[发明专利]一种用于测量灰渣流动特性的设备及测量方法

说明书

本发明公开一种用于测量灰渣流动特性的设备及测量方法，该设备包括反应系统、拍摄及冷却系统和数据采集控制系统；反应系统为灰渣提供加热和试验气氛，拍摄及冷却系统包括冷却水套管、CCD相机和相机保护壳，CCD相机一端被冷却水套管包裹后深入刚玉管内，CCD相机另一端位于刚玉管外，且套有相机保护壳；数据采集控制系统包括测温热电偶和数据采集控制柜，测温热电偶位于刚玉管内，数据采集控制柜与测温热电偶、刚玉管和加热元件连接，用于实时采集测温热电偶的数据以及控制整个系统的加热。本发明能够使灰渣样品倒置在炉膛中，且能够实现对灰渣样品的整个熔化过程进行实时在线拍摄，测得的灰渣流动参数准确，能够用于综合评价灰渣的流动特性。

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉领域，具体涉及一种用于测量灰渣流动特性的设备及测量方法。

背景技术

在燃煤锅炉领域中，原煤燃料经过烧结后变成煤灰，而锅炉烟气中的煤灰将会与其他的一些不可燃物质沾附在一些受热面上，即转变为灰渣。煤灰渣经过烧结后，其粒子间的聚结程度在烧结后将会有很大的提升。煤灰渣的存在，容易造成受热面的传热受到影响，降低锅炉的热效率；另外，部分灰渣中存在一些具有腐蚀作用的物质，还会对锅炉造成腐蚀与破坏，这将直接威胁电站及锅炉的安全运行。

针对上述问题，液态排渣锅炉燃烧技术是一种燃烧强度高、捕渣率高、烟气含尘量少的燃烧技术，克服了固态排渣锅炉燃用易结渣煤种时炉膛水冷壁结渣、受热面沾污、积灰、结渣严重等缺点，对于易结渣煤种尤为适宜。一般而言，液态排渣的温度范围为1200～1500℃，经烧结、熔融后灰渣沉积在相关反应壁面上，然后以熔融态炉渣的形式向下流动而排出锅炉。为此，为了确保液态排渣的顺利进行，充分了解相关灰渣(炉渣)的流动特性是很有必要的，因此灰渣的流动特性是该技术领域中最重要的因素之一。

为了表征灰渣的流动特性，业内人员一般利用灰渣的熔融特性、粘度、流动长度等参数来衡量其流动效果。

公开号为CN 211553661 U的中国发明专利公开了一种煤灰高温粘度测定装置，主要包括高温炉、用于检测高温炉内煤灰粘温特性的检测单元以及控制单元、收集系统等。在灰渣的粘度测量时，首先将煤灰加热到融化后，再由控制单元进行调控，使得检测单元能够检测高温炉内煤灰的粘温特性，实验结束后，由收集系统对熔渣进行冷却和收集。该装置能够实现多种气氛下煤灰在不同温度时的粘度特性。

在参考文献1(Cd A,Xw A,Gyb C,et al.Investigation into the flowbehavior of high-temperature ash and low-temperature ash of high calcium coal[J].Journal of the Energy Institute,2020,93(5):1951-1959.)中，相关人员利用加热台显微镜研究了灰渣的流动特性。具体操作方法如下：将样品平放在设备加热单元的支架中，并在空气气氛中按照所设定的温度程序加热。加热过程中，通过相应的光学显微镜观察样品的表面形态和体积变化。最后通过图像处理软件进行处理，得到样品在升温过程中的体积变化参数，以此体积变化参数来衡量样品的流动特性。