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多煤种配煤对型煤特性影响的实验研究

文档作者：关多娇杨玉鹏叶鹏文档来源： 1．沈阳工程学院 2．辽阳供电 3．沈阳工业大学		点击数：	更新时间： 2022年12月10日
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2008年6月
第36卷 第3期(总第196期)
Jun．2008
Vo1．36 No．3(Ser．No．196)
多煤种配煤对型煤特性影响的实验研究
Experimental Study on Influence of the Proportion in the Briquette
关多娇 ，杨玉鹏。，叶 鹏。
(1．沈阳工程学院，辽宁 沈阳 110136；2．辽阳供电局，辽宁 辽阳 111000；
3．沈阳工业大学，辽宁 沈阳 11O178)
摘要：采用经过多煤种配制的型煤，对其进行挥发分、发热量和着火特性的研究，实验结果表明，型煤的各种特性
并不是各组分煤种的简单叠加，其性质与原煤差异较大。通过这些燃烧特性的变化规律进一步明确和改善型煤的
配比原则。
关键词：型煤；配煤；燃烧特性
Abstract：This paper introduces the experimental study on the influence of proportion in briquette upon volatile，
ignition and heat value． It is validated that the characteristics of briquette are not a sim ple combination of the
fractional coals，which shows great difference compared with raw coals．The blending rules of the proportions will
be improved according to the further research on the combustion characteristics of different proportions．
Keywords：briquette；proportion；combustion characteristics
中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1009—5306(2008)03—0014—04
型煤燃烧技术是我国十项洁净煤技术之一，它
的应用可明显减少SO。和烟尘的排放量并节约燃
煤，推广和发展型煤技术是当前防治大气污染的一
条投资少、见效快、简便易行的途径。型煤是由一定
粒度的多种原煤和添加剂组成，但其各种特性并不
是组分煤种特性的简单叠加，由于不同煤种的组成
及特性不同，混合成型后不同煤质的煤粒在燃烧过
程中会相互影响、相互制约口 。型煤配制合理，能发
挥组分煤种各自的优越性，取长补短，给燃烧安全性
和经济性带来良好影响。若型煤配制不当，会造成燃
烧设备运行水平下降、着火困难、燃烧不稳定、效率
降低等问题。目前型煤研究无专用的仪器设备，主要
借用原煤研究方法和手段而进行。
1 试验试样的制备
1．1 试验设备与原料
本试验对单煤和型煤进行的热态试验研究是在
高温电炉上完成的，其中着火温度的测定是在美国
珀金埃尔默(Perkin—Elmer)公司的Pyris一1 TGA热
重分析仪上完成 。
高温电炉为SRJX一4—13型硅碳棒顶部加热，常
用炉温为1 300 C，试验煤样用灰皿盛装，试验所用
原料煤种的工业分析、元素分析和发热量测定见表
1。其中M 、Q et． 、Mad、Aad、FCad、Sad、N小0ad、H小
C小V 分别为煤的收到基水分、低位发热量、空气
干燥基水分、灰分、固定碳、硫、氮、氧、氢、碳、干燥无
灰基挥发分。
1．2 型煤试样的制备
型煤厂提供的型煤中各组分的质量分数如下：
鸡西煤12．O8 ，团林子煤24．43 9／6，焦炭粉
24．45％ ，煤泥6．41 ，黄土32．64 。测其弹筒发热
量只有12．62 MJ／kg，没能达到型煤产品的合格指
标。根据这种情况，实验以现有原料煤配比作为基
础，参考各种原料煤的发热量，设计出1O组配比重
新进行发热量测定，结果见表2。其中ti为着火温
度，燃料比K 为煤的固定碳与挥发分的比值。
从表2中选取热值均较高的第6组和第9组型
煤，且这2组配比中的对应数据均不相同，恰可建立
一个5因素2水平的正交实验表L。(2 )。通过正交
实验法中的直接择优法新得到3组配比，结果见表3。
收稿目期：2008—03—23
作者简介：关多娇(1978一)，女，硕士，讲师，研究方向为循环流化床锅炉生物质燃烧问题、烟尘污染治理技术。
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2008年6月 吉 林 电 力 Jun·2008
第36卷第3期(总第196期) Jilin Electric Power Vo1．36 No．3(Ser．No,196)
表2 不同配比的型煤各项指标测定
表3 按正交实验法重新配比的型煤各项指标测定
2 多煤种配制的型煤对其特性的影响。
2．1 型煤挥发分的变化规律
试验中对试验煤种及其组分煤进行了工业分析
(见表1)，然后用单煤挥发分数据按配煤比例计算
其加权平均挥发分Vlad，做出实测值和计算值关系
曲线示于图1，发现计算值与实测值存在一定的差
异，但具有良好的线性关系。经回归计算，其线性关
系式如下：
(V d)=1．249 5w(Vlad)一0．374 1(相关系数
为0．821 2) (1)
煤的挥发分高低直接影响到煤的着火和燃烧稳
定性。由图1和线性关系(1)式可知，挥发分质量分
数低于15％的型煤(本试验所配型煤其V 全部低
于此值)，其实际挥发分将大于按单煤加权平均计算
的挥发分，即多煤种配制的型煤有利于实际挥发分
的提高，说明型煤中较优煤种促进了其分煤种挥发
分的析出。例如，表2中由质量分数为6．08％鸡西
煤、32．43 团林子煤、26．45 焦炭粉、24．41 煤
泥、1O．63％黄土组成的第4组型煤，按加权平均计
算的挥发分质量分数V 为1O．82％ ，而实测挥发分
质量分数V a为11．61％ ，增加了0．79个百分点。而
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第36卷 第3期(总第196期)
吉 林 电 力
Jilin Electric Power
Jun．2008
Vo1．36 No．3 (Ser．No．196)
wW |％
图1 型煤实测挥发分w(V )与计算挥发分w(V )的关系
由质量分数为12．O8 鸡西煤、32．43 团林子煤、
2O．45 焦炭粉、24．41 煤泥、1O．63 黄土组成的
第6组型煤，按加权平均计算的挥发分质量分数V
为u．96 ，而实测挥发分质量分数V a为13．74 ，
增加了1．78个百分点。另外可看出挥发分低的煤种
比例越大，型煤的实际挥发分增加越少。也就是说，
配煤不当，会使型煤的实际挥发分提高幅度降低，即
使加入挥发分高的煤种对增加型煤挥发分的效果也
不明显，造成能源和经济上的不必要浪费。
2．2 型煤发热量的变化规律
对试验煤种及其组分煤进行发热量测定(见表
1、2、3)，然后用单煤发热量分析数据按配煤比例计
算其加权平均发热量Qfnel， ，做出实测值和计算值
关系曲线示于图2，发现计算值与实测值存在一定
的差异，但具有良好的线性关系。经回归计算，其线
性关系式如下：
Qnet,ad一0．804 7Qlne【_ d+4．031 7(相关系数为
0．989 3) (2)
、
I
∞
●
：
Q ／(MJ‘kg )
图2 型煤实测发热量Qn ’aa与计算发热量 的关系
煤的发热量是煤的最重要的性能指标。由图2
和线性关系式(2)可知，当不同煤质按各种比例混合
后，实测空气干燥基低位发热量要比按加权平均计
算值大，其增加值随型煤发热量的增大而降低。例
如，表2中第7组型煤，按加权平均计算的发热量是
·16 ·
19．621 MJ／kg，而实测发热量是19．776 MJ／kg，增
加了0．155 MJ／kg。而第8组型煤，按加权平均计算
的发热量是19．797 MJ／kg，而实测发热量是
19．906 MJ／kg，增加了0．109 MJ／kg。这表明，型煤
燃烧可以提高燃尽率(这里暂不考虑污染物排放和
结渣特性的影响)，从而达到节能效果。究其原因，是
因为不同煤种掺混后，具有优势互补，类似于催化燃
烧的效用，较优煤种的燃烧放热带动了较劣质煤种
燃尽率的提高，使反应在相同燃烧条件下更加完全，
因此放出的热量增加。
2．3 由多煤种配制的型煤的着火特性
燃料比是定性判断煤的燃烧性能的指标。燃料
比愈小，煤的着火愈容易、燃烧性能越好。一般认为
燃料比小于2．0时，煤的燃烧性能好。型煤的着火温
度ti与燃料比K 有直接关系。本文所用型煤及其组
分煤的燃料比K 和热天平测得的着火温度ti见表
2、表3和表4。
表4 型煤原料煤种的燃料比和着火温度测定
由表2、表3和表4数据，做出着火温度t 和燃
料比的关系曲线如图3所示，从中可知着火温度与
燃料比的关系基本上成线性关系。用回归分析方法，
得到型煤的着火温度t 与燃料比K 的关系式为：
ti一42．499K+334．02(相关系数为0．882)(3)
燃料比
图3 型煤的着火温度tt与燃料比的关系
由于煤的工业分析比较容易，因此只要做出煤
的工业分析数据，计算出燃料比，即可根据式(3)很
快计算出着火温度t ，从而可判断型煤的着火难易
程度。
型煤的着火温度与其组分煤种的煤质密切相
关。显然，原料煤种的燃料比小且接近，则型煤的着
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第36卷 第3期(总第196期)
吉 林 电 力
Jilin Electric Power
Jun．2008
Vo1．36 No．3 (Ser．No．196)
火较容易，原料煤种中燃料比较大的煤种掺量过多，
则对着火不利。如：表2中第4组型煤，着火温度为
502．30 C，而第6组型煤，着火温度为470．4 lC。可
见同样由燃料比较大且相差悬殊的煤种组成的型
煤，随着燃料比较大煤种的掺人量增加，其着火逐渐
变得困难，因此，仅从着火角度看，型煤中高燃料比
组分煤种的掺量不宜过大。
3 结论
a．型煤的实际挥发分将大于按单煤加权平均计
算的挥发分，且挥发分低的煤种比例越大，型煤的实
际挥发分增加越少。
b．型煤的实际发热量要比按单煤种加权平均
计算值大，其增加的值随发热量的降低而增大，也即
型煤燃烧可以提高燃尽率，从而具有节能效果。
C．型煤的着火温度随着燃料比的增大而线形升
高，可见由燃料比较大且相差悬殊的煤种组成的型
煤随着燃料比较大煤种的掺人量增加，其着火逐渐
变得困难。因此，仅从着火角度看，型煤中高燃料比
组分煤种的掺量不宜过大。
参考文献：
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一[W c1， c2， c3， ， c
5
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【0．194 5
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(编辑田淑华)
W e 一0．442，W e
2
— 0．373，W e
。
一0．185。
， 。， 即为组合预测方法的相对权重。
3 结论
层次分析法(AHP)是一种实用的多目标决策
方法，通过对影响因素的分析，将一个复杂的问题表
示为有序的递阶层次结构，通过判断对决策方案的
优劣进行排序。本文将层次分析法应用到求取电力
负荷预测组合预测的权重问题，得到理想的效果。
参考文献：
C1] 钱颂迪．运筹学[M]．北京：清华大学出版社，1990．
(编辑刘文千)
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