本發(fā)明涉及一種判別方法，尤其是涉及一種鍋爐燃用高鈉煤及其混煤沾污性的測試判別方法，它屬于鍋爐燃煤領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

燃煤鍋爐是火力發(fā)電機(jī)組的重要設(shè)備，鍋爐選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)就是煤種，針對煤種的特性設(shè)計出的鍋爐在運行中能表現(xiàn)出穩(wěn)定、高效、環(huán)保、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點。我國煤炭資源分布廣，煤種差異大。到2013年累計探明新疆準(zhǔn)東煤儲量2136億噸，是新疆的四大煤田之一，也是目前中國最大的整裝煤田，但以新疆準(zhǔn)東煤為代表的的高鈉煤有很大的特異性，這類煤的煤灰中氧化鈣、氧化鈉含量高，二氧化硅、三氧化鋁含量低。一般來講，灰中氧化鈉含量高的煤具有較強(qiáng)的沾污性，灰造成對流受熱面的沾污，沾污對鍋爐危害較大，可導(dǎo)致鍋爐出力不足、效率低、甚至無法運行，因此，針對高鈉煤的鍋爐，其熱力指標(biāo)、對流受熱面的布置方式會做大幅度調(diào)整，這些調(diào)整往往會帶來制造成本的增加，限制了準(zhǔn)東煤的大規(guī)模使用。但不是所有高鈉煤及其混煤都具有嚴(yán)重沾污性，因此準(zhǔn)確判斷高鈉煤及其混煤的沾污性非常重要，以免出現(xiàn)誤判而導(dǎo)致鍋爐制造成本增加、運行適應(yīng)性差等情況。

經(jīng)過文獻(xiàn)和試驗發(fā)現(xiàn)，鍋爐燃煤沾污與灰中氧化鈉、氧化鉀的釋放有直接關(guān)聯(lián)性，煤在燃燒時，煤中不穩(wěn)定性鈉、鉀以氣相形式釋放，存在高溫?zé)煔庵?，遇到受熱面凝結(jié)促成了沾污。

現(xiàn)判斷煤灰沾污性主要有幾個指標(biāo)，諸如灰中氧化鈉（na2o）含量、當(dāng)量氧化鈉（na2o+0.66k2o）含量、沾污指數(shù)（b/a*na2o，其中b為灰中cao、mgo、fe2o3、na2o、k2o含量之和，a為灰中sio2、al2o3、tio2含量之和）。

專利文獻(xiàn)1：公開日為2014年07月23日，公開號為103940843a的中國專利中，公開了一種名稱為“一種鍋爐燃煤沾污性的測試判別方法”的發(fā)明專利。該專利提出b/a*ψmax(na2o+0.66k2o）判斷煤灰沾污性。

專利文獻(xiàn)2：公開日為2017年02月22日，公開號為104502218b的中國專利中，公開了一種名稱為“一種判別煤灰沾污特性的簡便方法”的發(fā)明專利。該專利提出燒結(jié)比例達(dá)到30%時對應(yīng)的溫度為初始燒結(jié)溫度，并根據(jù)初始燒結(jié)溫度判別沾污等級。

利用灰中na2o含量判斷煤灰沾污性準(zhǔn)確率最低，灰中二氧化硅、三氧化二鋁屬于酸性物質(zhì)，這些物質(zhì)對na2o有吸附（物理吸附、化學(xué)吸附）作用，也就是說當(dāng)灰中二氧化硅、三氧化二鋁含量高時，即使na2o含量高，煤灰的沾污性也較弱。

另外，灰中氧化鉀也屬于引發(fā)沾污的物質(zhì)，也應(yīng)該考慮進(jìn)去，提出了當(dāng)量氧化鈉（na2o+0.66k2o）含量指標(biāo)，但同樣沒有考慮灰中二氧化硅、三氧化二鋁的影響，準(zhǔn)確率也不高，所以利用灰中當(dāng)量（na2o+0.66k2o）含量判斷沾污性準(zhǔn)確率也較低。

為進(jìn)一步提高判斷準(zhǔn)確率，提出了沾污指數(shù)（b/a*na2o）的判別方法，考慮了酸性物質(zhì)的影響，較單一成分判別準(zhǔn)確率提高，但灰中氧化鈉、鉀有穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性的，不穩(wěn)定性氧化鈉、鉀對沾污有貢獻(xiàn)，穩(wěn)定性氧化鈉、鉀對沾污無貢獻(xiàn)，因此沾污指數(shù)的準(zhǔn)確率只是相對高。

專利文獻(xiàn)1在沾污指數(shù)法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的改進(jìn)，提高了指標(biāo)的準(zhǔn)確率，但試驗過程繁瑣，周期長，一種高鈉煤至少灰化4次，每個灰化的樣品都需進(jìn)行灰成分分析。對于判斷混煤的沾污性及選擇合適的摻混比例，工作量將成倍的增加。

專利文獻(xiàn)2較專利文獻(xiàn)1的弊端更明顯，一種高鈉煤至少灰化12次，每個灰化的樣品都得過篩，對于判斷混煤的沾污性及選擇合適的摻混比例，工作量也將成倍的增加。

判斷沾污性的另一個方法就是利用試驗臺對煤種試燒，試燒測試最準(zhǔn)確，但周期長、成本高，受條件限制，需要有專門的試驗臺，只有高效、科研單位才有，適用性有限。

綜上所述，現(xiàn)有的判斷方法要么準(zhǔn)確率低、要么成本高、周期長、工作量大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種測試方法簡單快捷，成本低，準(zhǔn)確度和分辨率高，周期短，對試驗煤樣沾污特性判別準(zhǔn)確的鍋爐燃用高鈉煤及其混煤沾污性的測試判別方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該鍋爐燃用高鈉煤及其混煤沾污性的測試判別方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）制備樣品粉樣：將待檢測的樣品磨制成粉，粒度小于0.2mm；

2）制灰：將粉樣均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質(zhì)量不超過0.15g，將灰皿送入爐溫不超過100℃的馬弗爐恒溫區(qū)中，關(guān)上爐門并使?fàn)t門留有15mm左右的縫隙，在不少于30min的時間內(nèi)將爐溫緩慢升至500℃，并在此溫度下灼燒至質(zhì)量變化不超過0.1%為止，以最后一次灼燒后的質(zhì)量為灰分的計算依據(jù)；

3）檢測：檢測各灰中二氧化硅和氧化鈣含量；

4）判別沾污性：對于高鈉煤直接根據(jù)灰中二氧化硅和氧化鈣含量的比值判定沾污特性，對于混煤可以依據(jù)摻混比例、摻混煤的灰分和灰成分計算混合后灰中二氧化硅和氧化鈣含量的比值判定沾污特性。

作為優(yōu)選，本發(fā)明以sio2/cao判斷煤灰沾污性，灰中sio2/cao大于4時，判定為弱沾污性；當(dāng)sio2/cao小于4時，判定為具有一定的沾污性，且sio2/cao越小，灰的沾污性越強(qiáng)。

作為優(yōu)選，本發(fā)明混煤灰中sio2/cao可以通過直接檢測或者根據(jù)混煤灰成分的可加和性計算得出，定義摻混煤中高鈉煤的比例為c1，其它摻混樣品的比例為1-c1，高鈉煤灰分為a1，其它樣品的灰分為a2，高鈉煤灰中二氧化硅含量為w1，高鈉煤灰中氧化鈣含量為w2，其它樣品灰中二氧化硅含量為w3，其它樣品灰中氧化鈣含量為w4，則混煤灰的sio2/cao=(c1*a1*w1+(1-c1)*a2*w3)/(c1*a1*w2+(1-c1)*a2*w4)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：適用于混煤灰沾污性的判別，極大簡化選擇合適高鈉煤摻混比例的試驗過程；具有準(zhǔn)確率高，成本低，周期短，提高了測試效率，適應(yīng)性更廣。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

以五彩灣煤、準(zhǔn)東煤3、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤=40:60、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=51:40:9、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=59.5:30:10.5、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=68:20:12、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=76.5:10:13.5、準(zhǔn)東煤3：油頁巖=85:15等鍋爐燃煤對本實施例進(jìn)一步說明。

實施例1

作為鍋爐燃煤的五彩灣煤和準(zhǔn)東煤3沾污性的測試方法，包括以下步驟：

1）制備樣品粉樣：將待檢測的五彩灣煤和準(zhǔn)東煤3磨制成粉；兩種煤的粒度都小于0.2mm。

2）制灰：將兩種粉樣分別均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質(zhì)量不超過0.15g，將灰皿送入爐溫不超過100℃的馬弗爐恒溫區(qū)中，關(guān)上爐門并使?fàn)t門留有15mm左右的縫隙，在不少于30min的時間內(nèi)將爐溫緩慢升至500℃，并在此溫度下灼燒至質(zhì)量變化不超過0.1%為止。

3）檢測：檢測五彩灣煤灰和準(zhǔn)東煤3灰中二氧化硅和氧化鈣含量，五彩灣煤灰中二氧化硅和氧化鈣的含量分別為：9.68%和31.30%，準(zhǔn)東煤3灰中二氧化硅和氧化鈣的含量分別為：28.10%和19.57%。

4）判別沾污性：五彩灣煤灰中sio2/cao為0.31，遠(yuǎn)小于4，判定為沾污性很強(qiáng)，目前煤粉鍋爐上不能單獨燃用五彩灣煤，和電廠實際情況符合。準(zhǔn)東煤3灰中sio2/cao為1.44，遠(yuǎn)小于4，判定為沾污性很強(qiáng)，目前煤粉鍋爐上不能單獨燃用準(zhǔn)東煤3，和電廠實際情況符合。

實施例2

作為鍋爐燃用的6種混煤準(zhǔn)東煤3：低鈉煤=40:60、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=51:40:9、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=59.5:30:10.5、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=68:20:12、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=76.5:10:13.5、準(zhǔn)東煤3：油頁巖=85:15沾污性的測試方法，包括如下步驟：

1）制備樣品粉樣：將待檢測6種混煤準(zhǔn)東煤3：低鈉煤=40:60、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=51:40:9、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=59.5:30:10.5、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=68:20:12、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=76.5:10:13.5、準(zhǔn)東煤3：油頁巖=85:15都磨制成粉；六種煤的粒度都小于0.2mm。

2）制灰：將六種粉樣分別均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質(zhì)量不超過0.15g，將灰皿送入爐溫不超過100℃的馬弗爐恒溫區(qū)中，關(guān)上爐門并使?fàn)t門留有15mm左右的縫隙，在不少于30min的時間內(nèi)將爐溫緩慢升至500℃，并在此溫度下灼燒至質(zhì)量變化不超過0.1%為止。

3）檢測：檢測6種混煤準(zhǔn)東煤3：低鈉煤=40:60、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=51:40:9、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=59.5:30:10.5、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=68:20:12、準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=76.5:10:13.5、準(zhǔn)東煤3：油頁巖=85:15灰中二氧化硅和氧化鈣含量，其檢測結(jié)果如下所示：

4）判別沾污性：準(zhǔn)東煤3：低鈉煤=40:60灰中sio2/cao為3.57，小于4，判定為具有一定沾污性，但和4較為接近，沾污性不強(qiáng)，在電廠燃用時需優(yōu)化設(shè)計和加強(qiáng)吹灰方可安全燃用，和瑪納斯電廠實際情況符合。準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=51:40:9灰中sio2/cao為5.64判定為弱沾污性；準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=59.5:30:10.5灰中sio2/cao為10.88判定為弱沾污性；準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=68:20:12灰中sio2/cao為11.35判定為弱沾污性；準(zhǔn)東煤3：低鈉煤：油頁巖=76.5:10:13.5灰中sio2/cao為8.46判定為弱沾污性；準(zhǔn)東煤3：油頁巖=85:15灰中sio2/cao為8.36判定為弱沾污性；這五種混煤在電廠燃用時無需特殊考慮沾污性帶來的問題，和瑪納斯電廠實際運行情況符合。

通過上述闡述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已能實施。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。