電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)系統(tǒng)，方法包括以下步驟：a、采用常規(guī)分析方法測(cè)量煤的發(fā)熱量、測(cè)定煤的可磨性系數(shù)、測(cè)定煤粉細(xì)度、測(cè)定煤灰熔點(diǎn)和比電阻等。b、采用熱天平測(cè)定煤的熱解產(chǎn)物釋放特性指數(shù)r；采用鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置和煤粉燃燒結(jié)渣特性和燃盡率一維火焰爐，測(cè)定煤粉氣流著火指數(shù)，煤粉燃燒結(jié)渣特性指數(shù)和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針x射線進(jìn)行微區(qū)分析和綜合圖像分析；利用較大容量的煤粉燃燒試驗(yàn)爐從多方面測(cè)定煤的相關(guān)數(shù)據(jù)。C、將上述測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫和預(yù)先編制的煤性能評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)的運(yùn)算和比較，計(jì)算機(jī)對(duì)電站鍋爐燃煤特性做出全面科學(xué)的評(píng)價(jià)。
【專利說明】電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明涉及一種燃煤特性評(píng)價(jià)方法，特別是涉及一種電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法及 評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
[0002]

【背景技術(shù)】： 電站燃煤的熱解及燃燒特性是業(yè)內(nèi)工程技術(shù)人員要研究的主要內(nèi)容。目前在電站燃煤 鍋爐運(yùn)行和設(shè)計(jì)中，一直沿用著以工業(yè)分析得出的可燃基揮發(fā)分判斷煤的燃燒性能，將其 作為確定熱風(fēng)溫度，一、二次風(fēng)的比率和煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度等重要運(yùn)行參數(shù)，以及作為爐膛設(shè)計(jì) 和燃燒器形式選取的依據(jù)。
[0003] 眾所周知，熱解反應(yīng)析出的揮發(fā)分是煤中不穩(wěn)定的物質(zhì)，從褐煤到無煙煤隨著地 質(zhì)年代的增長，其含量逐漸減少，它是煤的活性的一種表現(xiàn)。因此，用揮發(fā)物的數(shù)量判別煤 的可燃性，在煤的大類別(無煙煤、煙煤、褐煤）之間，或同類煤中揮發(fā)分?jǐn)?shù)值相差較大的煤 種之間是正確的。然而，用于比較揮發(fā)分含量低的無煙煤、貧煤之間以及高揮發(fā)份的褐煤、 頁巖之間的可燃性的確存在較大的偏差。
[0004] 揮發(fā)分只是在數(shù)量上表達(dá)了煤的熱解性能，它沒有涉及熱解產(chǎn)物煤的質(zhì)量，例如， 不同褐煤中的有機(jī)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)差異就很大。對(duì)于揮發(fā)分相同的煤種，因其組分不同、析 出過程不同，在燃燒過程中起的作用就不會(huì)一致。另外，在測(cè)定過程中揮發(fā)分因煤種的不同 對(duì)其所測(cè)結(jié)果的真實(shí)性影響也不同。
[0005] 綜上所述，揮發(fā)分僅是在一定試驗(yàn)條件下的熱解量，反映了一些煤種的可燃性，但 用它來判斷所有煤種的可燃性，則不夠準(zhǔn)確，甚至出現(xiàn)偏差。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種準(zhǔn)確性高、容易實(shí)施、 能夠全面反映電站燃煤性能的電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟： a、 采用常規(guī)分析方法進(jìn)行煤的工業(yè)分析、元素分析，測(cè)量煤的發(fā)熱量、測(cè)定煤的可磨性 指數(shù)、測(cè)定煤粉細(xì)度、測(cè)定煤灰熔點(diǎn)和比電阻； b、 采用特種分析方法進(jìn)行煤的相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量：使用熱天平測(cè)定煤的熱解產(chǎn)物釋放特性 指數(shù)r ;使用鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置和煤粉燃燒結(jié)渣特性和燃盡率一維火焰 爐，測(cè)定煤粉氣流著火指數(shù)，煤粉燃燒結(jié)渣特性指數(shù)和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯 微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針X射線進(jìn)行微區(qū)分析和綜合圖像分析，觀察在不同燃燒階 段取得的各種煤粉樣品的顆粒顯微結(jié)構(gòu)及其在不同然進(jìn)度下的變化，了解顆粒在燃燒過程 中無機(jī)礦物的分布，熔融、凝聚變化以后對(duì)顆粒中有機(jī)物燃燒的影響；利用較大容量的煤粉 燃燒試驗(yàn)爐從多方面測(cè)定煤的相關(guān)數(shù)據(jù)； c、 將上述測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)已經(jīng)建立的電煤特性數(shù)據(jù)庫和預(yù)先編制的煤性能 評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)的運(yùn)算和比較，計(jì)算機(jī)對(duì)電站鍋爐燃煤特性做出全面科學(xué)的評(píng)價(jià)。
[0008] 所述常規(guī)分析方法采用箱式高溫爐、鼓風(fēng)干燥箱、發(fā)熱量測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、 哈氏可磨性指數(shù)測(cè)定儀、元素分析測(cè)定試驗(yàn)裝置、振篩機(jī)和飛灰比電阻測(cè)定儀進(jìn)行，上述設(shè) 備測(cè)得的數(shù)據(jù)分別輸入所述計(jì)算機(jī)。
[0009] 所述特種方法采用熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置、煤粉燃燒結(jié)渣 特性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大 容量的煤粉燃燒試驗(yàn)爐進(jìn)行，上述設(shè)備測(cè)得的數(shù)據(jù)分別輸入所述計(jì)算機(jī)。所述熱解產(chǎn)物釋 放特性指數(shù)r為：r= (dw/dt)max/ (TmaxX AT1/2XTS)，其中，Ts表示熱解產(chǎn)物初析溫度； (dw/dt) _表示最大熱解速度；T_是最大熱解速度對(duì)應(yīng)的溫度；Λ T1/2是（dw/dt) / (dw/ dt) _=1/2所對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間，稱為半峰寬，表示熱解產(chǎn)物釋放的集中程度。
[0010] 所述處理器分別與電源和顯示器連接，所述處理器的一個(gè)輸入端口與常規(guī)方法分 析設(shè)備連接，所述處理器的另一輸入端口與特種方法分析設(shè)備連接，并且，所述處理器與數(shù) 據(jù)庫連接；所述特種方法分析設(shè)備包括熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置、煤粉 燃燒結(jié)漁特性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微 鏡和較大容量的煤粉燃燒試驗(yàn)爐，上述特種方法分析設(shè)備將測(cè)定數(shù)據(jù)輸入所述處理器。 [0011] 所述常規(guī)方法設(shè)備包括箱式高溫爐、鼓風(fēng)干燥箱、發(fā)熱量測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、 哈氏可磨性指數(shù)測(cè)定儀、元素分析測(cè)定試驗(yàn)裝置、振篩機(jī)和飛灰比電阻測(cè)定儀，上述常規(guī)方 法分析設(shè)備將測(cè)定數(shù)據(jù)輸入所述處理器。
[0012] 所述處理器與專家系統(tǒng)連接。所述處理器與上位機(jī)和/或無線通訊模塊連接，所 述無線通訊模塊與通訊終端連接。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是： 1、本發(fā)明使用常規(guī)分析法和特種分析法，對(duì)燃煤電站的電煤進(jìn)行全面測(cè)定，利用電煤 特性數(shù)據(jù)庫及煤性能評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)，對(duì)電煤的特性進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，作為爐膛設(shè)計(jì)和燃燒器 形式選取的依據(jù)。
[0014] 2、本發(fā)明與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況相對(duì)照，以實(shí)際燃燒經(jīng)驗(yàn)將這些指標(biāo)具體化、完善 化，與鍋爐尺寸、運(yùn)行方式及重要運(yùn)行參數(shù)綜合成圖表形式，建立電煤特性數(shù)據(jù)庫及專家系 統(tǒng)，形成了一個(gè)較完整的電煤性能評(píng)價(jià)應(yīng)用體系，對(duì)實(shí)際燃燒工況具有準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)能力。
[0015] 3、本發(fā)明采用反映煤熱解性能的指標(biāo)---熱解產(chǎn)物釋放特性指數(shù)r從一個(gè)方面衡 量燃煤特性，該指標(biāo)的準(zhǔn)確性已經(jīng)經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證并為電站生產(chǎn)實(shí)踐所證明，被業(yè)界使用和 認(rèn)可。
[0016] 4、本發(fā)明利用熱分析儀、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針X射線微區(qū) 分析和綜合圖像分析，能清楚地觀察在不同燃燒階段取得的各種煤粉樣品的顆粒顯微結(jié)構(gòu) 及其在不同燃燒進(jìn)度下的變化，了解顆粒在燃燒過程中無機(jī)礦物的分布、熔融、凝聚變化以 后對(duì)顆粒中有機(jī)物燃燒的影響，利用較大容量的煤粉燃燒試驗(yàn)爐從多方面測(cè)定煤的相關(guān)數(shù) 據(jù)。
[0017] 5、本發(fā)明準(zhǔn)確性高、容易實(shí)施、能夠全面反映電煤性能，其適用范圍廣，易于推廣 實(shí)施，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0018]

【專利附圖】

【附圖說明】： 圖1為電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法的原理圖； 圖2為電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0019]

【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例：參見圖1和圖2。
[0020] 電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟： a、采用常規(guī)分析方法進(jìn)行煤的工業(yè)分析、元素分析，測(cè)量煤的發(fā)熱量、測(cè)定煤的可磨性 系數(shù)、測(cè)定煤粉細(xì)度、測(cè)定煤灰熔點(diǎn)和比電阻； 常規(guī)分析方法采用箱式高溫爐、鼓風(fēng)干燥箱、發(fā)熱量測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、哈氏可磨 性指數(shù)測(cè)定儀、元素分析測(cè)定試驗(yàn)裝置、振篩機(jī)和飛灰比電阻測(cè)定儀進(jìn)行，上述設(shè)備測(cè)得的 數(shù)據(jù)分別輸入計(jì)算機(jī)。
[0021] b、采用特種分析方法，包括： 用熱天平測(cè)定煤的熱解產(chǎn)物釋放特性指數(shù)r。
[0022] 熱解產(chǎn)物釋放特性指數(shù)r為：r= (dw/dt)max/ (TmaxX Λ T1/2XTS)，其中，Ts表示熱 解產(chǎn)物初析溫度；（dw/dt)_表示最大熱解速度；Τ_是最大熱解速度對(duì)應(yīng)的溫度；ΛΤ1/2是 (dw/dt)/ (dw/dt)_=l/2所對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間，稱為半峰寬，表示熱解產(chǎn)物釋放的集中程度； 采用鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置和煤粉燃燒結(jié)渣特性和燃盡率一維火焰爐，測(cè)定 煤粉氣流著火指數(shù)，煤粉燃燒結(jié)渣特性指數(shù)和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯微鏡、掃 描電子顯微鏡、電子探針X射線進(jìn)行微區(qū)分析和綜合圖像分析，觀察在不同燃燒階段取得 的各種煤粉樣品的顆粒顯微結(jié)構(gòu)及其在不同然進(jìn)度下的變化，了解顆粒在燃燒過程中無機(jī) 礦物的分布，熔融、凝聚變化以后對(duì)顆粒中有機(jī)物燃燒的影響；利用較大容量的煤粉燃燒試 驗(yàn)爐從多方面測(cè)定煤的相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0023] C、將上述測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)已經(jīng)建立的電煤特性數(shù)據(jù)庫和預(yù)先編制的煤 性能評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)的運(yùn)算和比較，計(jì)算機(jī)對(duì)電站鍋爐燃煤特性做出全面科學(xué)的評(píng)價(jià)。
[0024] 電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)系統(tǒng)包括處理器，處理器分別與電源和顯示器連 接，處理器的一個(gè)輸入端口與常規(guī)方法分析設(shè)備連接，處理器的另一輸入端口與特種 方法分析設(shè)備連接，并且，處理器與數(shù)據(jù)庫連接；特種方法分析設(shè)備包括熱天平、鍋爐煤粉 氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置、煤粉燃燒結(jié)渣特性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探 針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大容量的煤粉燃燒試驗(yàn)爐，上述特種方法分析設(shè) 備將測(cè)定數(shù)據(jù)輸入處理器。
[0025] 常規(guī)方法設(shè)備包括箱式高溫爐、鼓風(fēng)干燥箱、發(fā)熱量測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、哈氏 可磨性指數(shù)測(cè)定儀、元素分析測(cè)定試驗(yàn)裝置、振篩機(jī)和飛灰比電阻測(cè)定儀，上述常規(guī)方法分 析設(shè)備將測(cè)定數(shù)據(jù)輸入處理器。
[0026] 處理器與專家系統(tǒng)連接。處理器與上位機(jī)和/或無線通訊模塊連接，無線通訊模 塊與通訊終端連接。
[0027] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡 是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于 本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟： a、 采用常規(guī)分析方法進(jìn)行煤的工業(yè)分析、元素分析，測(cè)量煤的發(fā)熱量、測(cè)定煤的可磨性 指數(shù)、測(cè)定煤粉細(xì)度、測(cè)定煤灰熔點(diǎn)和比電阻； b、 采用特種分析方法進(jìn)行煤的相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量：使用熱天平測(cè)定煤的熱解產(chǎn)物釋放特性 指數(shù)r ;使用鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置和煤粉燃燒結(jié)渣特性和燃盡率一維火焰 爐，測(cè)定煤粉氣流著火指數(shù)，煤粉燃燒結(jié)渣特性指數(shù)和燃盡率；利用熱分析儀、反射偏光顯 微鏡、掃描電子顯微鏡、電子探針X射線進(jìn)行微區(qū)分析和綜合圖像分析，觀察在不同燃燒階 段取得的各種煤粉樣品的顆粒顯微結(jié)構(gòu)及其在不同然進(jìn)度下的變化，了解顆粒在燃燒過程 中無機(jī)礦物的分布，熔融、凝聚變化以后對(duì)顆粒中有機(jī)物燃燒的影響；利用較大容量的煤粉 燃燒試驗(yàn)爐從多方面測(cè)定煤的相關(guān)數(shù)據(jù)； c、 將上述測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)已經(jīng)建立的電煤特性數(shù)據(jù)庫和預(yù)先編制的煤性能 評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)的運(yùn)算和比較，計(jì)算機(jī)對(duì)電站鍋爐燃煤特性做出全面科學(xué)的評(píng)價(jià)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法，其特征是：所述常規(guī)分析方 法采用箱式高溫爐、鼓風(fēng)干燥箱、發(fā)熱量測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、哈氏可磨性指數(shù)測(cè)定儀、元 素分析測(cè)定試驗(yàn)裝置、振篩機(jī)和飛灰比電阻測(cè)定儀進(jìn)行，上述設(shè)備測(cè)得的數(shù)據(jù)分別輸入所 述計(jì)算機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)方法，其特征是：所述特種方法采 用熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置、煤粉燃燒結(jié)渣特性和燃盡率一維火焰爐、 熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大容量的煤粉燃燒試驗(yàn)爐進(jìn) 行，上述設(shè)備測(cè)得的數(shù)據(jù)分別輸入所述計(jì)算機(jī)。
4. 所述熱解產(chǎn)物釋放特性指數(shù)r為：r= (dw/dt)max/ (TmaxX AT1/2XTS)，其中，Ts表示 熱解產(chǎn)物初析溫度；（dw/dt)_表示最大熱解速度；T_是最大熱解速度對(duì)應(yīng)的溫度；Λ T1/2 是（dw/dt)/ (dw/dt)max=l/2所對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間，稱為半峰寬，表示熱解產(chǎn)物釋放的集中程 度。
5. -種電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括處理器，其特征是：所述處理 器分別與電源和顯示器連接，所述處理器的一個(gè)輸入端口與常規(guī)方法分析設(shè)備連接， 所述處理器的另一輸入端口與特種方法分析設(shè)備連接，并且，所述處理器與數(shù)據(jù)庫連接；所 述特種方法分析設(shè)備包括熱天平、鍋爐煤粉氣流著火指數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置、煤粉燃燒結(jié)渣特 性和燃盡率一維火焰爐、熱分析儀、電子探針、反射偏光顯微鏡、掃描電子顯微鏡和較大容 量的煤粉燃燒試驗(yàn)爐，上述特種方法分析設(shè)備將測(cè)定數(shù)據(jù)輸入所述處理器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征是：所述常規(guī)方法設(shè) 備包括箱式高溫爐、鼓風(fēng)干燥箱、發(fā)熱量測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、哈氏可磨性指數(shù)測(cè)定儀、元 素分析測(cè)定試驗(yàn)裝置、振篩機(jī)和飛灰比電阻測(cè)定儀，上述常規(guī)方法分析設(shè)備將測(cè)定數(shù)據(jù)輸 入所述處理器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征是：所述處理器與專 家系統(tǒng)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電站鍋爐燃煤特性的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征是：所述處理器與上 位機(jī)和/或無線通訊模塊連接，所述無線通訊模塊與通訊終端連接。
【文檔編號(hào)】G01N33/22GK104142385SQ201310164280
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】徐建國, 屈衛(wèi)東, 倪桂杰, 郭朝令, 李剛, 孫衛(wèi)斌 申請(qǐng)人:鄭州電力高等?？茖W(xué)校