上海欢奥   煤灰熔融性测试

    煤灰熔融性测定可提供锅炉设计有关数据、预测燃煤情况、锅炉燃烧方式选择、判断煤灰渣型。掌握正确的煤灰熔融性测定技术，煤灰熔融性对锅炉结渣情况的影响，可为减轻或避免锅炉结渣提供有效的依据。

一、产品简介：

    煤灰的熔融性是动力用煤高温特性的重要测定项目，是动力用煤的重要指标，它反映煤中矿物质在锅炉中的变化动态。测定煤灰熔融性温度在工业上特别是火电厂中具有重要意义。

    *，可以提供锅炉设计选择炉膛出口烟温和锅炉安全运行的依据。在设计锅炉时，炉膛出口烟温一般要求比煤灰的软化温度低 50 ~ 100℃，在运行中也要控制在此温度范围内，否则，会引起锅炉出口过热器管束间灰渣的 “搭桥” ，严重时甚至发生堵塞，从而导致锅炉出口左右侧过热蒸汽温度不正常。

    第二，可以预测燃煤的结渣。因为煤灰熔融性温度与炉膛结渣有密切关系。根据煤粉锅炉的运行经验，煤灰的软化温度小于 1350℃ 就有可能造成炉膛结渣，妨碍锅炉的连续安全运行。

    第三、可为不同锅炉燃烧方式选择燃煤。不同锅炉的燃烧方式和排渣方式对煤灰的熔融性温度有不同的要求。煤灰固态排渣锅炉要求煤灰熔融性温度高些，以防炉膛结渣；相反，对液态排渣锅炉，则要求煤灰熔融性温度低些，以避免排渣困难。因为煤灰熔融性温度低的煤在相同温度下有较低的粘度，易于排渣。

    第四，可判断煤灰的渣型。根据软化区间温度（DT - ST）的大小，可粗略判断煤灰是属于长渣或短渣。一般认为当（ST - DT）=200 ~ 400℃为长渣；（ST - DT）=100 ~ 200℃为短渣。通常锅炉燃用长渣煤时运行较安全。燃用短渣煤时，由于炉温增高，固态排渣炉可能在很短的时间内就出现大面积的严重结渣情况；燃用长煤渣时，DT，ST 之间的温差虽过 200℃，但固态排渣炉的结渣相对进行得较为缓慢，一旦产生问题，也常常是局部性的。

    综上所述，是煤灰熔融性测定的重要性，必须掌握煤灰熔融性的准确测定方法，以达到确保锅炉安全经济燃烧的目的。

二、技术要求：

    按*标准 GB219 - 74 规定要求，应用硅碳管高温炉应满足有足够大的恒温区，恒温区内温差应不大于 5℃；能按照规定的温升速度升温至 1500℃；炉内气氛能方便控制为弱还原性或氧化性；能在试验过程中随时观察试样的变化情况；电源要有足够容量，可连续调压。

    铂铑 - 铂热电偶及高温计，测温范围为 0 ~ 1600℃，*小分度为 5K，经校正后（半年校正一次）使用，热电偶要用气密性刚玉管保护，防止热端材质变异。灰锥模子，由对称的两半构成和黄铜或不锈钢制品。灰锥托模板，有模座、垫片和顶板三部分构成，用硬木或其他坚硬材料制作。常量气体分析器，可测定一氧化碳、二氧化碳和氧气含量。

三、气氛要求：

    煤灰熔融性温度测定的气氛一般有两种，一种是氧化性气氛，另一种是弱还原性气氛。常用的气氛是弱还原性气氛。这是因为在工业锅炉的燃烧中，一般都形成由 CO、H2、CO2 和 O2 为主要成分的弱还原性气氛，所以煤灰熔融性温度测定一般也在与之相似的弱还原性气氛中进行。所谓弱还原性气氛，是指在 1000 ~ 1300℃范围内，还原性气体（CO、H2、CH4）含量在 10% ~ 70% 之间，同时在 1100℃以下时，它们和 CO2 的体积比不大于 1 ： 1，含氧量不大于 0.5%。

    对对于弱还原性气氛的控制方法，一般有两种，一种是封碳法，它是将一定量的木炭、石墨、无烟煤等含碳物质封入炉中，这些物质在高温炉中燃烧时，产生还原气体（CO、H2、CH4），形成弱还原性气氛。封碳法简单易行，在国内普遍采用。另一种是通气法，在测定煤灰熔融性温度的炉内通入 40% ± 5% 的一氧化碳和 60% ± 5% 的二氧化碳混合气或 50% ± 10% 的二氧化碳和 50% ± 10% 的氢气混合气。通气法容易调节并能获得规定的气体组成。对于氧化性气氛的控制，是煤灰熔融性温度测定炉内不放置任何含碳物质，并使空气在炉内自由的流通，这一方法更为简单，也被许多电厂采用。

四、技术参数：

1、主要功能：

（1）利用游丝旋转回力特征测量高温熔融体粘度

（2）使用*温度 1700 度，高精度控温与多种升温制度

（3）高真空或多种气氛环境下测试（氧化性或还原性）

（4）可定义 SMC、SRC 转子参数测试低粘度样品

2、粘度计参数：

（1）控制软件：可定义 SMC、SRC

（2）粘度范围：1.5 cP ~ 5×10⁷cP

（3）测量精度：1% 扭矩

（4）样重现性：0.2% 扭矩

（5）转速范围：0.1 ~ 250 RMP，2500 种转速

（6）感应方式：非点切割连续感应

（7）编程步骤：可编程变转速，变扭矩测试

3、高温真空炉部分参数：

（1）*工作温度：1800℃

（2）长期使用温度：1700℃

（3）发热体元件：MoSi2

（4）恒温上下区：100 mm

（5）真空保护管材料：AL₂O₅

（6）真空保护管尺寸：长度 420 mm、外径 65 mm、内径 55 mm、带真空法兰

（7）B 型热电偶：外径 3.2 mm，偶丝 φ 0.5 mm

（8）控制程序：可设 20 段温度，TPC/IP 网口通信

（9）升温速度：60℃/分钟

（10）高温炉尺寸（长×宽×高 D×W×H）：300 × 300 × 450 mm

（11）高温炉电源：3.2 KW，230 V / 50 Hz

（12）高温炉重量：35 Kg

4、机械泵参数（一级）

（1）莱宝旋片双级油封真空泵

（2）换气功能：单向防回流控制

（3）真空度：4 × 10^-4 mbar

（4）抽速：8.113 m/h

（5）重量：14.5 Kg

（6）电压：230 V、50 Hz

五、操作步骤：

1、灰的制备：

    取粒度小于 0.2 mm 的分析煤样，按照测定灰分的方法，将煤样置于瓷方皿内，放入箱形电炉中，使温度在 30 min 内逐渐升到 500℃，在此温度下保持 30 min，然后升至 815 ± 10℃，关闭炉门灼烧 1 h，使煤样全部灰化，之后取出方皿冷却至室温，再将煤灰样用玛瑙钵研细，使之粒度全部达到 0.1 mm 以下。

2、灰锥的制做：

    取 1 ~ 2 g煤灰样放在瓷板或玻璃板上，用数克糊精水溶液湿润并调成可塑状，然后用小尖刀铲入不锈钢灰锥模中挤压成高为 20 mm，底边长 7 mm 的正三角形锥体，锥体的一个棱面垂直于底面。用小尖刀将模内灰锥小心地推至瓷板或玻璃板上，放在空气中干燥或放入 60℃ 恒温箱内干燥后备用。

3、在弱还原性气氛中测定：

    用 10% 糊精水溶液将少量氧化镁调成糊状，用它将灰锥固定在灰锥托板的三角坑内，并使灰锥的垂直棱面垂直于托板表面。将带灰锥的托板置于刚玉舟的凹槽内，如用封碳法来产生弱还原性气氛，预先在舟内放置足够量的碳物质。打开高温炉炉盖，将刚玉舟徐徐推入炉内，使灰锥位置恰好处于高温恒温区的中央，将热电偶插入炉内，使其顶端处于灰锥正上方 5 mm 处，关上炉盖，开始加热并控制升温速度为：900℃ 以下时，（15 ~ 20℃ / min），900℃ 以上时（5 ± 1℃ / min）。如用通气法产生弱还原性气氛，应通入 1 ： 1 的氢气和二氧化碳混合气体，当炉内温度为 600℃ 时开始通入二氧化碳，以排除炉内的空气，700℃时开始通入混合气体。气密性较好的炉膛，没分钟通入 100 ml，以不漏入空气为准。每 20 min 记录一次电压、电流和温度。随时观察灰锥的形态变化（高温下观察时，需戴上墨镜），记录灰锥的四个熔融特征温度：变形温度 DT，软化温度 ST，半球温度 HT，流动温度 FT。待全部灰锥都达到流动温度或炉温升至 1500℃ 时断电，结束试验，待炉子冷却或，取出刚玉舟，拿下托板，仔细检查其表面，如发现试样与托板作用，则需另换一种托板重新试验。