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1、 锅炉燃料锅炉燃料煤质分析技术推广和操作技能培训煤质分析技术推广和操作技能培训 主讲：杨主讲：杨 军军 2013年年4月月24日于北京日于北京 培训大纲培训大纲一、锅炉燃料的种类一、锅炉燃料的种类二、开展煤质分析的重要性二、开展煤质分析的重要性三、煤质分析设备的发展历程三、煤质分析设备的发展历程四、如何选择合适的煤质分析设备四、如何选择合适的煤质分析设备五、如何正确使用分析设备五、如何正确使用分析设备六、开展煤质分析培训的重要性六、开展煤质分析培训的重要性 一、锅炉燃料分析设备的种类一、锅炉燃料分析设备的种类1、固体燃料：、固体燃料： 固体燃料主要包括：煤炭、油页岩及生物固体燃料主要包括：煤炭
2、、油页岩及生物质等固态燃料。质等固态燃料。 主要分析设备有工业分析仪、元素分析仪、主要分析设备有工业分析仪、元素分析仪、量热仪、采制样设备等。量热仪、采制样设备等。 2、液体燃料：燃料油、工业废液等液态燃料。测、液体燃料：燃料油、工业废液等液态燃料。测试项目有发热量、粘度、闪点、水分、密度、硫试项目有发热量、粘度、闪点、水分、密度、硫等。等。3、气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、液、气体燃料：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、液化气等气态燃料。测试项目有发热量，采用气相化气等气态燃料。测试项目有发热量，采用气相色谱法测定气体样品组分，采样装置主要有采样色谱法测定气体样品组分，采样装置主要有采样接
3、头、采样导管和样品容器。接头、采样导管和样品容器。 二、开展煤质分析的重要性二、开展煤质分析的重要性A.测定燃煤发热量的重要意义测定燃煤发热量的重要意义 发热量是煤炭作为燃料利用的一个重要的煤发热量是煤炭作为燃料利用的一个重要的煤质特性指标，它对于电力安全生产和经济运行均质特性指标，它对于电力安全生产和经济运行均具有重要的意义，主要表现在以下几个方面：在具有重要的意义，主要表现在以下几个方面：在煤炭管理上，入厂煤属于商务贸易。它的计价、煤炭管理上，入厂煤属于商务贸易。它的计价、编制电厂燃料的消耗定额和供应计划、核算发电编制电厂燃料的消耗定额和供应计划、核算发电成本和计算能源利用效率等，都要以发
4、热量作为成本和计算能源利用效率等，都要以发热量作为主要依据。主要依据。 在设计锅炉机组时，煤炭发热量可用来计算在设计锅炉机组时，煤炭发热量可用来计算炉膛热负荷、选择磨煤机容量和计算物料平衡等炉膛热负荷、选择磨煤机容量和计算物料平衡等必不可少的煤质参数。必不可少的煤质参数。 在锅炉机组运行时，煤炭发热量又是锅炉热在锅炉机组运行时，煤炭发热量又是锅炉热平衡、配煤燃烧及负荷调节等的主要依据，同时平衡、配煤燃烧及负荷调节等的主要依据，同时也是计算发电煤耗经济指标的依据之一。也是计算发电煤耗经济指标的依据之一。 B.水分测定的重要意义水分测定的重要意义 水分是一项重要的煤质分析指标，它在煤的基础理论水分
5、是一项重要的煤质分析指标，它在煤的基础理论研究和加工利用中都具有重要的作用。研究和加工利用中都具有重要的作用。 煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有很大影煤的水分对其加工利用、贸易和储存运输都有很大影响。一般来说水分高不是一件好事。在锅炉燃烧中，水响。一般来说水分高不是一件好事。在锅炉燃烧中，水分高会影响燃烧稳定性和热传导；在炼焦工业中，水分分高会影响燃烧稳定性和热传导；在炼焦工业中，水分高会降低焦炭产率，而且由于水分大量蒸发带走热量而高会降低焦炭产率，而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期；在煤炭贸易上，煤的水分是一个重要的延长焦化周期；在煤炭贸易上，煤的水分是一个重要的计质和计量指
6、标。在煤质分析中，煤的水分是进行不同计质和计量指标。在煤质分析中，煤的水分是进行不同基的煤质分析结果换算的基础数据。基的煤质分析结果换算的基础数据。 C.灰分测定的重要意义灰分测定的重要意义煤中灰分在煤质特性和利用研究中起重要作用。煤中灰分在煤质特性和利用研究中起重要作用。 在煤的燃烧和气化中，根据煤灰含量以及它在煤的燃烧和气化中，根据煤灰含量以及它的诸如熔点、黏度、导电性和化学组成等特性来的诸如熔点、黏度、导电性和化学组成等特性来预测燃烧和气化中可能出现的腐蚀、沾污、结渣预测燃烧和气化中可能出现的腐蚀、沾污、结渣问题，并据此进行炉型选择和煤灰渣利用研究；问题，并据此进行炉型选择和煤灰渣利用研
7、究；在炼焦工业中，用煤的灰分量来预计焦炭中的灰在炼焦工业中，用煤的灰分量来预计焦炭中的灰分，煤的灰分越高，有效碳的产率就越低；在商分，煤的灰分越高，有效碳的产率就越低；在商业上根据煤灰含量来定级论价等。业上根据煤灰含量来定级论价等。 D.挥发分测定的重要意义挥发分测定的重要意义 煤的挥发分产率与煤的变质程度有比较密切煤的挥发分产率与煤的变质程度有比较密切的关系的关系随着变质程度的加深，挥发分逐渐降随着变质程度的加深，挥发分逐渐降低，因此根据煤的挥发分产率可以估计煤的种低，因此根据煤的挥发分产率可以估计煤的种类。在中国、美国、英国、法国、波兰和国际煤类。在中国、美国、英国、法国、波兰和国际煤炭分
8、类方案中，都以挥发分作为第一分类指标。炭分类方案中，都以挥发分作为第一分类指标。 在燃煤中，可根据挥发分来选择适用于特定在燃煤中，可根据挥发分来选择适用于特定煤源的燃烧设备或适于特定设备的煤源。煤源的燃烧设备或适于特定设备的煤源。 E.测定煤中全硫的重要意义测定煤中全硫的重要意义 硫是一种有害元素。含硫量高的煤，供燃烧、硫是一种有害元素。含硫量高的煤，供燃烧、气化或炼焦使用时都会带来很大的危害。高硫煤气化或炼焦使用时都会带来很大的危害。高硫煤用作燃料时，燃烧后产生的二氧化硫气体，不仅用作燃料时，燃烧后产生的二氧化硫气体，不仅严重腐蚀锅炉的管道，而且还严重污染大气。因严重腐蚀锅炉的管道，而且还严
9、重污染大气。因此，为了有效而经济地利用煤炭资源，必须了解此，为了有效而经济地利用煤炭资源，必须了解煤中全硫含量。煤中全硫含量。 F.为何要测试煤碳中碳、氢含量？为何要测试煤碳中碳、氢含量？ 碳和氢是煤有机质的主要组成元素，两者和碳和氢是煤有机质的主要组成元素，两者和氧加在一起占煤有机质的氧加在一起占煤有机质的95以上。了解煤中以上。了解煤中碳、氢含量，对于了解煤的变质程度和煤的性质碳、氢含量，对于了解煤的变质程度和煤的性质有重要意义。有重要意义。 三、煤质分析设备的发展史三、煤质分析设备的发展史1、煤质分析的相关国家标准：、煤质分析的相关国家标准：GBT212-2008煤的工业分析方法煤的工业
10、分析方法GBT213-2008煤的发热量的测定煤的发热量的测定GBT214-2007煤中全硫的测定方法煤中全硫的测定方法GBT476-2008煤中碳和氢的测试方法煤中碳和氢的测试方法GBT219-2008煤灰熔融性测试方法煤灰熔融性测试方法GBT 19227-2008 煤中氮的测定方法煤中氮的测定方法GBT 25214-2010 煤中全硫测定煤中全硫测定 红外光谱法红外光谱法 2、我国煤质分析设备的发展史及国外煤质分析设、我国煤质分析设备的发展史及国外煤质分析设备在我国的使用现状。备在我国的使用现状。 我国煤质分析设备在我国煤质分析设备在1995年前主要以江苏徐州、河南年前主要以江苏徐州、河南
11、鹤壁等地生产的纯手工操作或半自动的传统设备为主，而鹤壁等地生产的纯手工操作或半自动的传统设备为主，而在在1995年以后，因计算机的使用，设备的自动化程度也年以后，因计算机的使用，设备的自动化程度也随之得以提升，而生产产地也逐渐由江苏、河南等地转到随之得以提升，而生产产地也逐渐由江苏、河南等地转到湖南长沙。量热仪也由需人工称水重、调水温的贝克曼温湖南长沙。量热仪也由需人工称水重、调水温的贝克曼温度计升级到能够自动控制内外桶水温的全自动的恒温式量度计升级到能够自动控制内外桶水温的全自动的恒温式量热仪。热仪。 工业分析仪也从以前传统的耐火砖式高温炉工业分析仪也从以前传统的耐火砖式高温炉发展到采用新式
12、保温材料及控制模式的新型高温发展到采用新式保温材料及控制模式的新型高温炉及计算机全程自动控制的自动工业分析仪。炉及计算机全程自动控制的自动工业分析仪。 定硫仪也随着国家标准的修订经历了管式高定硫仪也随着国家标准的修订经历了管式高温炉、库仑定硫仪及红外定硫仪等，目前我国的温炉、库仑定硫仪及红外定硫仪等，目前我国的专家正在努力协商将我国的库仑测硫标准加入国专家正在努力协商将我国的库仑测硫标准加入国际标准。际标准。 灰熔融性测试仪也由需人工观测四个特征温灰熔融性测试仪也由需人工观测四个特征温度转为摄像机自动观测灰锥的变形过程，由计算度转为摄像机自动观测灰锥的变形过程，由计算机自动判定四个特征温度全自
13、动测定仪。机自动判定四个特征温度全自动测定仪。 进口煤质分析设备虽然很早就进入了中国市进口煤质分析设备虽然很早就进入了中国市场，但因其高昂的售价、高使用成本及滞后的售场，但因其高昂的售价、高使用成本及滞后的售后服务，在我国煤质分析设备领域所占市场份额后服务，在我国煤质分析设备领域所占市场份额较小。目前长沙所生产的煤质分析设备占市场的较小。目前长沙所生产的煤质分析设备占市场的90%以上，年销售额超过以上，年销售额超过6亿。国产设备的出口亿。国产设备的出口也在进一步扩大也在进一步扩大。 煤质分析设备的发展将在符合国内、国际标煤质分析设备的发展将在符合国内、国际标准的前提下朝着准确、快速、稳定的方向
14、发展，准的前提下朝着准确、快速、稳定的方向发展，自动化程度会越来越高，测试速度越来越快，在自动化程度会越来越高，测试速度越来越快，在线分析仪将在指导日常生产中起到更大的作用。线分析仪将在指导日常生产中起到更大的作用。 四、如何选择合适的煤质分析设备四、如何选择合适的煤质分析设备1、元素分析（、元素分析（C、H、O、N、S）主要设备有：）主要设备有：测硫仪、碳氢氮元素测定仪、碳氢氮硫氧元素测测硫仪、碳氢氮元素测定仪、碳氢氮硫氧元素测定仪等。在选取设备时首先应了解该仪器的结构定仪等。在选取设备时首先应了解该仪器的结构和工作原理，看其测试方法是否符合国标要求，和工作原理，看其测试方法是否符合国标要求
15、，目前市面所用的元素分析仪主要有传统的重量法目前市面所用的元素分析仪主要有传统的重量法等管式高温炉和红外元素分析仪。等管式高温炉和红外元素分析仪。 2、工业分析（水分、灰分、挥发份）主要设备、工业分析（水分、灰分、挥发份）主要设备有：高温炉、全自动工业分析仪、干燥箱、全自有：高温炉、全自动工业分析仪、干燥箱、全自动水分仪等。由于我国所采用的标准与动水分仪等。由于我国所采用的标准与ISO标准标准及美国及美国ASTM标准存在差别，在选用设备时应看标准存在差别，在选用设备时应看其是否符合相应的标准。其是否符合相应的标准。 3、发热量测定仪：根据化验室的具体情况（例、发热量测定仪：根据化验室的具体情况
16、（例如每天样品个数、化验人员配置等）配置合适的如每天样品个数、化验人员配置等）配置合适的设备及设备数量。设备主要有传统量热仪、半自设备及设备数量。设备主要有传统量热仪、半自动量热仪、全自动量热仪（目前的主流设备）。动量热仪、全自动量热仪（目前的主流设备）。4、灰渣可燃物含量分析主要设备为量热仪和工、灰渣可燃物含量分析主要设备为量热仪和工业分析仪。业分析仪。5、固体燃料制样装置：联合制样机、破碎机、固体燃料制样装置：联合制样机、破碎机、粉碎机、自动缩分器、二分器及辅助工具。粉碎机、自动缩分器、二分器及辅助工具。 6、煤粉细度分析装置。、煤粉细度分析装置。 煤粉细度表征煤粉中各种粒度的分布占总体煤
17、粉细度表征煤粉中各种粒度的分布占总体质量的百分率，能很好的反映煤粉的均匀特性。质量的百分率，能很好的反映煤粉的均匀特性。影响煤粉细度的因素有：煤的类别、挥发分、磨影响煤粉细度的因素有：煤的类别、挥发分、磨煤机类型及有无分离器等。通过实测制粉系统的煤机类型及有无分离器等。通过实测制粉系统的煤粉获得的最佳的经济煤粉细度，对改善锅炉燃煤粉获得的最佳的经济煤粉细度，对改善锅炉燃烧性能，减少机械未完全燃烧热损失，以及节约烧性能，减少机械未完全燃烧热损失，以及节约磨煤机能耗都有积极的作用。主要设备有煤粉细磨煤机能耗都有积极的作用。主要设备有煤粉细度再线监测仪和试验筛。度再线监测仪和试验筛。 7、煤粉取样器
18、。、煤粉取样器。 对中间储仓式制粉系统可在细粉分离器下粉管或给对中间储仓式制粉系统可在细粉分离器下粉管或给粉机落粉管中采样。在细粉分离器下粉管中采样时，可粉机落粉管中采样。在细粉分离器下粉管中采样时，可采用煤粉活动采样管。该采样管是由开有槽型的两根金采用煤粉活动采样管。该采样管是由开有槽型的两根金属管套叠而成的。属管套叠而成的。 在对给粉机落粉管中的连续采样，可采用煤粉自由在对给粉机落粉管中的连续采样，可采用煤粉自由沉降采样器。该采样器由一根头部开有沉降采样器。该采样器由一根头部开有1.5-2.5mm圆圆孔的直管和煤粉样收集罐组成。孔的直管和煤粉样收集罐组成。 对直吹式制粉系统可在一次煤粉管中
19、按等截面积连对直吹式制粉系统可在一次煤粉管中按等截面积连续采样。可使用抽气式活动等速采样器。续采样。可使用抽气式活动等速采样器。 五、如何正确使用煤质分析设备五、如何正确使用煤质分析设备 作为从事一种计量工作，对测试过程要求的严谨性、作为从事一种计量工作，对测试过程要求的严谨性、测试结果的准确性不言而喻，因此要求所有从业人员必须测试结果的准确性不言而喻，因此要求所有从业人员必须能够对所使用的设备有很好的认知，熟悉其结构，了解其能够对所使用的设备有很好的认知，熟悉其结构，了解其工作原理。工作原理。1、正确使用煤质分析设备对基本要求。首先，操作人员、正确使用煤质分析设备对基本要求。首先，操作人员需
20、具备一定的专业知识，熟悉本行业的相关标准，对使用需具备一定的专业知识，熟悉本行业的相关标准，对使用的设备应定期进行标准样品的检测，测试过程中出现的异的设备应定期进行标准样品的检测，测试过程中出现的异常结果应查明原因后再进行舍弃，不随意舍弃测试结果。常结果应查明原因后再进行舍弃，不随意舍弃测试结果。 2、煤质分析设备对、煤质分析设备对“实验室和操作环境实验室和操作环境”的基本要求。的基本要求。 煤质分析设备对化验室及操作环境均有相应的要煤质分析设备对化验室及操作环境均有相应的要求，例如量热仪要求应为独立的房间，不得在屋内开展求，例如量热仪要求应为独立的房间，不得在屋内开展别的项目的测试，不得有热
21、源、冷源等，化验室应恒温别的项目的测试，不得有热源、冷源等，化验室应恒温等。等。 红外元素分析仪则要求房间内不得有腐蚀和干扰性红外元素分析仪则要求房间内不得有腐蚀和干扰性气体存在，同时要求室温相对恒定。气体存在，同时要求室温相对恒定。 对于工业分析及煤灰熔融性测试仪则要求不高。煤对于工业分析及煤灰熔融性测试仪则要求不高。煤质分析设备对化验室及操作环境的具体要求国标中也以质分析设备对化验室及操作环境的具体要求国标中也以明确提出。明确提出。 3、“煤质分析设备煤质分析设备”在日常使用过程中的维护和保养。在日常使用过程中的维护和保养。 不同生产厂家不同型号的设备，其日常维护和保养不同生产厂家不同型号
22、的设备，其日常维护和保养有所不同，但因其工作原理基本相似，因而具有一些共有所不同，但因其工作原理基本相似，因而具有一些共同的特点。同的特点。 对于量热仪来说，首先应定期对氧弹进行压力测试对于量热仪来说，首先应定期对氧弹进行压力测试以保证使用的安全性，同时应按国标定期标定仪器热容以保证使用的安全性，同时应按国标定期标定仪器热容量，保持仪器循环水的干净，避免将点火丝等杂质掉到量，保持仪器循环水的干净，避免将点火丝等杂质掉到量热仪内筒中，以免堵塞内筒，导致测试结果异常。量热仪内筒中，以免堵塞内筒，导致测试结果异常。 量热仪工作原理：被测样品在特定的密闭容器量热仪工作原理：被测样品在特定的密闭容器(氧
23、弹氧弹)内燃内燃烧，释放出的热量被仪器内的水吸收，通过测定水温的变烧，释放出的热量被仪器内的水吸收，通过测定水温的变化来确定被测样品的发热量。化来确定被测样品的发热量。煤质分析仪器原理及日常维护更换氧弹密封圈 对于工业分析仪、定硫仪，如果是传统的高温炉，对于工业分析仪、定硫仪，如果是传统的高温炉，则应定期对其恒温区进行检测，以确保恒温区正常。而则应定期对其恒温区进行检测，以确保恒温区正常。而对于自动工业分析仪则应定期进行标准样品的检测，以对于自动工业分析仪则应定期进行标准样品的检测，以确保测试结果的准确，同时还应保持仪器的整洁、干确保测试结果的准确，同时还应保持仪器的整洁、干净，避免因灰尘过多
24、而导致设备无法正常使用。净，避免因灰尘过多而导致设备无法正常使用。 红外元素分析仪则要求在每次使用前用标准样品进红外元素分析仪则要求在每次使用前用标准样品进行标准曲线的校正，如果长时间不用也应经常开机进行行标准曲线的校正，如果长时间不用也应经常开机进行预热。预热。 工业分析仪工作原理：装有已知样品质量的工业分析仪工作原理：装有已知样品质量的坩埚由计算机控制在高温炉内按国标规定的坩埚由计算机控制在高温炉内按国标规定的温度和时间自动进行测试。温度和时间自动进行测试。 样品在样品在1150的高温炉内燃的高温炉内燃烧，生成的烧，生成的SO2被电解液吸被电解液吸收，计算机根据电解碘消耗收，计算机根据电解
25、碘消耗的电量自动换算出样品中硫的电量自动换算出样品中硫的含量。的含量。库仑定硫仪工作原理 红外定硫仪工作原理： 红外传感器的工作原理是各红外传感器的工作原理是各种不同气体在红外区有不同的吸种不同气体在红外区有不同的吸收波段，而在特定波段，气体吸收波段，而在特定波段，气体吸收红外光的强弱与其浓度成一定收红外光的强弱与其浓度成一定的函数关系，即郎伯的函数关系，即郎伯比耳定律比耳定律煤灰熔融性测试仪 六、开展煤质分析人员的理论培训、操作培训及考上岗六、开展煤质分析人员的理论培训、操作培训及考上岗证的重要性。证的重要性。 煤炭属不可再生资源，随着国家对能源需求的日益煤炭属不可再生资源，随着国家对能源需
26、求的日益增加，煤炭价格也随之上涨，不论是从煤炭交易结算考增加，煤炭价格也随之上涨，不论是从煤炭交易结算考虑，还是从节能、环保等方面考虑，均要求所有从业人虑，还是从节能、环保等方面考虑，均要求所有从业人员具备一定的专业知识和素养。员具备一定的专业知识和素养。1、中国的特种检验机构煤质分析人员现状、中国的特种检验机构煤质分析人员现状 目前我国特种检验机构在煤质分析项目上人员上配目前我国特种检验机构在煤质分析项目上人员上配置很少，具备煤质分析专业知识的就更少，要改变此状置很少，具备煤质分析专业知识的就更少，要改变此状况，需加强人员培训和资金投入，以提升检测能力和水况，需加强人员培训和资金投入，以提升
27、检测能力和水平。平。 2、中国的特种检验机构实验室条件现状、中国的特种检验机构实验室条件现状 我国的特种检验机构的实验室能全面开展煤我国的特种检验机构的实验室能全面开展煤质分析的单位很少，有的甚至没有专业的分析质分析的单位很少，有的甚至没有专业的分析室，即使有也不全面或不专业。室，即使有也不全面或不专业。 3、煤质分析人员如何进行和取得煤质分析的操作证和、煤质分析人员如何进行和取得煤质分析的操作证和上岗证上岗证 随着我国能源供应日益紧张，煤炭价格不断上涨，随着我国能源供应日益紧张，煤炭价格不断上涨，因而供需双方对煤质化验结果均要求快速、准确，因而因而供需双方对煤质化验结果均要求快速、准确，因而就需要从业人员具备更专业的知识和技能，从而要求煤就需要从业人员具备更专业的知识和技能，从而要求煤质分析从业人员取得分析仪器操作证和上岗证就显得尤质分析从业人员取得分析仪器操作证和上岗证就显得尤为重要。中国特种设备安全与节能促进会可根据能效需为重要。中国特种设备安全与节能促进会可根据能效需求进行专业培训，培训以理论和实际操作相结合的方式求进行专业培训，培训以理论和实际操作相结合的方式进行。进行。 祝祝2013年第一期锅炉能效测试作业人员年第一期锅炉能效测试作业人员 培训考核圆满成功培训考核圆满成功 谢 谢！
