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煤的分類ppt下載

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煤的分類ppt

這是煤的分類ppt,包括了煤的形成,煤的分類,煤的指標及分析,配煤簡介,計算結果:利潤變化(未加電廠獎懲條件)等內容,歡迎點擊下載。

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提 綱 A、煤的形成 B、煤的分類 C、煤的指標及分析 D、配煤簡介 1、成煤的物質是什么 2、煤是如何形成的 1、為什么要分類 2、國家標準分類 3、基本特性及主要用途 4、商品煤簡介 1、基準( Ad; d; ar; daf) 2、水分(Moisture)----- M 3、灰分(Ash )----- A 4、揮發分產率(Volatile matter )----- V 5、發熱量(calorific value)----- Q 6、全硫(total sulfur )----- S 7、其他 8、電廠合同所涉指標 A、煤的形成 1、成煤的物質是什么 在十九世紀以前,人們還不能正確地解釋煤的形成過程。 煤和地球上的其它巖石一樣,一有地球,就存在了; 煤是由巖石變化而來的; 煤是由植物變化來的。 十九世紀以后,人們應用顯微鏡發現煤中還保留有一些植物的原來組成部分,從此揭開了成煤原始物質之謎,證實了煤是由植物變成的。 煤是由植物形成的 藻菌植物 苔蘚植物 蕨類植物 種子植物 不同植物成煤性質不一樣 菌藻類時代:元古代到早泥盆世為低等植物發育時代廣闊、穩定的淺海環境提供了藻類大量繁殖的良好條件,這是地史上最早的聚煤時期。高灰分的腐泥無煙煤類。南方寒武紀地層“石煤”。 石煤(stone-like coal)是一種含碳少、低熱值的燃料,也是一種低品位的多金屬共生礦。石煤由4億至5億年前地質時期的菌藻類等生物遺體,在淺海環境下經腐泥化作用和煤化作用轉變而成。含碳量較高的優質石煤呈黑色,具有半亮光澤,雜質少;含碳量較少的石煤,呈偏灰色,暗淡無光,夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質結核。石煤的發熱量不高,一般在800大卡/千克左右,是一種低熱值燃料。 更多請參考:成煤原始物質與堆積環境.pdf 按進化論的觀點,植物是由低級向高級逐步演化的。 植物界傳統劃分為四大類:藻菌植物、苔蘚植物、蕨類植物和種子植物 第一種稱為低等植物,后三種稱為高等植物。 前三種又稱為孢子植物,就是植物用孢子繁殖。 而種子植物則能產生種子,用種子繁殖。 低等植物與高等植物的組成差別較大,且對成煤的性質有較大影響。 低等植物(lower plants):包括菌類和藻類,是由單細胞和多細胞構成的絲狀體或葉狀體植物,沒有根、莖、葉等器官的分化。 高等植物(higher plants) :包括苔蘚、蕨類、裸子植物和被子植物 。進化論認為,高等植物由低等植物長期進化而來,構造復雜,有根、莖、葉的區別。 木質素是具有苯基丙烷芳香結構的高分子聚合物,在泥炭沼澤中,在水和微生物作用下發生分解,與其他化合物共同作用生成腐植酸類物質,這些物質最終轉化成為煤。是植物轉變為煤的原始物質中最重要的有機組分。 高等植物中蛋白質含量少;低等植物中蛋白質含量高。在泥炭沼澤和湖泊的水中,蛋白質分解成氨基酸、喹啉等含氮化合物,參與成煤作用,但對煤的性質沒有決定性的影響。蛋白質是煤中硫、氮元素的來源之一。 A、煤的形成 2、煤是如何形成的 煤是由植物遺體經過生物化學作用和物理化學作用演變而成的沉積有機巖。由高等植物轉化煤要經歷復雜而漫長的過程,一般需要幾千萬年到幾億年的時間。 成巖作用: 泥炭在沼澤中層層堆積,越積越厚,當地殼下降速度較大時,泥炭將被泥沙等沉積物覆蓋。在上覆沉積物的壓力作用下,泥炭發生了壓緊、失水、膠體老化、固結等一系列變化,微生物的作用逐漸消失,取而代之的是緩慢的物理化學作用。這樣,泥炭逐漸變成了較為致密的巖石狀的褐煤。 變質作用: 褐煤層繼續沉降到地殼較深處時,上覆巖層壓力不斷增大,地溫不斷增高,褐煤中的物理化學作用速度加快,煤的分子結構和組成產生了較大的變化。碳含量明顯增加,氧含量迅速減少,腐植酸也迅速減少并很快消失,褐煤逐漸轉化成為煙煤。隨著煤層沉降深度的加大,壓力和溫度提高,煤的分子結構繼續變化,煤的性質也發生不斷的變化,最終變成無煙煤。 B、煤的分類 1、為什么要分類 合理利用煤炭資源和方便科學研究 依據煤的自然性質和煤在熱加工過程中表現的特性,將各種性質不同的煤分為若干類別 使同一類煤有相近的特性 不同類煤的性質有明顯差異 B、煤的分類 2、國家標準分類 GBT 5751 用于表征煤化程度的參數: ——干燥無灰基揮發分, GB/T 212。 ——干燥無灰基氫含量,GB/T 476。 ——恒濕無灰基高位發熱量,GB/T 213。 ——低煤階煤透光率,GB/T 2566。 用于表征煤工藝性能的參數: ——煙煤的粘結指數,GB/T 5447. ——煙煤的膠質層最大厚度,GB/T 479 ——煙煤的奧阿膨脹度GB/T 5450 采用煤化程度參數(主要是干燥無灰基揮發分)將煤炭劃分為:無煙煤、煙煤、褐煤,具體每類又分為: 無煙煤亞類:采用干燥無灰基揮發分和干燥無灰基氫含量作為指標,如果兩種結果有矛盾,以按干燥無灰基氫含量劃分的結果為準,劃分為:無煙煤一號、無煙煤二號、無煙煤三號。 煙煤類別:需同時考慮煙煤的煤化程度和工藝性能(主要是粘結性)。煙煤煤化程度的參數采用干燥無灰基揮發分作為指標;煙煤粘結性的參數,以粘結指數作為主要指標,并以膠質層最大厚度(或奧阿膨脹度)作為輔助指標,如果兩者劃分的類別有矛盾時,以按膠質層最大厚度劃分的類別為準,劃分為:貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤、長焰煤 褐煤亞類:采用透光率作為指標,劃分為:褐煤一號、褐煤二號。 透光率褐煤、長焰煤在規定條件下用硝酸與磷酸的混合液處理后所得溶液的透光百分率。 B、煤的分類 3、基本特性及主要用途 無煙煤 (WY) 特點: 揮發分低,固定碳高;相對密度高(純煤 1.35-1.90);燃點高(一般 350-420℃左右),燃燒時不冒煙; 典型產地: 北京(01,年老無煙煤);西晉城(02,典型無煙煤);山西陽泉(03,年輕無煙煤) 主要用途: 無煙煤塊煤主要應用是化肥(氮肥、合成氨)、陶瓷、制造鍛造等行業;無煙粉煤主要應用在冶金行業用于高爐噴吹(高爐噴吹煤主要包括無煙煤、貧煤、瘦煤和氣煤)。 貧 煤 (PM) 特點: 煙煤中變質程度最高的煤種;不粘結或微弱粘結,在層狀煉焦爐中不結焦;發熱量比無煙煤高;燃燒時火焰短,耐燒燃點較高(350-360℃左右) 典型產地: 山西潞安 主要用途: 電廠燃料與高揮發分煤配燒,可發揮熱值高且耐燒的優點;民用及工業鍋爐燃料;高爐噴吹燃料 貧瘦煤 (PS) 特點: 煉焦煤中變質程度最高的煤種;揮發分較低,粘結性僅次于瘦煤;單獨煉焦時粉焦多,配煤煉焦時作為瘦化劑,起到提高焦炭塊度的作用。 典型產地: 山西西山礦務局 主要用途: 冶金工業配煤煉焦;發電、民用及其它工業爐窯的燃料 瘦煤 (SM) 特點: 中等粘結性的低揮發分煉焦用煤;單獨煉焦時能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度較好、但耐磨性較差的焦炭配煤時起降低揮發分、增大焦炭塊度作用。 典型產地: 河北峰峰四礦 主要用途: 冶金工業配煤煉焦;高灰、高硫的瘦煤一般作為電廠和工;業鍋爐的燃料。 焦 煤 (JM) 特點 結焦性較強的煉焦煤;揮發分(Vdar)一般在16%-28%之間;單獨煉焦時能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度和耐磨強度都很高的焦炭;單獨煉焦時膨脹壓力大,使推焦困難 典型產地: 汾西高陽,淮北石臺,西山馬蘭 主要用途: 配煤煉焦 肥 煤(FM) 特點 強粘結性煤;中等、中高等揮發分(Vdaf 25-35%);加熱時產生大量膠質體;單獨煉焦產生熔融性好、強度高、耐磨性好的焦炭,但有較多的橫裂紋;配煤煉焦中起骨架作用 典型產地 河北開灤、貴州盤江 主要用途 冶金工業配煤煉焦(基礎煤) 1/3焦煤(1/3M) 特點 較強粘結性煤;中等、偏高揮發分;單獨煉焦產生熔融性良好、強度較高、耐磨性較差的焦炭;配煤煉焦配入量范圍寬,可獲得高強度焦炭。 典型產地 安徽淮南、河南永榮 主要用途 冶金工業配煤煉焦(基礎煤) 氣肥煤 (QF) 特點 強粘結性煉焦煤,結焦性高于氣煤、低于肥煤;高揮發分,高膠質體厚度(y值);單獨煉焦產生大量煤氣和液體化學產品;配煤煉焦中起骨架作用。 典型產地 江西樂平、浙江長廣 主要用途 配煤煉焦(增加化學產品收率);高溫干餾,制造城市煤氣。 氣煤 (QM) 特點 變質程度較低、揮發分較高的煉焦煤;加熱時產生較高的煤氣和較多的焦油;不應單獨煉焦(焦炭的質量較差) 典型產地 遼寧撫順、山西平朔 主要用途 配煤煉焦(增加煤氣和化學產品收率);電廠和工業鍋爐的燃料;高溫干餾,制造城市煤氣 1/2中粘煤 (1/2 ZN) 特點 揮發分變化范圍較寬、中等結焦性煤;儲量、產量不多;單獨煉焦時強度差、粉焦率高 主要用途 氣化用煤;動力用煤;配煤煉焦 1/2是指此煤的分類是在‘弱粘煤’與‘氣煤’之間的過渡性煤。 弱粘煤 (RN) 特點 低、中變質程度、弱粘結性非煉焦煤;加熱時產生少量膠質體;多生成于中生代的早、中期侏羅紀 典型產地 山西大同 主要用途 電廠和工業鍋爐的燃料;煤的氣化原料 不粘煤(BN) 特點 低、中變質程度的、非煉焦煤;加熱時不產生膠質體;水分高,氧含量高;低灰、低硫;灰熔融性低 典型產地 內蒙東勝、神府礦區,甘肅靖遠、新疆哈密礦區 主要用途 發電用煤;氣化用煤;民用和其它動力燃料 長焰煤 (CY) 特點 變質程度最低、高揮發分的非煉焦煙煤;煤的燃點低;純煤熱值較低;無粘結性到弱粘結性都有;貯存時易風化碎裂。 典型產地 內蒙準格爾礦區,遼寧阜新、鐵法等礦區 主要用途 電廠及其它工業鍋爐燃料;氣化用煤 褐煤 (HM) 特點 煤化程度最低;水分大、氧含量高;揮發分高,不粘結,熱值低;孔隙度大;化學反應性高,熱穩定性差;貯存時易風化變質和碎裂;含不同數量的腐植酸;灰熔融性普遍較低 典型產地 內蒙平莊、霍林河礦區,云南小龍潭等 主要用途 發電燃料;氣化燃料;加氫液化原料;提取褐煤蠟或腐植酸的原料 B、煤的分類 4、商品煤簡介 動力煤: 凡是作為發電、機車、非電站鍋爐、燒制水泥等都屬于動力用煤。 主要煤種: 褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、貧煤、粘結性較差的氣煤,少部分無煙煤 電廠商品煤形式: 洗混煤、沫煤、中煤 所有分類詳見:煤炭產品品種和等級劃分 洗混煤: 洗混煤是洗精煤的副產品,主要煤種為1/3焦煤、主焦煤。作為公司動力煤產品,廣泛適用于發電、工業、民用等行業,主要市場為公司動力煤用戶和自備電廠生產用煤。 沫煤: 有的煤礦開采出來就是塊而有的便是沫,沫煤比塊煤便宜100多元錢,塊煤一般用于生活用煤燒土曖氣,發熱量高,殘碴少,沫煤用途比較廣泛,發電、工業鍋爐、燒制水泥石灰、制磚等。既經濟又便于利用。 中煤: 中煤是從原煤中分離出來的煤矸石和精煤的混合物,是原煤洗煤中灰分值介于精煤和矸石之間的混合物。 電廠用煤質量要求 煤粉鍋爐,褐煤到無煙煤都能燒; 干燥無灰基揮發分<6.5%的年老無煙煤與高揮發分煙煤配燒。 保證單位時間內在鍋爐中產生足夠的熱量 發熱量應與爐型設計相適應性 單機容量越大的機組對發熱量的要求越高,如: 30萬kW大型發電廠: Qnet,ar > 23MJ/kg 一般中、小型電廠: Qnet,ar 18.8-23MJ/kg 沸騰燃燒的小型電廠: Qnet,ar > 12.5MJ/kg 燃用褐煤的發電廠: Qnet,ar > 12MJ/kg 大唐運城4*60萬kW,對煤的要求比較高,低熱值的煤根本就不收。 C、煤的指標及分析 1、基準 常用基準 空氣干燥基:ad ( air-dried basis ) 干燥基:d (dry basis) 收到基:ar (as received basis) 干燥無灰基:daf (dry ash free basis) Learn more:煤炭六項基本指標 (1)空氣干燥基(簡稱:空干基,原稱:分析基) 空氣干燥基符號:ad ,是指:以與空氣濕度達到平衡狀態的煤為基準,由實驗室直接測定出的結果一般都是分析基結果,如Mad、Aad、Vad等。 (2)干燥基(簡稱:干基) 干燥基符號:d,是指以假想無水狀態的煤為基準,干基結果是換算出來的。 (3)收到基(原習慣稱:應用基) 收到基符號:ar,是指以收到狀態的煤為基準。收到基結果也是換算出來的,收到基指標在運銷中使用較多,一般用戶都要求收到基結果。 (4)干燥無灰基(原習慣稱:可燃基) 干燥無灰基符號:daf,是指以假想無水、無灰狀態的煤為基準,它也是換算出來的。 各種常用指標的表示: 水分:全水份(Mt)空氣干燥基水份(Mad) 灰分:空氣干燥基灰分(Aad)干燥基灰分(Ad)收到基灰分的(Aar) 揮發份:空氣干燥基揮發份(Vad)、干燥基揮發份(Vd)、干燥無灰基揮發份(Vdaf)和收到基揮發份(Var) 固定碳 : FC FCad FCd FCdaf 全硫:全硫St空氣干燥基全硫(St,ad)、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar) 發熱量 :彈筒發熱量(Qb)高位發熱量(Qgr)低位發熱量(Qnet)恒濕無灰基高位發熱量(Qmaf) 不同基結果之間的換算(低位發熱量除外,熱量換算在后面說明) 干燥基結果: 干燥無灰基結果:     收到基結果: 代表空氣干燥基的測定結果 C、煤的指標及分析 2、水分 水分(Moisture) 水分符號:M,單位:% 是一項重要的煤質指標,煤的水分對其加工利用、貿 易、運輸和儲存都有很大的影響。 一般水分每增加2 % 發熱量降低100kcal/kg 結焦時間延長10 ~20min 全水分Mt(total moisture),是煤中所有內在水份和外在水份的總和。 ——影響發熱量; ——影響煤料裝卸和制粉系統; ——不同變質程度的煤要求不同。 內在水份(Minh)化合水:以化合方式同煤中的礦物質結合,是礦物晶格的一部分,如CaSO4•2H2O 等,105---110 ℃ 不能除去,不能準確測定。 外在水份(Mf)/游離水:以物理吸附或附著方式與煤結合 105---110 ℃ 能除去,可測定。 空氣干燥基水份(Mad),指煤炭在空氣干燥狀態下所含的水份,即與周圍空氣濕度達到平衡時所含的水分。也可以認為是內在水份(Minh),老的國家標準上有稱之為“分析基水份”的。 有時用戶也會要求使用收到基水分 收到基水分(Mar)一般可認為Mar=Mt 水分測定原理: 已知質量的煤樣 → 在105—110℃烘箱中干燥至質量恒定 → 根據質量損失計算煤的水分 Learn more:GB_T_211-2007_煤中全水分的測定方法 影響水分值的主要因素: 1)煤的變質程度(煤種) Mt Mad 褐煤: 15%----40% 5%----30% 煙煤: 5%-----20% 0.5%----12% 無煙煤: 0.7%----3% 年老無煙煤: 2 %----9.5% 2)環境濕度: 濕度大 —— 水分高 濕度小 —— 水分低 3)制樣過程:制樣室環境;制樣設備的密封性;是否經過預干燥;煤樣儲存方式. 一般來講,煤的變質程度越大,內在水分越低 C、煤的指標及分析 3、灰分 定義:煤樣在規定條件下完全燃燒后所得的殘留物。 來源:煤中礦物質 灰分(Ash )——礦物質受熱分解、化合等復雜反應的產物,礦物質在灰化過程中的主要四種反應: 1)碳酸鹽分解 2) 黃鐵礦氧化 失去結晶水 4) 金屬有機化合物中金屬離子被氧化為金屬氧化物 灰分與礦物質的區別: 組成和含量不同 近似關系:MM=1.10A+0.5Sp MM — 礦物質含量,% A — 灰分產率,% Sp — 硫化鐵硫,% 灰分特點: 與含碳量、發熱量、結渣性、可磨性等有不同程度的依賴關系。 灰分分外在灰分和內在灰分。外在灰分是來自頂板和夾研中的巖石碎塊,它與采煤方法的合理與否有很大關系。外在灰分通過分選大部分能去掉。內在灰分是成煤的原始植物本身所含的無機物,一般灰分每增加2% ,發熱量降低100kcal / kg 左右。 在煤炭運銷中常用的灰分指標有:空干基(又稱分析基)灰分(符號:Aad)、干基灰分(符號:Ad)和收到基灰分(符號:Aar)。 灰分測定原理: 一定量分析煤樣在灰皿中 慢灰法:在冷馬弗爐中,于不少于30min內加熱到500 ℃,停留30min,再繼續加熱到815±10 ℃,灼燒到 質量恒定; 快灰法:1)馬弗爐法, 2)特制管式爐法 計算殘留物質量占分析煤樣質量百分比。 灰化溫度: ISO 標準: 815 ±10 °C (International Organization for Standardization, ISO)  ASTM標準: 700---750°C (American Society of Testing Materials) Learn more: GBT 212-2008 煤的工業分析方法 C、煤的指標及分析 4、揮發分產率 揮發分產率(Volatile matter)也叫揮發分(V) 煤在高溫和隔絕空氣的條件下加熱時,所排出的氣體和液體狀態的產物稱為揮發分。是煤中的有機物質和一部分礦物加熱分解的產物;它不是煤中固有物質;而是在特定溫度下的煤熱分解產物,所以確切地說揮發分叫揮發分產率。 揮發分的主要成分為甲烷、氫及其他碳氫化合物等。它是鑒別煤炭類別和質量的重要指標之一。一般來講,隨著煤炭變質程度的增加,煤炭揮發分降低。 在煤炭運銷中常用的揮發分指標有:空干基揮發分(符號:Vad )、干基揮發分(符號:Vd)、收到基揮發分(符號: Var)和干燥無灰基揮發分(符號:Vdaf )。 ——揮發分是煤的氣體或液體可燃物 ——發熱量相同的煤,揮發分較高時鍋爐熱效率較高 ——揮發分應與鍋爐設計相適應 一般: Vdaf > 10% 較好: Vdaf > 20% 更易燃燒: Vdaf > 30-40(37)% 褐煤電廠: Vdaf > 40(37)% 褐煤電廠: Vdaf > 40(37)% 定義:煤樣在規定條件下隔絕空氣加熱,進 行水分校正后的質量損失。 用途: 用于煤炭分類和鍋爐設備選型工藝設計等 測定原理: ——1g 分析煤樣在帶蓋的坩堝中900 ±10 °C 加熱 7 min ——計算質量損失 ——扣除水分,得揮發分產率 注: ISO 標準: 900 ±10 °C ASTM標準: 950 ± 20° C Learn more: GBT 212-2008 煤的工業分析方法 影響煤揮發分值的因素: 1、煤的變質程度(煤種) 煤種 Vdaf 泥碳: 70 % 褐煤: 40% -- 60% 煙煤: 10% -- 50% 無煙煤: <10% 2、試驗條件控制程度:加熱溫度;加熱速度;加熱時間;試樣容器材質、形狀、尺寸、支架 so:測定時應該嚴格按照規程操作 and 電廠化驗室數據也有空間。 C、煤的指標及分析 5、發熱量 基本能量單位介紹: 焦耳(焦) J 1焦耳等于施加1牛頓作用力經過1米距離所需的能量(或做的機械功)。 卡路里(卡) cal 其定義為將1克純水在1個標準大氣壓下提升1℃所需要的熱量。 水在不同溫度下的比熱容不同。中國慣用的熱量單位卡20℃,即1克純水從19.5℃升高到20.5℃所需要的熱量。它與焦耳的關系為:1cal20℃=4.1816J 其他卡路里: 營養學用的“15度卡路里”:將1克水在1大氣壓下由14.5℃提升到15.5℃所需的熱量,約等于4.1855焦耳。 物理學“4度卡路里”:將1克水在1大氣壓下由3.5℃提升到4.5℃所需的熱量。 “平均卡路里”:將1克水在1大氣壓下由0℃提升到100℃所需的每度熱量平均數,約等于4.190焦耳。 International Steam Table(國際蒸汽表)的卡路里,等于4.1868焦耳。 熱力學和化學使用的“熱化學卡路里”,精確等于4.184焦耳。 發熱量單位: 國際單位為百萬焦耳/千克(MJ/kg ) 焦耳每克 J/g 卡每克 cal/g 大卡/卡 kcal/kg 單位換算:1 MJ/kg = 1000,000J/kg = 1000 J/g, 國內常用:1卡20℃(cal)/g=4.1816 J/g 國外常用:1卡IT = 4.1868 J 1Btu/Ib = 2.326 J/g (英制熱量單位) 單位換算: 大卡(kcal/kg) and 兆焦/千克( MJ/kg ) 5000大卡等于多少兆焦/千克? 因為:1cal = 4.1816J 所以:1kcal/kg = 1000cal/kg = 4181.6J/kg 5000大卡 = 5000kcal/kg = 5000*4181.6J/kg = 20,908,000J/kg = 20.908 MJ/kg 24兆焦/千克等于多少大卡? 因為:1cal = 4.1816J 所以:1J = 1/4.1816 cal 約= 0.23914 cal 1 MJ/kg = 1000,000J/kg = 1000*1/4.1816 kcal/kg 24兆焦/千克 = 24 MJ/kg = 24* 1000*1/4.1816 kcal/kg = 5739.43大卡 煤的各種發熱量:  a.煤的彈筒發熱量(Qb)   b.煤的高位發熱量(Qgr)  c.煤的低位發熱量(Qnet)   d.煤的恒濕無灰基高位發熱量(Qmaf) 1、恒壓(p) 2、恒容(v) 4種基 4*2*4=32種情況(有些用不到或無意義) 彈筒發熱量4種表示方式:  Qb,ad——分析基彈筒發熱量; Qb,d——干燥基彈筒發熱量;  Qb,ar——收到基彈筒發熱量; Qb,daf——干燥無灰基彈筒發熱量。  高位發熱量4種表示形式:  Qgr,ad——分析基高位發熱量; Qgr,d——干燥基高位發熱量;  Qgr,ar——收到基高位發熱量; Qgr,daf——干燥無灰基高位發熱量。  低位發熱量4種表示形式:  Qnet,ad——分析基低位發熱量; Qnet,ar——收到基低位發熱量;  Qnet,daf——干燥無灰基低位發熱量。 煤的彈筒發熱量(Qb)  單位質量的煤樣在熱量計的彈筒內,在過量高壓氧(25~35個大氣壓左右)中燃燒后產生的熱量(燃燒產物的最終溫度規定為25C)。 由于煤樣是在高壓氧氣的彈筒里燃燒的,因此發生了煤在空氣中燃燒時不能進行的熱化學反應。如:煤中氮以及充氧氣前彈筒內空氣中的氮,在空氣中燃燒時,一般呈氣態氮逸出,而在彈筒中燃燒時卻生成N2O5或NO2等氮氧化合物。這些氮氧化合物溶于彈筒稅種生成硝酸,這一化學反應是放熱反應。 另外,煤中可燃硫在空氣中燃燒時生成SO2氣體逸出,而在彈筒中燃燒時卻氧化成SO3,SO3溶于彈筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放熱反應。所以,煤的彈筒發熱量要高于煤在空氣中、工業鍋爐中燃燒是實際產生的熱量。為此,實際中要把彈筒發熱量折算成符合煤在空氣中燃燒的發熱量。 煤的高位發熱量(Qgr) 煤的高位發熱量,即煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后所產生的熱量。 實際上是由實驗室中測得的煤的彈筒發熱量減去硫酸和硝酸生成熱后得到的熱量。 應該指出的是,煤的彈筒發熱量是在恒容(彈筒內煤樣燃燒室容積不變)條件下測得的,所以又叫恒容彈筒發熱量。由恒容彈筒發熱量折算出來的高位發熱量又稱為恒容高位發熱量。而煤在空氣中大氣壓下燃燒的條件濕恒壓的(大氣壓不變),其高位發熱量濕恒壓高位發熱量。 恒容高位發熱量和恒壓高位發熱量兩者之間是有差別的。一般恒容高位發熱量比恒壓高位發熱量低8.4~20.9J/g,實際中當要求精度不高時,一般不予校正。 煤的低位發熱量(Qnet)  煤的低位發熱量,是指煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后產生的熱量,扣除煤中水分(煤中有機質中的氫燃燒后生成的氧化水,以及煤中的游離水和化合水)的汽化熱(蒸發熱),剩下的實際可以使用的熱量。 同樣,實際上由恒容高位發熱量算出的低位發熱量,也叫恒容低位發熱量,它與在空氣中大氣壓條件下燃燒時的恒壓低位熱量之間也有較小的差別。 煤的恒濕無灰基高位發熱量(Qmaf)  恒濕,是指溫度30C,相對濕度96%時,測得的煤樣的水分(或叫最高內在水分)。 煤的恒濕無灰基高位發熱量,實際中是不存在的,是指煤在恒濕條件下測得的恒容高位發熱量,除去灰分影響后算出來的發熱量。 恒濕無灰基高位發熱量是低煤化度煤分類的一個指標。 氧彈量熱法測定原理 ——煤樣在充有過量氧氣的氧彈內燃燒 ——放出的熱量被一定量的水吸收 ——根據水溫升高度數計算試樣的發熱量 測定詳細步驟:焦炭—發熱量的測定—氧彈量熱法 影響發熱量值有關的因素: 1)煤的變質程度(煤種): ——Vdaf在28%左右的肥煤和焦煤的“純熱值”最高 ——Vdaf>28%,隨Vdaf增高“純熱值”降低; ——Vdaf<28%:在無煙煤之前, “純熱值Qgr,daf”隨Vdaf降低不明顯;無煙煤階段, “純熱值”隨Vdaf降低較明顯; ——高硫煤的Qgr,daf較正常值偏低 2)水分: 水分越高,發熱量越低 3)灰分: 灰分越高,發熱量越低 4)碳和氫含量: 碳含量越高,發熱量越高 氫含量越高,發熱量越高 (氫燃燒熱是碳燃燒熱的3.5倍) 5)煤風化、氧化和自燃后發熱量降低 合同標定指標解釋: 熱值: Qnet,ar——收到基低位發熱量。 單位:kcal/kg 也就是大卡或叫千卡。 結算價格單位:元/千卡.噸 假設化驗出來結果為5000大卡,求結算價格? 結算價格 = 5000 kcal/kg * 0.081900元/千卡.噸 = 5000 kcal/kg * 0.081900元/ kcal/kg.噸 =409.5元/噸 煤炭買賣合同-風陵渡5月-YD-DM-14-0505 C、煤的指標及分析 6、全硫 一般說煤中硫含量就是指全硫含量符號:St,單位:% 直接測出的是空干基全硫(符號:St,ad)。 在煤炭運銷中常用的硫指標有: 空干基全硫(St,ad) 干基全硫( St,d ) 收到基全硫( St,ar)。 硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有機硫和以黃鐵礦為主的無機硫,一般來說煤中的無機硫通過洗選可以大部分脫除;而有機硫則很難除去。 煤中硫在煤燃燒中大部轉化為SO2排入大氣,對環境造成嚴重的污染,甚至造成酸雨,據統計1998年全國二氧化硫排放量為2090萬噸,其中因燃煤而排放大氣的SO2約占80%-90%。在全社會日益重視生存環境的大氣候下,國家已對生產和使用高硫煤做出了限制,如北京市區燃煤含硫要在0.5%以下,上海等沿海大城市燃煤含硫均要求小于0.6%或0.8%,因此各用戶在購買煤時都對煤中硫含量提出較嚴格的限定指標,神華煤之所以銷售情況良好,含硫較低(一般小于0.5%)也是主要的原因之一。 但煤中硫在某些利用途徑中也能起到好的作用,如煤液化當中,硫又可以起到催化劑的作用;如高硫煤經洗選后回收的硫可用來生產硫和硫酸等。 全硫——腐蝕燃煤設備,污染環境 St <1%為宜,缺煤、高硫煤區:St <3% 煤中硫 存在形態: 硫酸鹽硫 硫化物硫 有機硫 單質硫(有時,微量) 全硫 —上述各種硫之和 無機硫 — 硫酸鹽硫與硫化物硫,及單質硫之和 可燃硫 — 硫化物硫與有機硫之和 洗選可脫除的硫 — 硫酸鹽硫、硫化物硫、單質硫 洗選不可脫除的硫 — 有機硫 煤中全硫測定原理: 1)艾士法(重量法) —煤樣與艾士劑混合高溫灼燒 —全部硫形成可溶性硫酸鹽 —加氯化鋇,使硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀 —根據硫酸鋇沉淀質量,計算全硫含量 2)庫侖滴定法 —煤樣在空氣流中燃燒(有催化劑) —全部硫生成SO2(少量SO3) —SO2被電解產生的碘滴定 —根據電解消耗的電量計算全硫含量 3)高溫燃燒中和法 — 煤樣在氧氣流中燃燒(有催化劑) — 全部硫生成硫氧化物 — 吸收在H2O2溶液中形成硫酸 — 用氫氧化鈉溶液滴定 — 計算全硫含量(根據氫氧化鈉消耗量) 庫侖滴定法 又稱恒電流庫侖滴定法,是建立在控制電流電解過程基礎上的庫侖分析法。以測量電解過程中被測物質在電極上發生電化學反應所消耗的電量來進行定量分析的一種電化學分析法。 Learn more: GBT 214-2007 煤中全硫的測定方法 影響硫含量值的因素: 1) 成煤環境: 海相沉積 較高 海陸相交替沉積 較高 陸相沉積 較低 2)試驗誤差 C、煤的指標及分析 7、其他 固定碳(Fixed carbon )符號:FC,單位:% 也是有些用戶經常要求的一個煤質指標,該指標不同于煤的元素分析中的碳(由實際測定得出),它是根據煤的水分、灰分和揮發分計算出來的, FC=100-(M+A+V)。常用的固定碳指標有:干基固定碳(符號:FCd)和收到基固定碳(FCar)等。 固定碳含量是指除去水分、灰分和揮發分的殘留物,它是確定煤炭用途的重要指標。從100減去煤的水分、灰分和揮發分后的差值即煤的固定碳含量。根據使用的計算揮發分的基準,可以計算出干基、干燥無灰基等不同基準的固定碳含量。 膠質層最大厚度(Y ) 煙煤在加熱到一定溫度后,所形成的膠質層最大厚度是煙煤膠質層指數測定中利用探針測出的膠質體上、F 層面差的最大值。它是煤炭分類的重要標準之一。動力煤膠質層厚度大,容易結焦;冶煉精煤對膠質層厚度有明確要求. 粘結指數(G ) 在規定條件下以煙煤在加熱后粘結專用無煙煤的能力,它是煤炭分類的重要標準之一,是冶煉精煤的重要指標。粘結指數越高,結焦性越強. 煤灰熔融性溫度(灰溶點) 在規定條件下得到的隨加熱溫度而變化的煤灰熔融性變形溫度(DT )、軟化溫度( ST )、流動溫度(FT ) ,常用軟化溫度(ST )來表示。灰熔融性溫度越高,煤灰不容易結渣。煤灰熔融性溫度低,煤灰容易結渣,增加了排渣的難度。 哈氏可磨指數(HGI ) 反映煤的可磨性的重要指標。可磨指數越大,煤越容易磨碎成粉。在發電煤粉鍋爐和高爐噴吹用煤,可磨指數是質量評價的一個重要指標。 吉氏流動度(ddpm) 煤的流動度是表征煤在干餾時形成的膠質體的粘度,是煤的塑性指標之一。流動度是研究煤的流變性和熱分解力學的有效手段,又能表征煤的塑性,可以指導配煤和焦炭強度預測。吉氏流動度是以固定力矩在煤受熱形成的膠質體中轉動的最大轉速表示的流動度指標,用每分鐘轉動的角度來表示。 增鍋膨脹序數(CSN ) 增塌膨脹序數是在規定條件下以煤在增禍中加熱所得焦塊膨脹程序的序號表征煤的膨脹性和塑性指標.增禍膨脹序數的大小取決于煤灰熔融性、膠質體生成期間析氣情況和膠質體的不透氣性。 哈氏可磨指數(HGI ) 反映煤的可磨性的重要指標。可磨指數越大,煤越容易磨碎成粉。在發電煤粉鍋爐和高爐噴吹用煤,可磨指數是質量評價的一個重要指標。 吉氏流動度(ddpm) 表征煤在干餾時形成的膠質體的粘度,是煤的塑性指標之一。流動度是研究煤的流變性和熱分解力學的有效手段,又能表征煤的塑性,可以指導配煤和焦炭強度預測。吉氏流動度是以固定力矩在煤受熱形成的膠質體中轉動的最大轉速表示的流動度指標,用每分鐘轉動的角度來表示。 增鍋膨脹序數(CSN ) 增塌膨脹序數是在規定條件下以煤在增禍中加熱所得焦塊膨脹程序的序號表征煤的膨脹性和塑性指標.增禍膨脹序數的大小取決于煤灰熔融性、膠質體生成期間析氣情況和膠質體的不透氣性。 焦渣特征(CRC )炭熱分解以后剩余物質的形狀。根據不同形狀分為8 個序號,其序號即為焦渣特征代號。 1粉狀。全部是粉末,沒有相互粘著的顆粒. 2粘著。用手指輕碰即為粉末或基本上是粉末,其中較大的團塊輕輕一碰即成粉末。 3弱粘性。用手指輕壓即成塊。 4 不熔融粘結。用手指用力壓才裂成小塊,焦渣上表面無光澤,下表面稍有銀白色光澤. 5 不膨脹熔融枯結。焦渣形成扁平的塊,煤粒的界限不易分清.焦渣上表面有明顯的銀白色金屬光澤,下表面銀白色光澤更明顯。 6微膨脹熔融粘結。用手指壓不碎,焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤,但焦渣表面具有較小的膨脹泡. 7膨脹熔融粘結。焦渣的上、下表面均有銀白色金屬光澤,明顯膨脹,但高度不超過15mm。 8強膨脹熔融粘結。焦渣的上、下表面有銀白色金屬光澤,焦渣高度大于15mm。 國標 灰分:煤的工業分析測定方法(GB/T 212-2001) 揮發分:煤的工業分析測定方法(GB/T 212-2001) 黏結指數:煙煤黏結指數測定方法(GB/T 5447-1997) 膠質層厚度:煙煤膠質層指數測定方法(GB/T 479-2000) 全硫:煤中全硫的測定方法(GB/T 214-1996) 全水分:煤中全水分的測定方法(GB/T 211-2007) 發熱量:煤發熱量的測定方法(GB/T 213-2003) C、煤的指標及分析 8、電廠合同所涉指標 收到基低位發熱量4800千卡/千克 拿到電廠化驗單如何算Qnet,ar (一般指恒壓Qnet,p,ar) 已知: Qgr,ad=23.85MJ/kg, Mt=10.8%, Mad=4.56%, Had=4.26%, Cad=65.66%, Aad=18.98%, St,ad=1.05% 求該煤樣的: 高位發熱量(干基Qgr,v,d 干燥無灰基Qgr,v,daf) 低位發熱量(恒容,收到基Qnet,v,ar 空干基Qnet,v,ad) 恒壓低位發熱量Qnet,p,ar 干燥基全硫St,d<=1.0% 直接測出的是空氣干燥基全硫(St,ad),如何算干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)? 揮發分Vdaf>=28% 慶林這邊都沒有見測揮發分,電廠要求揮發分大于28%。 煤炭變質量程度越高,揮發份產率就越低。在燃煤中,根據揮發分來選擇適于特定煤源的燃燒設備或適于特定設備的煤源(在鍋爐設計時已將揮發分值設定在某一范圍。 全水分<=12% 在鍋爐燃燒中,水分高就影響燃燒穩定性和熱傳導;而且當煤作為燃料時,煤中水分會成為蒸汽,在蒸發時消耗熱量,一般水分每增加2 % ,發熱量降低100kcal/kg(大卡/千克) D、配煤簡介 基于: 3種煤A、B、C,每種煤有熱值、硫、價格3個因子。 熱值、硫、價格這3個因素都是線性關系。 讓3種煤以不同的比例配在一起,計算混合煤的熱值、硫、價格。 這樣可以的出在熱值、硫滿足要求的情況下成本價格最低值。 電廠有獎懲條件,是分段函數,非線性的,對應計算出的值加入分段條件,可以的出利潤曲線,這樣可以再滿足熱值、硫要求的條件下的出利潤最大的配比方案。 算法思路: 數學計算軟件可以很快的速度做重復的計算。 3種煤的百分比變化如下: A、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 B、0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C、0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 A、1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B、0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C、9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 A、2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 B、0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C、8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 。。。。。。。。。。。。 計算結果:熱值變化 計算結果:硫變化 計算結果:成本價格變化 計算結果:成本價格變化(滿足熱值、硫的要求時) 計算結果:利潤變化(未加電廠獎懲條件) 謝 謝 !

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