68.0Ari
28 Qri=4730-68.0Ari
29 Qri=4656-68.0Ari
30 Qri=4582-68.0Ari
31 Qri=4508-68.0Ari
32 Qri=4434-68.0Ari
33 Qri=4360-68.0Ari
34 Qri=4286-68.0Ari
35 Qri=4212-68.0Ari
36 Qri=4138-68.0Ari
Для дробных значений Wri теплота сгорания определяется методом интерполяции между линиями целых значений.
Точность снятия отсчета по палетке составляет ±5-10 Ккал/кг, в зависимости от масштаба построения.
Линии Q i r = f ( A i r )
Figure 00000035
параллельны и находятся на расстоянии, равном 74 Ккал/кг. Для построения графика Q i r = f ( A i r )
Figure 00000036
для других значений влажности достаточно провести параллельную линию через 74 Ккал/кг от соседней.
Используемые методы оперативного контроля качества угля позволяют формировать партии угля по заявкам потребителей и могут быть использованы на любом угольном месторождении с учетом данных по рабочей влажности и зольности для данного месторождения.

Claims (1)

  1. Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения, заключающийся в том, что на стадии разведки и технологических испытаний производят определение показателей качества углей: рабочей влажности, зольности и низшей теплоты сгорания, а также средних значений этих параметров по месторождению и определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по формуле:
    Q 2 r = ( Q 1 r + 6 W 1 r ) 100 W 2 r A 2 r / 100 W 1 r A 1 r 6 W 2 r
    Figure 00000037
    ,
    где Q 1 r
    Figure 00000038
    - средние значения низшей теплоты сгорания, рабочей влажности W 1 r
    Figure 00000039
    и рабочей зольности A 1 r
    Figure 00000040
    , определенные на стадии разведки и технологических испытаний угля;
    A 1 r
    Figure 00000041
    - зольность на рабочее состояние топлива, %
    A 1 r = A 1 d 100 W 1 r
    Figure 00000042
    ,
    где A 1 d
    Figure 00000043
    - зольность на сухое состояние топлива, %
    Q 2 r
    Figure 00000044
    - низшая теплота сгорания на любое состояние топлива с известной рабочей влажностью W 2 r
    Figure 00000045
    и зольностью A 2 r
    Figure 00000046
    ,
    затем строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика.
RU2012115938/15A 2012-04-19 2012-04-19 Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения RU2492474C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115938/15A RU2492474C1 (ru) 2012-04-19 2012-04-19 Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115938/15A RU2492474C1 (ru) 2012-04-19 2012-04-19 Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2492474C1 true RU2492474C1 (ru) 2013-09-10

Family

ID=49164989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012115938/15A RU2492474C1 (ru) 2012-04-19 2012-04-19 Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2492474C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107966381A (zh) * 2017-10-11 2018-04-27 青海平安高精铝业有限公司 一种衡量热轧乳化液洁净程度的新方法
CN115639339A (zh) * 2022-10-12 2023-01-24 华能南京金陵发电有限公司 一种煤场在线煤质分析方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU640191A1 (ru) * 1975-06-08 1978-12-30 Уральский Филиал Всесоюзного Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им. Ф.Э.Дзержинского Способ определени пригодности энергетического твердого топлива к хранению
SU1420496A1 (ru) * 1986-11-11 1988-08-30 Государственное Специальное Конструкторское Бюро Теплофизического Приборостроения Способ непрерывного определени теплоты сгорани
RU2088909C1 (ru) * 1995-06-14 1997-08-27 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" Способ оценки взрываемости пыли натуральных топлив
RU2091779C1 (ru) * 1995-08-11 1997-09-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Способ определения теплоты сгорания природного горючего газа
RU2171466C1 (ru) * 2000-10-12 2001-07-27 Шуринов Сергей Георгиевич Способ непрерывного измерения высшей и низшей удельной теплоты сгорания горючих газов
RU2000107474A (ru) * 2000-03-27 2002-01-27 Государственный Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности Способ оценки склонности каменного угля к самовозгоранию

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU640191A1 (ru) * 1975-06-08 1978-12-30 Уральский Филиал Всесоюзного Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им. Ф.Э.Дзержинского Способ определени пригодности энергетического твердого топлива к хранению
SU1420496A1 (ru) * 1986-11-11 1988-08-30 Государственное Специальное Конструкторское Бюро Теплофизического Приборостроения Способ непрерывного определени теплоты сгорани
RU2088909C1 (ru) * 1995-06-14 1997-08-27 Акционерное общество открытого типа "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" Способ оценки взрываемости пыли натуральных топлив
RU2091779C1 (ru) * 1995-08-11 1997-09-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Способ определения теплоты сгорания природного горючего газа
RU2000107474A (ru) * 2000-03-27 2002-01-27 Государственный Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности Способ оценки склонности каменного угля к самовозгоранию
RU2171466C1 (ru) * 2000-10-12 2001-07-27 Шуринов Сергей Георгиевич Способ непрерывного измерения высшей и низшей удельной теплоты сгорания горючих газов

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 147-95. Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107966381A (zh) * 2017-10-11 2018-04-27 青海平安高精铝业有限公司 一种衡量热轧乳化液洁净程度的新方法
CN115639339A (zh) * 2022-10-12 2023-01-24 华能南京金陵发电有限公司 一种煤场在线煤质分析方法
CN115639339B (zh) * 2022-10-12 2023-11-03 华能南京金陵发电有限公司 一种煤场在线煤质分析方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104849260B (zh) 一种锅炉燃烧火焰中的气相碱金属浓度的在线检测方法
CN103697946B (zh) 一种火电厂燃煤锅炉烟气流量的计算方法及污染物排放量的控制方法
Monteiro et al. Determination of biodiesel blend levels in different diesel samples by 1H NMR
Zhao et al. Multi-wavelength light absorption of black and brown carbon at a high-altitude site on the Southeastern margin of the Tibetan Plateau, China
CN101949852B (zh) 一种基于光谱标准化的煤质在线检测方法
CN104596957A (zh) 基于可见光近红外光谱技术的土壤铜含量估算方法
WO2019056724A1 (zh) 一种运用基线漂移量检测原煤水分、挥发分的方法
CN104267019B (zh) 一种激光拉曼气体分析仪的标定和检测气体浓度的方法
RU2492474C1 (ru) Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения
Junga et al. Uncertainty estimation of the efficiency of small-scale boilers
CN106442474B (zh) 一种基于偏最小二乘法的水泥生料三率值测量方法
Xia et al. Atmospheric CO2 and its δ13C measurements from flask sampling at Lin'an regional background station in China
Velázquez-Martí et al. Wood characterization for energy application proceeding from pruning Morus alba L., Platanus hispanica Münchh. and Sophora japonica L. in urban areas
CN102272522A (zh) 用于在发电站中监测燃料燃烧的设备和方法
Davis et al. An experimental assessment of the O3/H2O interference problem in the detection of natural levels of OH via laser induced fluorescence
CN110044852A (zh) 基于激光诱导击穿光谱法的燃煤电厂碳排放在线监测方法
Pudovkin Application of qualimetric methods for assessing quality of complex products
Dzurenda et al. Quantification of the ash content from biofuel-wood according to ISO 1171 (2003) and EN 14775 (2010)
CN101949846A (zh) 一种无色孔雀石绿的检测方法
Weisberger et al. An emissions-based fuel mass loss measurement for wood-fired hydronic heaters
Lübkert A model for estimating nitrogen oxide emissions in Europe
CN101893560A (zh) 一种汽油锰含量快速测定方法
Hassan et al. Relation between CO2 emissions and crude oil combustion in Iraq
Qu et al. Real-time in-situ detection of potassium release during combustion of pelletized biomass using tunable diode laser absorption spectroscopy
CN101561394B (zh) 煤中有机氧含量的测定方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170420