在气化厂和固定床锅炉现场,常见这样的场景:块煤入炉前还是规整的十几毫米,出炉灰渣里却混着大量碎末,炉内透气性越来越差,风阻升高,运行参数跟着波动。很多师傅先怀疑是煤的强度不行,其实工业上早有一个专门指标来描述这类现象——煤的热稳定性。

热稳定性指的是煤在高温下保持原来粒度的性质。有些煤块在常温下敲都敲不碎,一受热却沿层理、裂隙迅速开裂崩解。这与其内部结构有关:水分快速汽化产生的蒸汽压力、矿物颗粒与有机质受热膨胀不一致、挥发分大量析出形成的内应力,都会让煤块在升温过程中自己"炸"开。不同煤田、不同煤化程度的煤,表现差别很大。

按照国标规定的方法,测定时选取6到13毫米的空气干燥块煤试样,放入专用高温炉中,在850℃左右隔绝空气加热30分钟,模拟煤进入气化炉或锅炉后经历的升温过程。受热后的样品冷却,再放进转鼓以规定转速转动,让焦块之间互相碰撞摩擦。最后用6毫米和3毫米的筛子筛分,分别称量各粒级质量,计算相应的稳定性指标:大于6毫米的质量百分数记作TS+6,它是判断热稳定性好坏的直观依据,数值越高说明煤受热后越不容易崩解;3到6毫米和小于3毫米的占比越高,说明崩解越严重。

不少工艺对这项指标有明确要求。固定床气化和型焦生产一般希望煤的热稳定性好,否则炉内料层被碎块填实,气流分布不均,轻则影响产气质量,重则结渣停炉。相反,沸腾燃烧方式对粒度保持的要求就没那么苛刻。制定选煤和用煤方案时,这项指标常和机械强度、可磨性放在一起综合参考。

化验室测热稳定性,数据出偏差常见这样几个原因:一是入炉煤样没按6到13毫米仔细筛分,混入粉煤会拉低整体指标;二是炉温控不住,850℃偏差过大,崩解程度就变了样;三是加热后没有按规定方式冷却,热态或湿态处理都会影响后续转鼓结果;四是转鼓转速和转动时间不标准,碰撞能量不够或过了头,筛上数据自然对不上;五是平行结果差得远时,要先回头检查块煤取样是否均匀、有没有代表性。

简单说,热稳定性回答的是一个很实际的问题:这块煤进了高温设备,还能不能保住它的"块头"。这个数连着的,是气化炉能不能平稳运行、燃料能不能烧得明白。

你化验室测过这个指标吗?你们那儿的块煤受热崩得厉害吗?欢迎评论区聊聊。

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