[发明专利]一种煤粉燃烧性能检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤粉燃烧性能检测技术领域，尤其是涉及一种煤粉燃烧性能检测装置及其检测方法。

背景技术

高炉喷煤是现代高炉节焦降耗的重要措施。煤粉从高炉风口经煤枪喷入高炉，在风口前快速燃烧，一方面替代了昂贵的冶金焦，另一方面生成还原性气体，提高了间接还原度，从而达到节焦降耗的目的。但是由于风口前热风温度、煤粉粒度、热风含氧量、喷煤比等限制，煤粉在风口并不能完全燃烧。总有一部分煤粉成为未燃煤粉随煤气流上升，要么成为固体颗粒物堵塞煤气流上升通道，造成高炉透气性、透液性下降，要么随煤气流逸出炉外成为除尘灰。在高炉喷煤量越来越大的今天，未燃煤粉问题已成为提高喷煤效果、效益的限制环节。为了获得较好的喷煤效果，高炉工作者一直努力改善煤粉在风口前的燃烧条件，希望煤粉能够在风口前尽可能燃烧，常规方法包括：提高风温、提高富氧、提高煤粉细度、混喷烟瘦煤、改进煤枪喷嘴结构形式、在煤粉中配加添加剂等，目的就是提高煤粉燃烧率，减少未燃煤粉数量。但是风口前煤粉燃烧率没办法直接测量，提高煤粉燃烧率的相关工作大多数还是靠经验或者理论推算。

国内行业专家在检测煤粉燃烧率方面做了很多工作，包括：差热分析法、马弗炉燃烧法等，差热分析法是取12毫克煤粉，按照一定的升温速度，约5℃/min，逐步升温，考察煤粉的失重率，由此来判断煤粉燃烧性。但这种检测方法的缺点在于：1）煤粉静置与坩埚中，无法模拟风口前煤粉程射流喷吹的特点；2）煤粉升温是缓慢升高，无法模拟风口前煤粉瞬间温度提升到1200℃的特点；3）试样量太小难以避免取样偏析问题，重现性较差。马弗炉燃烧法是取10克煤粉，平铺于瓷舟内直接送入900℃马弗炉中进行燃烧，燃烧时间3分钟后取出自然冷却检测样品失重率，由此判断煤粉燃烧性。这种检测方法试样量有所增加可在一定程度上避免偏析问题，但同样无法模拟煤粉在气流中的运动状态，且人工操作随意性较大，试验重现性依然较差。

差热分析法、马弗炉燃烧法都是在静态试验条件下进行，均难以模拟风口前煤粉燃烧的状态。由于风口前煤粉燃烧过程是伴随着节焦、燃烧、气化、分解等理化反应的复杂过程，实验室的静态模拟不能完全表征煤粉在高炉风口前的动态燃烧过程，由此造成试验重现性较差，试验数据波动大的问题。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种检测精度高，数据误差小且可靠性高的煤粉燃烧性能检测装置及其检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种煤粉燃烧性能检测装置，包括燃烧装置、热风装置、富氧装置以及喷吹装置；其特征在于：所述燃烧装置包括圆筒状的炉壳，安装于炉壳腔体内的燃烧管，缠绕于燃烧管外壁上的电热线圈，设置于燃烧管下方的水槽，以及盖住炉壳上端的盖板；所述喷吹装置包括喷吹罐，以及通过喷吹管与喷吹罐进气口连接的气源装置；所述喷吹管上设置有喷吹阀；所述喷吹罐的出料口通过喷料管接入燃烧管上部，所述喷料管上设置有下料阀；所述热风装置包括换热管，以及用于加热换热管的加热器；所述换热管的出气端伸入燃烧管的上部，进气端端通过送风管与气源装置连接；所述富氧装置包括氧气瓶；所述氧气瓶通过氧气管与送风管连接，所述氧气管上设置有氧气阀和氧气流量计，所述送风管上设置有送风阀和送风流量计。

优选的是，所述炉壳采用隔热保温材料制成。

优选的是，所述加热器采用电加热器。

一种煤粉燃烧性能检测方法，采用如上所述的检测装置；其特征在于包括如下步骤：

步骤（1）、煤样制作，如果是煤粉，用200目筛子过筛，取筛下部分留用；如果是煤块，用球磨机磨至粉状，再用200目筛子过筛，取筛下部分留用；按照《GB212-91煤的工业分析方法》对煤样进行工业分析，获得煤样准确的灰成分分析数据；

步骤（2）、取一定量的煤样，放置在恒温箱中，烘干煤样的游离水；

步骤（3）、煤样烘干后，装入喷吹罐备用；

步骤（4）、把燃烧装置、热风装置升温至试验温度，通常为900-1100℃，并向燃烧管内送入热风，热风流量5-20L/min；达到目标温度后，恒温30-60mim，确保试验温度均匀稳定，即具备喷吹条件；

步骤（5）、根据富氧率测算氧气流量，打开氧气阀门，调节氧气流量到目标值；

步骤（6）、具备喷吹条件后，将煤粉喷入燃烧管内。

步骤（7）、煤粉的着火点380-410℃之间，喷吹罐中的煤粉在压缩空气的推动下进入燃烧管，呈喷射状分散开来，在热风供氧、供热的条件下迅速着火燃烧；红热的未燃煤粉、灰分经过燃烧管落入水槽，被水熄灭；