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标准编号 | GB/T 39833-2021 (GB/T39833-2021) | 中文名称 | 煤的燃烧特性测定方法 一维炉法 | 英文名称 | Test method for coal combustion characteristics -- One-dimensional furnaces method | 行业 | 国家标准 (推荐) | 中标分类 | D21 | 国际标准分类 | 73.040 | 字数估计 | 10,144 | 发布日期 | 2021-03-09 | 实施日期 | 2021-10-01 | 起草单位 | 浙江大学、西安热工研究院有限公司、上海交通大学、煤炭科学技术研究院有限公司 | 归口单位 | 全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC 42) | 标准依据 | 国家标准公告2021年第3号 | 提出机构 | 中国煤炭工业协会 | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 |
GB/T 39833-2021: 煤的燃烧特性测定方法 一维炉法
GB/T 39833-2021 英文名称: Test method for coal combustion characteristics -- One-dimensional furnaces method
1 范围
本文件规定了煤粉气流燃烧过程中的着火温度和燃尽率的一维炉测试方法、仪器设备、试验工况条件、试验测试、数据处理和分析方法、评价指标、精确度。
本文件适用于褐煤、烟煤和无烟煤的煤粉气流着火温度和煤粉燃尽率的一维炉燃烧测试。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 474 煤样的制备方法
GB/T 19494.2 煤炭机械化采样 第2部分:煤样的制备
DL/T 567.5 火力发电厂燃料试验方法 第5部分:煤粉细度的测定
DL/T 567.6 火力发电厂燃料试验方法 第6部分:飞灰和炉渣可燃物测定方法
DL/T 1106-2009 煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰炉测试方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
煤粉气流着火温度
Ti
煤粉气流与周围空气形成可燃混合物发生着火反应的起始温度。
3.2
煤粉燃尽率
煤粉气流在一维炉内燃烧试验条件下,在炉膛出口处抽取固体试样并分析其可燃物含量,已燃尽的
可燃物占初始可燃物的百分数。
4 原理
一维炉试验过程中以一定量的空气流携带煤粉,进入炉膛后接受炉壁放热而着火、燃烧,以致燃尽。
一维炉在动态条件下实现煤粉与空气的悬浮燃烧试验,燃烧着的煤粉气流沿炉膛高度方向向下运动,通过测试炉膛烟气温度可得到煤粉气流着火温度,通过对燃烧产物的分析可评价煤粉燃尽特性。
5 方法提要
由一维炉的炉膛顶部向下沿程布置多个温度测点,利用热电偶测量煤粉气流的沿程温度变化,分析
得到煤粉气流着火温度。在尾部烟道除尘器处对飞灰取样,在炉底的灰渣槽处对底渣取样,测试飞灰和底渣中的可燃物含量计算分析得到煤粉燃尽率。
6 仪器设备
6.1 一维炉试验装置
一维炉试验装置示意图如图1所示。一维炉试验台主要由给粉系统、加热和温度控制系统、燃烧炉体系统、风烟系统和取样分析系统等组成。一维炉炉体采用垂直布置的电加热积木式结构,主要由着火段、稳燃段和燃尽段组成。着火段上接给粉机,燃尽段末端与烟气冷却器相连,后接除尘器和引风机等。炉体底部为灰渣槽,用于收集煤粉气流燃烧所剩的灰渣。炉膛外面包覆耐火材料和保温材料以保证炉体外壁温度≤60℃。煤粉颗粒在炉内停留时间控制为2s~10s,可满足煤粉颗粒在炉内的燃尽要求。
整个一维炉试验装置的漏风率(即漏入空气质量占该装置进口烟气质量的百分数)控制在5%以。
煤粉燃烧器装于炉膛顶部,一次风携带煤粉由炉膛顶部送入,二次风布置在一次风周围也由炉膛顶
部送入,一次风和二次风流量可通过流量计测量和控制。采用热风送粉,空气预热器可根据需要调节热风温度。炉膛布置电加热元件,通过控制柜结合热电偶自动控制炉壁温度。采用热电偶测量炉膛沿程的煤粉气流温度,以煤粉由炉顶送入炉膛处为零点,沿炉膛轴线向下设置多个温度测点。煤粉燃烧气流沿炉膛由上而下一维运动,最后高温烟气经冷却和除尘后排放,在尾部烟道除尘器处对飞灰取样,在炉底的灰渣槽处对底渣取样。
6.2 试验用仪表
6.2.1 一次风和二次风温度表(测温元件为热电偶):控制温度误差为±5℃。
6.2.2 一次风和二次风流量计:精确度等级为4%。
6.2.3 煤粉燃烧烟气温度表(将热电偶插入炉膛中测试):精确度等级为0.25%。
7 试验工况条件
7.1 煤粉细度要求
7.1.1 煤粉细度实测值
按照GB/T 474或GB/T 19494.2的要求制备煤粉,取不少于100g的空气干燥煤样全部研磨,按
照DL/T 567.5的要求筛选并计算煤粉细度,直至试验样煤样全部满足R200和R90细度要求,R200和R90的计算按照式(1)和式(2)进行:
7.1.2 煤粉细度计算值
试验时将煤粉细度R200控制为0.1~1,按照DL/T 1106-2009根据式(3)控制煤粉细度R90':
7.1.3 煤粉细度偏差要求
煤粉细度偏差根据(4)式计算:
7.2 试验参数控制
主要试验参数控制如表1所示。
8 试验测试
8.1 根据7.2试验工况的规定条件,将各段炉体预热到设定温度,先后启动引风机和送风机,调整热风
温度和过量空气系数;启动给粉机调整给煤粉量。检查一维炉试验系统和各辅机部件运行是否正常。
8.2 待炉壁温度稳定后,采用热电偶对各段炉膛烟气温度进行测量,分别记录煤粉由炉顶送入炉膛零点处到各温度测点的距离。
8.3 保持一维炉内煤粉燃烧稳定运行≥2h,然后在尾部烟道除尘器处对飞灰取样,在炉底的灰渣槽处
对底渣取样,测定飞灰和底渣中的可燃物含量。
8.4 对每一个要求的试验工况,按7.2规定调整试验参数进行8.1~8.3试验工作至少重复两次。
9 数据处理和分析方法
9.1 煤粉气流着火温度
煤粉送入一维炉膛后发生煤粉气流的吸热和放热过程,根据图2所示方法来确定煤粉气流着火温
度:首先求得给煤粉后烟气温度与给煤粉前烟气温度的差值曲线,然后将此差值曲线对横坐标测点位置进行求导而得到一条微分曲线,可以分为煤粉缓慢氧化、着火过渡和高速燃烧三个阶段。将该一阶微分曲线上过渡阶段的谷底点确定为着火点,此点所对应的测点位置即为着火距离,与着火距离相对应的煤粉气流温度即为着火温度。煤粉气流着火温度Ti以摄氏度(℃)表示(精确到1℃)。
9.2 煤粉燃尽率
煤粉在一维炉内燃烧后对飞......
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