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关于褐煤论文

关于褐煤制样过程中具体干燥时间以及空气干燥基水分大小对低位发热量影响多少的分析

作者：

郑燕冰

单位：

华能丹东电厂

地址：

辽宁省东港市

关键字：

褐煤；干燥时间；空气干燥基；低位发热量

摘要

由于煤炭价格的不断攀升，造成现今的电厂盈利水平不断下滑甚至亏损，就逼得电厂为了扭亏为盈要不断挖潜、节能降耗，降低运营成本，而电厂运营成本中燃料成本占70%以上的份额，所以就凸显处降低燃料成本的重要性。

就目前的市场形式来看，掺烧褐煤降成本成为必然的趋势，所以深入的研究褐煤的特性就显得意义重大。

此论文通过试验说明褐煤制样过程中根据季节、天气的变化，全水分煤样制备成分析煤样所需的干燥时间以及空气干燥基水分大小对低位发热量影响的分析，通过此文章可以得到这样的结论：

煤样的干燥时间应随季节、天气的变化而变化，具体时间视煤样的干湿程度确定，不应一概而论；空气干燥基水分大小对低位发热量影响不成任何线性关系。

鉴于目前煤炭市场价格的不断上涨，特别是由于煤炭的日益紧张状况，致使电厂经营压力越来越大，所以未来火电机组大量掺烧褐煤是迫切而现实的需要，这就为我们这些从事燃料采、制、化专业的工作人员提出了一个新的课题，在此，我就褐煤制样及对比试验得出的数据，浅谈一下我的看法。

一、褐煤简介

褐煤是指煤化程度低的煤，外观多为褐色（少数为黑色），密度较小，硬度较小，水分较大，天然状态水分为30~60%，空气干燥后仍有10~30%。

与烟煤的区别：

含有腐殖酸。

特性：

易风化破裂，不宜于长期存放。

褐煤具有：

水分大、挥发分高、密度小，含氧量常高达15%~30%，在空气中易于风化碎裂变质，发热量低，主要形成于侏罗纪、第三纪。

褐煤与烟煤、无烟煤的区分：

无烟煤：

干燥无灰基挥发分Vdaf≤10%

烟煤：

干燥无灰基挥发分Vdaf>10%

褐煤：

干燥无灰基挥发分Vdaf>37%

透光率PM≤50%

褐煤与烟煤中的长焰煤划分时辅以：

恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf≤24MJ/kg

褐煤以透光率PM划分成：

褐煤一、二号；

主要分布：

1.内蒙古东部（宝日希勒、伊敏、扎赉诺尔、霍林河、大雁、平庄矿区、内蒙古锡林浩特）（约占全国褐煤储量的79%）；

2.山东龙口矿区；

3.云南小龙潭、昭通矿区。

二、制样过程

1、全水分煤样（褐煤）

定义：

按GB475—2008制备出或按GB474—2008单独采取的、粒度≤13mm或6mm、保持原始水分状态的、可用于全水分测定的煤样（质量约3kg或1.25kg）。

华能丹东电厂现阶段采样是入厂煤经汽车采样机自动采样、破碎、缩分成粒度≤13mm，用密封的容器装好，将前一日早6:

00至晚18:

00之间采集的所有煤样全部送到制样室，经联合破碎缩分机破碎至粒度≤6mm，取其中一部分经几次二分器后，从中装取1.25kg，密封后送化验室做为全水分煤样；再装取2份5kg，密封后送燃供部保存一份；制样室存一份于存样室用于备查；再装取一份1.25kg，密封后也送燃供部用于给供煤商。

再取其中另一部分经几次二分器后，保留1—2kg，用单独的（筛网孔径为3mm）的破碎机破碎至粒度≤3mm，取其中的0.7—0.8kg经3mm二分器缩分成两份各＞100g分别装入两个洁净的搪瓷盘内，放进设定温度为39℃的带鼓风设备的干燥箱内。

2、分析煤样

定义：

按GB474—2008制备出的、粒度≤0.2mm、达到空气干燥状态的、可用于进行大部分物理和化学特性测定的煤样（质量约100g）。

华能丹东电厂现阶段制备分析煤样将烘干至满足GB474—2008规定的“空气干燥进行到连续干燥1h后，煤样的质量变化不超过0.1%”的煤样，用密封粉碎机磨细至全部通过0.2mm标准筛，密封后一份送化验室做分析煤样；一份存于制样室的存样间内用于备查。

具体的烘干时间是视采样时及入厂前的1—2的天气情况为依据，如天气大雨，则适当延长烘干时间，对于褐煤来说，总体上烘干时间都不低于2小时，此烘干时间经多次试验得出，试验数据如下：

⑴、2010年10月12采样13日制样的褐煤（天气晴）

盘1自重：

417.8g盘2自重：

424.4g

装入煤样：

盘1：

103.4g盘2：

102.0g

8:

55放入温度为39℃的烘箱内烘干

9:

55称重

504.7g

507.8g

在烘箱中连续烘干60分钟

10:

15称重

503.5g

506.8g

在室温下放置20分钟,与室温达到充分平衡

10:

45称重

497.3g

500.3g

在烘箱中连续烘干30分钟

11:

05称重

496.4g

500.2g

在室温下放置20分钟,与室温达到充分平衡

11:

35称重

490.7g

496.1g

在烘箱中连续烘干30分钟

11:

55称重

490.3g

495.8g

在室温下放置20分钟,与室温达到充分平衡

12:

25称重

486.9g

492.8g

在烘箱中连续烘干30分钟

13:

25称重

487.7g

493.6g

在室温下放置20分钟,与室温达到充分平衡

至此：

在烘箱中烘干时间共计：

60分钟+30分钟+30分钟+30分钟=2.5小时

放置在空气中干燥时间共计：

20分钟+20分钟+20分钟+60分钟=2小时

此时，煤样的质量已出现增长，说明，此褐煤煤样的烘干时间已过长，正常合理的烘干时间应为2—2.5小时之间。

⑵、2010年10月12采样13日制样的褐煤（天气晴）

盘1自重：

417.8g盘2自重：

424.4g

装入煤样：

盘1:

100.2g盘2:

102.2g

8:

32放入温度为39℃的烘箱内烘干

10:

40称重

487.5g

497.3g

在烘箱中连续烘干128分钟

11:

40称重

487.2g

496.1g

在室温下放置60分钟,与室温达到充分平衡

12:

40称重

487.0g

495.6g

在室温下放置60分钟,与室温达到充分平衡

13:

40称重

486.7g

495.6g

在室温下放置60分钟,与室温达到充分平衡

14:

40称重

486.6g

495.6g

在室温下放置60分钟,与室温达到充分平衡

至此，在烘箱中烘干时间为128分钟，在空气中的干燥时间共计4小时。

此时，已满足国标中“空气干燥进行到连续干燥1h后，煤样的质量变化不超过0.1%”，结论：

煤样干燥合格。

据此，可分析判断在正常情况下，褐煤煤样在烘箱中的烘干时间应为不低于2小时。

围绕褐煤的干燥时间，我们依据不同的天气情况还做了大量的干燥试验，初步得出结论如下：

①大雨或大雨过后的天气采集的煤样，在烘箱中的烘干时间应在2.5小时左右，雨后的几天烘干时间随之逐渐减短，但不得低于2小时。

②连续晴天的天气采集的煤样，在烘箱中的烘干时间应在2.0小时左右。

③具体的在烘箱中的烘干时间以实际煤样的干湿程度确定。

三、褐煤空气干燥基水分大小对低位发热量的影响。

1、煤样的水分简介

煤的工业分析中只测试游离水，不测结晶水。

煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。

外在水分:

是附着在煤颗粒表面的水分。

外在水分很容易在常温下的干燥空气中蒸发，蒸发到煤颗粒表面的水蒸气压与空气的湿度平衡时就不再蒸发了。

内在水分又叫固有水分:

是吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分。

它与空气干燥基水分略有不同，空气干燥基水分是在一定条件下煤样在空气干燥状态下保持的水分，这部分水在105～110℃下加热可以除去，内在水分需在100C以上的温度经过一定时间才能蒸发。

因为煤在空气干燥时，毛细管中的水分有部分损失，故空气干燥基水分要比内在水分高些。

制样室和化验室针对褐煤的空气干燥基水分的大小对低位发热量高低的影响程度，在10月、11月共计进行了14组比对试验，具体试验数据如下:

采样日期

制样代码

正常化验的空干基数据（%）

化验室放置几日后的空干基数据（%）

差值

（%）

正常化验的低位发热量（卡）

化验室放置几日后的低位发热量（卡）

差值

（卡）

2010.10.05

2010100567

26.30

14.49

11.81

2997

2981

+16

2010.10.06

2010100673

24.14

15.09

9.05

2985

2970

+15

2010.10.07

2010100768

21.01

14.62

6.39

2974

2991

—17

2010.10.08

2010100854

22.97

16.54

6.43

2974

2932

+42

2010.10.09

2010100956

25.38

17.31

8.07

3068

3076

—8

2010.10.23

2010102397

17.03

10.27

6.76

3141

3148

—7

2010.10.24

2010102478

17.26

10.62

6.64

3171

3169

+2

2010.10.25

2010102564

15.67

10.16

5.51

3214

3202

+12

2010.10.29

2010102934

13.86

10.75

3.11

3141

3156

—15

2010.10.30

2010103078

13.81

9.91

3.90

3335

3328

+7

2010.10.31

2010103145

12.26

9.50

2.76

3312

3303

+9

2010.11.07

2010110754

11.67

9.84

1.83

3256

3224

+32

2010.11.08

2010110879

10.84

9.68

1.16

3219

3212

+7

2010.11.09

2010110987

10.74

9.54

1.20

3196

3193

+3

其中：

正差值10次，负差值4次

合计：

空干基平均差值：

5.33%；低位发热量平均差值：

7卡

据此试验表明：

1、制样室制成的分析煤样与化验室放置几天后与化验室的温度、湿度充分达到平衡的分析煤样化验得出的空气干燥基的水分存在的差值与低位发热量的高低不成任何线性关系，也不是单纯意义上的大、小或1%的水分能造成多少卡的差值。

2、空气干燥基水分的差值对此煤样低位发热量的高低影响非常小，甚至小于化验时的正常误差值。

3、华能丹东电厂入厂褐煤所化验的低位发热量与国检中心所化验的低位发热量差值可不必从空气干燥基水分的大小所造成的差值上再去分析、找原因。

通过试验表明：

华能丹东电厂入厂褐煤在厂内化验室所化验的低位发热量与国检中心所化验的低位发热量差值其中的一项干扰因素已经可以初步排除，其他的原因应从全水分测定、灰分测定、硫分测定、发热量测定等几个方面去分析问题所在。

及时找到造成差值真正的原因，提高煤样的化验精度、避免供需双方的争议，也是为更多、更好的掺烧褐煤且能有效控制热值差，降低发电成本，减小经营压力，早日实现扭亏为盈，做一点小小的贡献。

参考文献：

1、《电力用煤采制化标准》中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会编2009年6月版。

2、《燃煤基础知识》西安热工研究院有限公司马筠编

2009年4月版

3、《青果园电厂化学资料网》http//

作者简介：

本文作者郑燕冰毕业于东北电力大学热能动力工程专业，1996年7月入华能丹东电厂运行部工作，参加了丹东电厂发电前的一系列培训和实习，亲身经历了丹东电厂两台350MW机组的安装、调试、168小时试运行，正式投产等等；2003年调入丹东电厂燃料部工作，从事燃料的检斤、采样、接卸、制样、煤场盘点、煤场管理等方面的工作至今。

写稿日期：

2010年11月17日

联系电话：

（0415）6683475