淺析煤灰熔融性測(cè)定的影響因素

摘要：分析了影響煤灰熔融性測(cè)定結(jié)果的多種影響因素，提出了提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：煤灰熔融性 測(cè)定 影響因素

在動(dòng)力用煤、氣化用煤中，煤灰熔融性是一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)，煤中礦物質(zhì)在鍋爐中的動(dòng)態(tài)通過煤灰的熔融溫度可以進(jìn)一步得到反應(yīng)，借助該指標(biāo)可以在一定程度上對(duì)鍋爐的結(jié)渣情況、沾污情況等進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測(cè)。因此，煤灰熔融性作為一個(gè)重要參數(shù)，可以對(duì)鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行進(jìn)行指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)氣氛

①試驗(yàn)氣氛對(duì)煤灰熔融通性構(gòu)成不同程度的影響。這是因?yàn)?，煤灰中的鐵在不同的氣氛中，通常情況下會(huì)表現(xiàn)出不同的價(jià)態(tài)，例如在氧化性介質(zhì)、弱還原性介質(zhì)、強(qiáng)還原性介質(zhì)中分別轉(zhuǎn)變成Fe2O3、FeO和Fe，其中，F(xiàn)eO在熔點(diǎn)方面最低，并且FeO能夠與煤灰中的SiO2進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而在一定程度上生成熔點(diǎn)更低的硅酸鹽和低（共）熔混合物。所以說，在弱還原性氣氛中，煤灰熔融性溫度最低。②控制氣氛。通常情況下，通氣法和封碳法是控制氣氛的主要方法。通過封碳法對(duì)試驗(yàn)氣氛進(jìn)行相應(yīng)的控制。在對(duì)氣氛進(jìn)行調(diào)整前，需要對(duì)含碳物質(zhì)的種類、粒度等進(jìn)行選擇，碳物質(zhì)的大致數(shù)量根據(jù)所使用的鋼玉管材質(zhì)進(jìn)行選擇，在爐內(nèi)確定碳物質(zhì)的放置部位。試驗(yàn)過程中，在不同溫度下，不同量的碳物質(zhì)所生成的CO和CO2的體積存在差異，其組在爐內(nèi)處于變化狀態(tài)：2C+O2=2CO；2CO+O2=

2CO2。如果CO的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過CO2，氣氛表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性，如果CO與CO2的體積比接近1：1，這時(shí)氣氛呈現(xiàn)出弱還原性。③檢查爐內(nèi)氣氛。通過定期或不定期的方式對(duì)爐內(nèi)氣氛進(jìn)行檢查，進(jìn)而在一定程度上確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通常情況下，檢查氣氛的方法主要涉及：參比灰錐法和取氣分析法。在操作過程中：a如果含碳物被燒成灰，或者量減少很多，這說明爐內(nèi)的氧氣濃度非常高，而對(duì)應(yīng)的還原性氣體則相對(duì)較低；b含碳物沒有發(fā)生變化，與參比值對(duì)照，如果軟化溫度（ST）之差超過50℃，在這種情況下需要對(duì)含碳物的量進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

2 加熱速度

對(duì)于煤灰熔融試樣來說，通常情況下從局部熔化到全部熔化需要一個(gè)過程，這一過程往往需要一定的時(shí)間。因此，在測(cè)定煤灰熔融性的過程中，需要對(duì)升溫的速度進(jìn)行控制，這是因?yàn)?，如果升溫速度太快，?dǎo)致結(jié)果偏高，反之，延長(zhǎng)試驗(yàn)周期。

3 測(cè)量溫度

煤灰熔融性通過溫度進(jìn)行表示。測(cè)定的準(zhǔn)確度通常情況下受試樣實(shí)際受熱溫度與電偶熱端的溫度一致性的影響和制約，在這種情況下，需要準(zhǔn)確控制溫度指示。所以必須按期檢定所用的熱電偶和控溫裝置，進(jìn)而在一定程度上確保測(cè)溫的準(zhǔn)確性。

4 制備灰

嚴(yán)格按國標(biāo)GB/T212規(guī)定對(duì)煤樣進(jìn)行灰化處理，然后借助瑪瑙研缽進(jìn)行研磨，確保其粒徑低于0.1mm。如果灰化條件不同，那么灰成分也存在一定程度的差異，而灰成分的不同，必將影響熔融溫度測(cè)定結(jié)果，進(jìn)而在一定程度上影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5 灰錐的制作及尺寸

根據(jù)國標(biāo)GB/T219的要求確定灰錐尺寸，即灰錐高20mm，底邊長(zhǎng)為7mm。在制作灰錐的過程中，需要確保力度的均勻性，并且在一定程度上確保其表面的光滑性、平整性，同時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)要結(jié)實(shí)緊密，以及錐尖的完好性。

6 放置灰錐的位置

按照國際GB/T-219的相關(guān)規(guī)定，在爐膛中，確定灰錐的放置位置，也就是在恒溫區(qū)緊鄰熱電偶熱端2mm處放置灰錐。

7 托板材料

煤灰的成分主要分為堿性組分和酸性組分，如果堿、酸性組分之比超過1，那么被稱為堿性灰，反之稱酸性灰。在測(cè)定的過程中，由于煤灰能夠與酸堿性相反的托板發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步影響測(cè)定的結(jié)果。所以，為了提高測(cè)試的準(zhǔn)確度，在進(jìn)行測(cè)試之前，需要根據(jù)煤灰的實(shí)際成分，選擇相應(yīng)的托板。

8 操作者的主觀因素

①變形溫度（DT）。a依據(jù)錐尖開始變圓或彎曲時(shí)的溫度作為判定的標(biāo)準(zhǔn)。b對(duì)于DT大于1400℃的某些高熔融溫度灰，錐尖在較低溫度下開始微彎，然后變直再變彎，此時(shí)應(yīng)判定第二次變彎的溫度為DT。②軟化溫度（ST）。a高度與底長(zhǎng)相等時(shí)，樣塊棱角分明，此時(shí)不能對(duì)ST進(jìn)行判定。b灰錐有時(shí)向后傾斜倒在托板上，此時(shí)試樣為等邊三角形。c灰錐成球形時(shí)，只要高度等于底長(zhǎng)，無論體積脹大，還是縮小，都算ST。③半球溫度（HT）。該溫度是灰錐變形至近似半球時(shí)的溫度。a高度等于底長(zhǎng)一半時(shí)，需要注意樣塊是否為半球形，如果樣塊依然棱角分明，也不能對(duì)HT進(jìn)行斷判。b如果灰錐傾斜在托板上，無論樣塊高度是否等于底長(zhǎng)的一半，同樣不能對(duì)HT進(jìn)行判斷。④流動(dòng)溫度（FT）。a在高溫條件下，有的煤灰明顯縮小，甚至消失，在這種情況下同樣不能判FT；b當(dāng)試樣表面存在一道亮線時(shí)，在這種情況下，說明試樣已熔化成液體，應(yīng)該判為FT；c有時(shí)試樣展開厚度大于1.5mm，但表面有明顯的起伏或冒泡現(xiàn)象，應(yīng)判定為FT；d在HT后，試樣驟然跌落或消失，表明試樣已熔化成液體應(yīng)判為FT。

總之，在測(cè)定煤灰熔融性的過程中，操作者需要認(rèn)真對(duì)待每一步，注意每一細(xì)節(jié)，同時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的分析和總結(jié)，進(jìn)一步積累試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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作者簡(jiǎn)介：李冬云（1973-），女，吉林遼源人，工程師。