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多煤種配煤對型煤特性影響的實驗研究

文檔作者：關(guān)多嬌楊玉鵬葉鵬文檔來源： 1．沈陽工程學(xué)院 2．遼陽供電 3．沈陽工業(yè)大學(xué)		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月10日
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2008年6月
第36卷 第3期(總第196期)
Jun．2008
Vo1．36 No．3(Ser．No．196)
多煤種配煤對型煤特性影響的實驗研究
Experimental Study on Influence of the Proportion in the Briquette
關(guān)多嬌 ，楊玉鵬。，葉 鵬。
(1．沈陽工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110136；2．遼陽供電局，遼寧 遼陽 111000；
3．沈陽工業(yè)大學(xué)，遼寧 沈陽 11O178)
摘要：采用經(jīng)過多煤種配制的型煤，對其進(jìn)行揮發(fā)分、發(fā)熱量和著火特性的研究，實驗結(jié)果表明，型煤的各種特性
并不是各組分煤種的簡單疊加，其性質(zhì)與原煤差異較大。通過這些燃燒特性的變化規(guī)律進(jìn)一步明確和改善型煤的
配比原則。
關(guān)鍵詞：型煤；配煤；燃燒特性
Abstract：This paper introduces the experimental study on the influence of proportion in briquette upon volatile，
ignition and heat value． It is validated that the characteristics of briquette are not a sim ple combination of the
fractional coals，which shows great difference compared with raw coals．The blending rules of the proportions will
be improved according to the further research on the combustion characteristics of different proportions．
Keywords：briquette；proportion；combustion characteristics
中圖分類號：TQ533 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009—5306(2008)03—0014—04
型煤燃燒技術(shù)是我國十項潔凈煤技術(shù)之一，它
的應(yīng)用可明顯減少SO。和煙塵的排放量并節(jié)約燃
煤，推廣和發(fā)展型煤技術(shù)是當(dāng)前防治大氣污染的一
條投資少、見效快、簡便易行的途徑。型煤是由一定
粒度的多種原煤和添加劑組成，但其各種特性并不
是組分煤種特性的簡單疊加，由于不同煤種的組成
及特性不同，混合成型后不同煤質(zhì)的煤粒在燃燒過
程中會相互影響、相互制約口 。型煤配制合理，能發(fā)
揮組分煤種各自的優(yōu)越性，取長補短，給燃燒安全性
和經(jīng)濟性帶來良好影響。若型煤配制不當(dāng)，會造成燃
燒設(shè)備運行水平下降、著火困難、燃燒不穩(wěn)定、效率
降低等問題。目前型煤研究無專用的儀器設(shè)備，主要
借用原煤研究方法和手段而進(jìn)行。
1 試驗試樣的制備
1．1 試驗設(shè)備與原料
本試驗對單煤和型煤進(jìn)行的熱態(tài)試驗研究是在
高溫電爐上完成的，其中著火溫度的測定是在美國
珀金埃爾默(Perkin—Elmer)公司的Pyris一1 TGA熱
重分析儀上完成 。
高溫電爐為SRJX一4—13型硅碳棒頂部加熱，常
用爐溫為1 300 C，試驗煤樣用灰皿盛裝，試驗所用
原料煤種的工業(yè)分析、元素分析和發(fā)熱量測定見表
1。其中M 、Q et． 、Mad、Aad、FCad、Sad、N小0ad、H小
C小V 分別為煤的收到基水分、低位發(fā)熱量、空氣
干燥基水分、灰分、固定碳、硫、氮、氧、氫、碳、干燥無
灰基揮發(fā)分。
1．2 型煤試樣的制備
型煤廠提供的型煤中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：
雞西煤12．O8 ，團(tuán)林子煤24．43 9／6，焦炭粉
24．45％ ，煤泥6．41 ，黃土32．64 。測其彈筒發(fā)熱
量只有12．62 MJ／kg，沒能達(dá)到型煤產(chǎn)品的合格指
標(biāo)。根據(jù)這種情況，實驗以現(xiàn)有原料煤配比作為基
礎(chǔ)，參考各種原料煤的發(fā)熱量，設(shè)計出1O組配比重
新進(jìn)行發(fā)熱量測定，結(jié)果見表2。其中ti為著火溫
度，燃料比K 為煤的固定碳與揮發(fā)分的比值。
從表2中選取熱值均較高的第6組和第9組型
煤，且這2組配比中的對應(yīng)數(shù)據(jù)均不相同，恰可建立
一個5因素2水平的正交實驗表L。(2 )。通過正交
實驗法中的直接擇優(yōu)法新得到3組配比，結(jié)果見表3。
收稿目期：2008—03—23
作者簡介：關(guān)多嬌(1978一)，女，碩士，講師，研究方向為循環(huán)流化床鍋爐生物質(zhì)燃燒問題、煙塵污染治理技術(shù)。
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2008年6月 吉 林 電 力 Jun·2008
第36卷第3期(總第196期) Jilin Electric Power Vo1．36 No．3(Ser．No,196)
表2 不同配比的型煤各項指標(biāo)測定
表3 按正交實驗法重新配比的型煤各項指標(biāo)測定
2 多煤種配制的型煤對其特性的影響。
2．1 型煤揮發(fā)分的變化規(guī)律
試驗中對試驗煤種及其組分煤進(jìn)行了工業(yè)分析
(見表1)，然后用單煤揮發(fā)分?jǐn)?shù)據(jù)按配煤比例計算
其加權(quán)平均揮發(fā)分Vlad，做出實測值和計算值關(guān)系
曲線示于圖1，發(fā)現(xiàn)計算值與實測值存在一定的差
異，但具有良好的線性關(guān)系。經(jīng)回歸計算，其線性關(guān)
系式如下：
(V d)=1．249 5w(Vlad)一0．374 1(相關(guān)系數(shù)
為0．821 2) (1)
煤的揮發(fā)分高低直接影響到煤的著火和燃燒穩(wěn)
定性。由圖1和線性關(guān)系(1)式可知，揮發(fā)分質(zhì)量分
數(shù)低于15％的型煤(本試驗所配型煤其V 全部低
于此值)，其實際揮發(fā)分將大于按單煤加權(quán)平均計算
的揮發(fā)分，即多煤種配制的型煤有利于實際揮發(fā)分
的提高，說明型煤中較優(yōu)煤種促進(jìn)了其分煤種揮發(fā)
分的析出。例如，表2中由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6．08％雞西
煤、32．43 團(tuán)林子煤、26．45 焦炭粉、24．41 煤
泥、1O．63％黃土組成的第4組型煤，按加權(quán)平均計
算的揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)V 為1O．82％ ，而實測揮發(fā)分
質(zhì)量分?jǐn)?shù)V a為11．61％ ，增加了0．79個百分點。而
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第36卷 第3期(總第196期)
吉 林 電 力
Jilin Electric Power
Jun．2008
Vo1．36 No．3 (Ser．No．196)
wW |％
圖1 型煤實測揮發(fā)分w(V )與計算揮發(fā)分w(V )的關(guān)系
由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12．O8 雞西煤、32．43 團(tuán)林子煤、
2O．45 焦炭粉、24．41 煤泥、1O．63 黃土組成的
第6組型煤，按加權(quán)平均計算的揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)V
為u．96 ，而實測揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)V a為13．74 ，
增加了1．78個百分點。另外可看出揮發(fā)分低的煤種
比例越大，型煤的實際揮發(fā)分增加越少。也就是說，
配煤不當(dāng)，會使型煤的實際揮發(fā)分提高幅度降低，即
使加入揮發(fā)分高的煤種對增加型煤揮發(fā)分的效果也
不明顯，造成能源和經(jīng)濟上的不必要浪費。
2．2 型煤發(fā)熱量的變化規(guī)律
對試驗煤種及其組分煤進(jìn)行發(fā)熱量測定(見表
1、2、3)，然后用單煤發(fā)熱量分析數(shù)據(jù)按配煤比例計
算其加權(quán)平均發(fā)熱量Qfnel， ，做出實測值和計算值
關(guān)系曲線示于圖2，發(fā)現(xiàn)計算值與實測值存在一定
的差異，但具有良好的線性關(guān)系。經(jīng)回歸計算，其線
性關(guān)系式如下：
Qnet,ad一0．804 7Qlne【_ d+4．031 7(相關(guān)系數(shù)為
0．989 3) (2)
、
I
∞
●
：
Q ／(MJ‘kg )
圖2 型煤實測發(fā)熱量Qn ’aa與計算發(fā)熱量 的關(guān)系
煤的發(fā)熱量是煤的最重要的性能指標(biāo)。由圖2
和線性關(guān)系式(2)可知，當(dāng)不同煤質(zhì)按各種比例混合
后，實測空氣干燥基低位發(fā)熱量要比按加權(quán)平均計
算值大，其增加值隨型煤發(fā)熱量的增大而降低。例
如，表2中第7組型煤，按加權(quán)平均計算的發(fā)熱量是
·16 ·
19．621 MJ／kg，而實測發(fā)熱量是19．776 MJ／kg，增
加了0．155 MJ／kg。而第8組型煤，按加權(quán)平均計算
的發(fā)熱量是19．797 MJ／kg，而實測發(fā)熱量是
19．906 MJ／kg，增加了0．109 MJ／kg。這表明，型煤
燃燒可以提高燃盡率(這里暫不考慮污染物排放和
結(jié)渣特性的影響)，從而達(dá)到節(jié)能效果。究其原因，是
因為不同煤種摻混后，具有優(yōu)勢互補，類似于催化燃
燒的效用，較優(yōu)煤種的燃燒放熱帶動了較劣質(zhì)煤種
燃盡率的提高，使反應(yīng)在相同燃燒條件下更加完全，
因此放出的熱量增加。
2．3 由多煤種配制的型煤的著火特性
燃料比是定性判斷煤的燃燒性能的指標(biāo)。燃料
比愈小，煤的著火愈容易、燃燒性能越好。一般認(rèn)為
燃料比小于2．0時，煤的燃燒性能好。型煤的著火溫
度ti與燃料比K 有直接關(guān)系。本文所用型煤及其組
分煤的燃料比K 和熱天平測得的著火溫度ti見表
2、表3和表4。
表4 型煤原料煤種的燃料比和著火溫度測定
由表2、表3和表4數(shù)據(jù)，做出著火溫度t 和燃
料比的關(guān)系曲線如圖3所示，從中可知著火溫度與
燃料比的關(guān)系基本上成線性關(guān)系。用回歸分析方法，
得到型煤的著火溫度t 與燃料比K 的關(guān)系式為：
ti一42．499K+334．02(相關(guān)系數(shù)為0．882)(3)
燃料比
圖3 型煤的著火溫度tt與燃料比的關(guān)系
由于煤的工業(yè)分析比較容易，因此只要做出煤
的工業(yè)分析數(shù)據(jù)，計算出燃料比，即可根據(jù)式(3)很
快計算出著火溫度t ，從而可判斷型煤的著火難易
程度。
型煤的著火溫度與其組分煤種的煤質(zhì)密切相
關(guān)。顯然，原料煤種的燃料比小且接近，則型煤的著
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第36卷 第3期(總第196期)
吉 林 電 力
Jilin Electric Power
Jun．2008
Vo1．36 No．3 (Ser．No．196)
火較容易，原料煤種中燃料比較大的煤種摻量過多，
則對著火不利。如：表2中第4組型煤，著火溫度為
502．30 C，而第6組型煤，著火溫度為470．4 lC?？?
見同樣由燃料比較大且相差懸殊的煤種組成的型
煤，隨著燃料比較大煤種的摻人量增加，其著火逐漸
變得困難，因此，僅從著火角度看，型煤中高燃料比
組分煤種的摻量不宜過大。
3 結(jié)論
a．型煤的實際揮發(fā)分將大于按單煤加權(quán)平均計
算的揮發(fā)分，且揮發(fā)分低的煤種比例越大，型煤的實
際揮發(fā)分增加越少。
b．型煤的實際發(fā)熱量要比按單煤種加權(quán)平均
計算值大，其增加的值隨發(fā)熱量的降低而增大，也即
型煤燃燒可以提高燃盡率，從而具有節(jié)能效果。
C．型煤的著火溫度隨著燃料比的增大而線形升
高，可見由燃料比較大且相差懸殊的煤種組成的型
煤隨著燃料比較大煤種的摻人量增加，其著火逐漸
變得困難。因此，僅從著火角度看，型煤中高燃料比
組分煤種的摻量不宜過大。
參考文獻(xiàn)：
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一[W c1， c2， c3， ， c
5
] 一
f0．454 5 0．648 0 0．695 5 0．169 0 0．169 O、
l 0．454 5 0．230 0 0．229 1 0．387 5 0．387 5 l
LO．O91 0 0．122 0 0．O75 4 0．443 5 0．443 5
W e 一[W el， P2， P3] 一 A —
Fo．454 5
l o．454 5
LO．091 0
f0．461 4
1 0．194 5
f 0．O91 0
【0．194 5
l0．058 6
(編輯田淑華)
W e 一0．442，W e
2
— 0．373，W e
。
一0．185。
， 。， 即為組合預(yù)測方法的相對權(quán)重。
3 結(jié)論
層次分析法(AHP)是一種實用的多目標(biāo)決策
方法，通過對影響因素的分析，將一個復(fù)雜的問題表
示為有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，通過判斷對決策方案的
優(yōu)劣進(jìn)行排序。本文將層次分析法應(yīng)用到求取電力
負(fù)荷預(yù)測組合預(yù)測的權(quán)重問題，得到理想的效果。
參考文獻(xiàn)：
C1] 錢頌迪．運籌學(xué)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1990．
(編輯劉文千)
·17·

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