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        激光粒度儀在煤粉粒徑檢測(cè)中的重要性

        激光粒度儀在煤粉粒徑檢測(cè)中的重要性
        濟(jì)南微納  2015-10-29  |  閱讀:2958

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        一、煤粉

            煤主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成,碳、氫、氧三者總和約占有機(jī)質(zhì)的95%以上,是非常重要的能源,也是冶金、化學(xué)工業(yè)的重要原料,有褐煤、煙煤、無(wú)煙煤、半無(wú)煙煤這幾種分類。    

            煤粉的主要物理特性有以下幾方面:顆粒特性煤粉是由尺寸不同、形狀不規(guī)則的顆粉所組成,一般煤粉顆粒直徑范圍為0—1000um,大多20—50um的顆粒;煤粉的密度煤粉密度較小,新磨制的煤粉堆積密度過(guò)約為(0.45—0.5)t/m3,貯存一定時(shí)間后堆積密度為(0.8—0.9)t/m3; 煤粉具有流動(dòng)性煤粉顆粒很細(xì),單位質(zhì)量的煤粉具有較大的表面積,表面可吸附大量空氣,從而使其具有流動(dòng)性。這一特性,使煤粉便于氣力輸送,缺點(diǎn)是易形成煤粉自流,設(shè)備不嚴(yán)密時(shí)容易漏粉。

            煤粉在運(yùn)輸過(guò)程中,經(jīng)外界的干擾如設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的震動(dòng)、碰撞或風(fēng)作用懸浮到空氣形成粉塵,如場(chǎng)所內(nèi)作業(yè)人員防護(hù)用品佩帶不全,很容易引起塵肺病等職業(yè)病危害。當(dāng)煤粉在空氣中達(dá)到一定濃度,在外界高溫、碰撞、摩擦、振動(dòng)、明火、電火花的作用下會(huì)引起爆炸,

        爆炸后產(chǎn)生的氣浪會(huì)使沉積的粉塵飛揚(yáng),造成二次爆炸事故

        截至2010年,全世界最大的產(chǎn)煤國(guó)是澳大利亞,澳大利亞每年生產(chǎn)全球70%的煤。截至2010年,全世界最大的煤消費(fèi)國(guó)是中國(guó),中國(guó)每年的煤消耗量占全球消耗量35%。在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中煤炭占比67%左右,石油占比18%,誰(shuí)能8%,天然氣5%,核能1%,其他1%。我國(guó)年消耗煤炭37億噸,約占全球80億噸的一半,其中電煤約18億噸,工業(yè)鍋爐供熱耗煤6億噸,鋼鐵耗煤約6億噸。也就是說(shuō)全國(guó)65%的煤炭通過(guò)鍋爐燃燒的方式電力或蒸汽供熱。因此煤粉行業(yè)成為我國(guó)重要的能源行業(yè),并受到廣泛重視。

        二、煤粉檢測(cè)粒徑的重要性

            煤粉細(xì)度是影響鍋爐未完全燃燒損失的因素之 一,煤粉越細(xì),燃燒越完全,飛灰含碳量越小,鍋爐燃燒效率越高。但煤粉過(guò)細(xì)會(huì)增加制粉電耗,因此,對(duì)煤粉細(xì)度的優(yōu)化控制,對(duì)指導(dǎo)磨煤機(jī)運(yùn)行、降低能耗、減少污染具有重要意義。在煤粉制備過(guò)程中,最關(guān)鍵的設(shè)備,也是對(duì)煤粉粒度影響最為厲害的就是我們的煤磨機(jī)。磨機(jī)的喂料量,磨機(jī)的轉(zhuǎn)速,都會(huì)影響粒度的變化。煤磨機(jī)能否正常運(yùn)行和能否以最佳的轉(zhuǎn)速運(yùn)行,直接關(guān)系到煤磨機(jī)的效率、煤粉的品質(zhì)和能耗,以及更為直接的影響到了鍋爐的燃燒效率以及環(huán)境污染,而這些恰恰都能是企業(yè)在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下所關(guān)心和追求的。

            煤粉粒徑大小對(duì)煤粉氣流著火溫度也有很大的影響。在不同粒徑時(shí)最低著火溫度所對(duì)應(yīng)的最佳煤粉濃度是很接近的,只是粒徑大對(duì)應(yīng)的最低著火溫度稍高些;當(dāng)煤粉濃度小于最佳煤粉濃度時(shí),隨著煤粉濃度的增加,著火溫度都是降低的。在相同的煤粉濃度下,粒徑越大,著火溫度越高;當(dāng)煤粉濃度大于最佳煤粉濃度時(shí),不同粒徑的著火溫度差別不大,只是粒徑小時(shí),著火溫度稍早出現(xiàn)上升的趨勢(shì)。以上可以看出,煤粉氣流的升溫速度與粒徑成反比。對(duì)于極低濃度下的多相著火,煤粉粒徑減少,升溫速度加快,對(duì)應(yīng)的著火溫度也降低。對(duì)于在較低煤粉濃度下的均相著火,熱解速度與粒徑無(wú)關(guān),僅與煤粉濃度成正比。因此,粒徑越小時(shí),煤粉氣流升溫速度越快,更早地開(kāi)始熱解,在相同的爐壁溫度下,更快地達(dá)到著火條件,亦即要求更低的加熱溫度。

            眾所周知,火力發(fā)電廠的煤粉愈細(xì),燃燒特性愈好,煤粉顆粒愈容易著火、燃燒與燃盡,減少不完全燃燒損失。此外,顆粒愈細(xì),愈容易響應(yīng)氣流流動(dòng),爐內(nèi)燃料分布均勻,燃燒穩(wěn)定,利于調(diào)節(jié)爐內(nèi)燃燒的不穩(wěn)定與火焰分布不均熱損失小但煤粉顆粒愈小,其耗電量增加,飛揚(yáng)損失大。一般要求粒度為0-3mm,而且大多數(shù)20-50um粒度均勻。因此,煤粉的粒度測(cè)量成為煤粉制備及其燃燒都是重要的參考方式。

        三、激光粒度儀在煤粉粒徑檢測(cè)中的應(yīng)用

            煤粉細(xì)度的表述概括起來(lái)有篩余,比表面積、顆粒級(jí)配,平均粒徑等多種方式。而細(xì)度的測(cè)量方法也由最初的篩網(wǎng)法和顯微鏡法逐步更新到日前技術(shù)最為突出的激光折射技術(shù),篩網(wǎng)法和顯微鏡法技術(shù)存在測(cè)量速度慢,對(duì)形狀不規(guī)則的樣品粒度測(cè)量誤差較大,已經(jīng)慢慢從粒度測(cè)量領(lǐng)域淡化,比表面積是使用比較對(duì)的一種粒度表現(xiàn)方式,和煤粉的燃燒性能有著非常緊密的關(guān)系,但是比表面積實(shí)際含有顆粒堆積因素,并非真正幾何意義上的顆粒比表面積。激光粒度儀能夠得出煤粉行業(yè)原來(lái)無(wú)法測(cè)量的粒度分布,建立起粒度分布于煤粉燃燒的特性的關(guān)系。本次煤粉檢測(cè)使用的是winner2000E,測(cè)試時(shí)報(bào)告如下:

         


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