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激光粒度仪在煤粉粒径检测中的重要性

浏览次数: 日期:2015年12月9日 08:49

一、煤粉

    煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成,碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上,是非常重要的能源,也是冶金、化学工业的重要原料,有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。    

    煤粉的主要物理特性有以下几方面:颗粒特性煤粉是由尺寸不同、形状不规则的颗粉所组成,一般煤粉颗粒直径范围为01000um,大多2050um的颗粒;煤粉的密度煤粉密度较小,新磨制的煤粉堆积密度过约为(0.450.5t/m3,贮存一定时间后堆积密度为(0.80.9t/m3; 煤粉具有流动性煤粉颗粒很细,单位质量的煤粉具有较大的表面积,表面可吸附大量空气,从而使其具有流动性。这一特性,使煤粉便于气力输送,缺点是易形成煤粉自流,设备不严密时容易漏粉。

    煤粉在运输过程中,经外界的干扰如设备运转的震动、碰撞或风作用悬浮到空气形成粉尘,如场所内作业人员防护用品佩带不全,很容易引起尘肺病等职业病危害。当煤粉在空气中达到一定浓度,在外界高温、碰撞、摩擦、振动、明火、电火花的作用下会引起爆炸,

爆炸后产生的气浪会使沉积的粉尘飞扬,造成二次爆炸事故

截至2010年,全世界最大的产煤国是澳大利亚,澳大利亚每年生产全球70%的煤。截至2010年,全世界最大的煤消费国是中国,中国每年的煤消耗量占全球消耗量35%。在我国的能源结构中煤炭占比67%左右,石油占比18%,谁能8%,天然气5%,核能1%,其他1%。我国年消耗煤炭37亿吨,约占全球80亿吨的一半,其中电煤约18亿吨,工业锅炉供热耗煤6亿吨,钢铁耗煤约6亿吨。也就是说全国65%的煤炭通过锅炉燃烧的方式电力或蒸汽供热。因此煤粉行业成为我国重要的能源行业,并受到广泛重视。

二、煤粉检测粒径的重要性

    煤粉细度是影响锅炉未完全燃烧损失的因素之 一,煤粉越细,燃烧越完全,飞灰含碳量越小,锅炉燃烧效率越高。但煤粉过细会增加制粉电耗,因此,对煤粉细度的优化控制,对指导磨煤机运行、降低能耗、减少污染具有重要意义。在煤粉制备过程中,最关键的设备,也是对煤粉粒度影响最为厉害的就是我们的煤磨机。磨机的喂料量,磨机的转速,都会影响粒度的变化。煤磨机能否正常运行和能否以最佳的转速运行,直接关系到煤磨机的效率、煤粉的品质和能耗,以及更为直接的影响到了锅炉的燃烧效率以及环境污染,而这些恰恰都能是企业在日益激烈的市场竞争力下所关心和追求的。

    煤粉粒径大小对煤粉气流着火温度也有很大的影响。在不同粒径时最低着火温度所对应的最佳煤粉浓度是很接近的,只是粒径大对应的最低着火温度稍高些;当煤粉浓度小于最佳煤粉浓度时,随着煤粉浓度的增加,着火温度都是降低的。在相同的煤粉浓度下,粒径越大,着火温度越高;当煤粉浓度大于最佳煤粉浓度时,不同粒径的着火温度差别不大,只是粒径小时,着火温度稍早出现上升的趋势。以上可以看出,煤粉气流的升温速度与粒径成反比。对于极低浓度下的多相着火,煤粉粒径减少,升温速度加快,对应的着火温度也降低。对于在较低煤粉浓度下的均相着火,热解速度与粒径无关,仅与煤粉浓度成正比。因此,粒径越小时,煤粉气流升温速度越快,更早地开始热解,在相同的炉壁温度下,更快地达到着火条件,亦即要求更低的加热温度。

    众所周知,火力发电厂的煤粉愈细,燃烧特性愈好,煤粉颗粒愈容易着火、燃烧与燃尽,减少不完全燃烧损失。此外,颗粒愈细,愈容易响应气流流动,炉内燃料分布均匀,燃烧稳定,利于调节炉内燃烧的不稳定与火焰分布不均热损失小但煤粉颗粒愈小,其耗电量增加,飞扬损失大。一般要求粒度为0-3mm,而且大多数20-50um粒度均匀。因此,煤粉的粒度测量成为煤粉制备及其燃烧都是重要的参考方式。

三、激光粒度仪在煤粉粒径检测中的应用

    煤粉细度的表述概括起来有筛余,比表面积、颗粒级配,平均粒径等多种方式。而细度的测量方法也由最初的筛网法和显微镜法逐步更新到日前技术最为突出的激光折射技术,筛网法和显微镜法技术存在测量速度慢,对形状不规则的样品粒度测量误差较大,已经慢慢从粒度测量领域淡化,比表面积是使用比较对的一种粒度表现方式,和煤粉的燃烧性能有着非常紧密的关系,但是比表面积实际含有颗粒堆积因素,并非真正几何意义上的颗粒比表面积。激光粒度仪能够得出煤粉行业原来无法测量的粒度分布,建立起粒度分布于煤粉燃烧的特性的关系。本次煤粉检测使用的是winner2000E,测试时报告如下:

 

 

 

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