【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤粉锅炉燃烧领域，更具体地，涉及一种基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法及煤灰制备系统。
技术介绍
1、电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主，但是实际用煤常常偏离设计煤种。动力用煤质量偏劣，含灰量和含硫量等较高，而高碱煤有很高的碱金属含量，容易在锅炉受热面产生结渣的现象，严重影响锅炉的安全运行，具有重大的生产隐患。为了保障锅炉的安全运行，降低锅炉受热面产生结渣现象的危害，需要对煤种提前进行结渣倾向的判别。
2、目前，判别煤种结渣倾向的评价指标主要基于煤灰组分熔融温度和煤灰成分确定。依据煤灰熔融温度确定的评价指标有特征温度指标(st或dt)、特征温度差值(dt-st)等，而依据煤灰成分确定的评价指标主要有碱酸比、硅铝比、硅比、铁钙比、煤中钠当量等。
3、但是，实践情况表明上述的评价指标应用范围有限，对不同煤种的结渣倾向预测准确度不高。因此，亟需一种准确度高、经济可行、适合推广的煤种结渣倾向判别方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法及煤灰制备系统，其目的在于，简单、准确地判断煤种的结渣倾向。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一方面，提出了一种基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，包括如下步骤：
3、将试验煤种的煤粉进行燃烧反应，并收集燃烧后得到的煤灰，记录煤粉质量和煤灰质量；
4、对煤灰进行灰成分检测，得到煤灰中各化学成分占比；
5、
6、所述结渣倾向指数的计算式为：
7、
8、其中，jz为结渣倾向指数，m1为煤粉质量，m2为煤灰质量，a为煤灰中na2o占比，b为煤灰中k2o占比，c为煤灰中fe2o3、cao和mgo总量占比，d为煤灰中sio2、al2o3和tio2总量占比，e为煤灰中so3占比；占比均指质量百分比。
9、作为进一步优选地，所述结渣倾向指数越大，代表该试验煤种越容易结渣。
10、作为进一步优选地，对试验煤种的结渣倾向进行判别，具体为：
11、当jz＜0.2时，试验煤种极难结渣；当0.2≤jz＜0.4时，试验煤种不易结渣；当0.4≤jz＜0.6时，试验煤种中等结渣；当0.6≤jz＜0.8时，试验煤种容易结渣；当jz≥0.8时，试验煤种极易结渣。
12、作为进一步优选地，所述煤粉的制备方法包括：将试验煤种进行破碎制粉，然后筛分出粒径为10～30μm的煤粉，最后干燥去除水分，得到用于后续燃烧反应的煤粉。
13、按照本专利技术的另一方面，提供了一种煤灰制备系统，用于进行上述基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法中的燃烧反应，并收集燃烧后得到的煤灰；该煤灰制备系统包括煤粉燃烧模块；
14、所述煤粉燃烧模块包括反应器、第一电炉、第一温控装置、第二电炉、第二温控装置和冷却器，煤粉从上方进入所述反应器以进行燃烧反应，所述第一电炉、第二电炉、冷却器从上至下依次设置在所述反应器外侧，第一电炉由所述第一温控装置调节温度，下方的第二电炉由所述第二温控装置调节温度；
15、所述煤灰收集模块包括收灰器和抽气泵，所述收灰器设置在所述冷却器下端，收灰器内设有滤筒；所述抽气泵用于通过抽气使煤灰进入收灰器中。
16、作为进一步优选地，所述第一温控装置对第一电炉的加热温度分三段进行调节，可调的温度区间为0～1500℃；所述第二温控装置对第二电炉的加热温度分两段进行调节，可调的温度区间为0～1000℃。
17、作为进一步优选地，所述滤筒采用玻璃纤维材质。
18、作为进一步优选地，还包括给粉模块，所述给粉模块包括煤粉储料斗、密封罩和振动给粉器，所述煤粉储料斗用于存储煤粉，其通过进粉管道与反应器上端连接，所述进粉管道上开设有一次风入口；所述振动给粉器用于控制煤粉储料斗中煤粉进入反应器的速度；所述密封罩设置在所述煤粉储料斗外侧，用于维持内部压力。
19、作为进一步优选地，还包括配气模块，所述配气模块包括压缩空气瓶和气体分配器，所述气体分配器一端与所述压缩空气瓶连接，另一端分为三路，用于将压缩空气瓶中的压缩空气分为一次风、二次风和冷却风，并分别供给进粉管道、反应器和冷却器。
20、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
21、1.本专利技术提出了基于煤灰组分的复合结渣判别方法，充分考虑煤灰成分中碱性金属、酸性金属和硫分对结渣影响的权重占比，可以依据煤灰的成分提前对煤种的结渣倾向进行准确判别，方法简单可靠、成本低廉，能够弥补传统评价指标(如碱酸比、硅铝比、硅比、铁钙比、煤中钠当量等)的不足。本专利技术可适用于国内典型的动力用煤，包括无烟煤、烟煤、褐煤、贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、高碱煤以及上述煤种的不同比例混煤。
22、2.本专利技术给出的结渣倾向指数计算式，具体以当量na2o为判别煤种结渣倾向的基础指标，并在当量na2o的基础上考虑了碱性、酸性氧化物以及so3的影响；最后由于煤灰的占比越大，锅炉发生积灰和结渣的倾向也会越大，故以煤灰与煤粉的质量比作为整个计算式的整体系数。通过上述设计，提高了结渣倾向指数应用范围和判别的准确度。
23、3.本专利技术设计了煤灰的制备系统，通过设置单独调控的两个电炉，可将煤粉的燃烧过程分为剧烈燃烧段和温和燃烧段，使其更加符合实际燃烧工况，并通过设置降温冷却段，以确保煤灰不会再发生二次反应，同时也不会损坏设置于收灰器内部的玻璃纤维滤筒，进而能够提高判别准确度。
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1.一种基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，所述结渣倾向指数越大，代表该试验煤种越容易结渣。
3.如权利要求2所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，对试验煤种的结渣倾向进行判别，具体为：
4.如权利要求1-3任一项所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，所述煤粉的制备方法包括：将试验煤种进行破碎制粉，然后筛分出粒径为10～30μm的煤粉，最后干燥去除水分，得到用于后续燃烧反应的煤粉。
5.一种煤灰制备系统，其特征在于，用于进行如权利要求1-4任一项所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法中的燃烧反应，并收集燃烧后得到的煤灰；该煤灰制备系统包括煤粉燃烧模块；
6.如权利要求5所述的煤灰制备系统，其特征在于，所述第一温控装置(10)对第一电炉(9)的加热温度分三段进行调节，可调的温度区间为0～1500℃；所述第二温控装置(13)对第二电炉(12)的加热温度分两段进行调节，可调的温度区间为0～1000
7.如权利要求5所述的煤灰制备系统，其特征在于，所述滤筒(19)采用玻璃纤维材质。
8.如权利要求5-7任一项所述的煤灰制备系统，其特征在于，还包括给粉模块，所述给粉模块包括煤粉储料斗(3)、密封罩(4)和振动给粉器(5)，所述煤粉储料斗(3)用于存储煤粉，其通过进粉管道(7)与反应器(11)上端连接，所述进粉管道(7)上开设有一次风入口(6)；所述振动给粉器(5)用于控制煤粉储料斗(3)中煤粉进入反应器(11)的速度；所述密封罩(4)设置在所述煤粉储料斗(3)外侧，用于维持内部压力。
9.如权利要求8所述的煤灰制备系统，其特征在于，还包括配气模块，所述配气模块包括压缩空气瓶(1)和气体分配器(2)，所述气体分配器(2)一端与所述压缩空气瓶(1)连接，另一端分为三路，用于将压缩空气瓶(1)中的压缩空气分为一次风、二次风和冷却风，并分别供给进粉管道(7)、反应器(11)和冷却器(17)。
...【技术特征摘要】
1.一种基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，所述结渣倾向指数越大，代表该试验煤种越容易结渣。
3.如权利要求2所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，对试验煤种的结渣倾向进行判别，具体为：
4.如权利要求1-3任一项所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法，其特征在于，所述煤粉的制备方法包括：将试验煤种进行破碎制粉，然后筛分出粒径为10～30μm的煤粉，最后干燥去除水分，得到用于后续燃烧反应的煤粉。
5.一种煤灰制备系统，其特征在于，用于进行如权利要求1-4任一项所述的基于煤灰组分的煤种结渣倾向判别方法中的燃烧反应，并收集燃烧后得到的煤灰；该煤灰制备系统包括煤粉燃烧模块；
6.如权利要求5所述的煤灰制备系统，其特征在于，所述第一温控装置(10)对第一电炉(9)的加热温度分三段进行调节，可调的温度区间为0～1500℃；所述第二温控装置(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世红，向家涛，桂其林，杨奕彬，李建峰，张雄，张涵，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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