激光粒度儀在煤粉粒徑檢測中的重要性

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一、煤粉

煤主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，碳、氫、氧三者總和約占有機質(zhì)的95％以上，是非常重要的能源，也是冶金、化學(xué)工業(yè)的重要原料，有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤這幾種分類。

煤粉的主要物理特性有以下幾方面：顆粒特性煤粉是由尺寸不同、形狀不規(guī)則的顆粉所組成，一般煤粉顆粒直徑范圍為0—1000um，大多20—50um的顆粒；煤粉的密度煤粉密度較小，新磨制的煤粉堆積密度過約為（0.45—0.5）t/m3，貯存一定時間后堆積密度為（0.8—0.9）t/m3；煤粉具有流動性煤粉顆粒很細，單位質(zhì)量的煤粉具有較大的表面積，表面可吸附大量空氣，從而使其具有流動性。這一特性，使煤粉便于氣力輸送，缺點是易形成煤粉自流，設(shè)備不嚴密時容易漏粉。

煤粉在運輸過程中，經(jīng)外界的干擾如設(shè)備運轉(zhuǎn)的震動、碰撞或風(fēng)作用懸浮到空氣形成粉塵，如場所內(nèi)作業(yè)人員防護用品佩帶不全，很容易引起塵肺病等職業(yè)病危害。當(dāng)煤粉在空氣中達到一定濃度，在外界高溫、碰撞、摩擦、振動、明火、電火花的作用下會引起爆炸，

爆炸后產(chǎn)生的氣浪會使沉積的粉塵飛揚，造成二次爆炸事故

截至2010年，全世界最大的產(chǎn)煤國是澳大利亞，澳大利亞每年生產(chǎn)全球70%的煤。截至2010年，全世界最大的煤消費國是中國，中國每年的煤消耗量占全球消耗量35%。在我國的能源結(jié)構(gòu)中煤炭占比67%左右，石油占比18%，誰能8%，天然氣5%，核能1%，其他1%。我國年消耗煤炭37億噸，約占全球80億噸的一半，其中電煤約18億噸，工業(yè)鍋爐供熱耗煤6億噸，鋼鐵耗煤約6億噸。也就是說全國65%的煤炭通過鍋爐燃燒的方式電力或蒸汽供熱。因此煤粉行業(yè)成為我國重要的能源行業(yè)，并受到廣泛重視。

二、煤粉檢測粒徑的重要性

煤粉細度是影響鍋爐未完全燃燒損失的因素之一,煤粉越細,燃燒越完全,飛灰含碳量越小,鍋爐燃燒效率越高。但煤粉過細會增加制粉電耗,因此,對煤粉細度的優(yōu)化控制,對指導(dǎo)磨煤機運行、降低能耗、減少污染具有重要意義。在煤粉制備過程中，最關(guān)鍵的設(shè)備，也是對煤粉粒度影響最為厲害的就是我們的煤磨機。磨機的喂料量，磨機的轉(zhuǎn)速，都會影響粒度的變化。煤磨機能否正常運行和能否以最佳的轉(zhuǎn)速運行，直接關(guān)系到煤磨機的效率、煤粉的品質(zhì)和能耗，以及更為直接的影響到了鍋爐的燃燒效率以及環(huán)境污染，而這些恰恰都能是企業(yè)在日益激烈的市場競爭力下所關(guān)心和追求的。

煤粉粒徑大小對煤粉氣流著火溫度也有很大的影響。在不同粒徑時最低著火溫度所對應(yīng)的最佳煤粉濃度是很接近的，只是粒徑大對應(yīng)的最低著火溫度稍高些；當(dāng)煤粉濃度小于最佳煤粉濃度時，隨著煤粉濃度的增加，著火溫度都是降低的。在相同的煤粉濃度下，粒徑越大，著火溫度越高；當(dāng)煤粉濃度大于最佳煤粉濃度時，不同粒徑的著火溫度差別不大，只是粒徑小時，著火溫度稍早出現(xiàn)上升的趨勢。以上可以看出，煤粉氣流的升溫速度與粒徑成反比。對于極低濃度下的多相著火，煤粉粒徑減少，升溫速度加快，對應(yīng)的著火溫度也降低。對于在較低煤粉濃度下的均相著火，熱解速度與粒徑無關(guān)，僅與煤粉濃度成正比。因此，粒徑越小時，煤粉氣流升溫速度越快，更早地開始熱解，在相同的爐壁溫度下，更快地達到著火條件，亦即要求更低的加熱溫度。

眾所周知，火力發(fā)電廠的煤粉愈細，燃燒特性愈好，煤粉顆粒愈容易著火、燃燒與燃盡，減少不完全燃燒損失。此外，顆粒愈細，愈容易響應(yīng)氣流流動，爐內(nèi)燃料分布均勻，燃燒穩(wěn)定，利于調(diào)節(jié)爐內(nèi)燃燒的不穩(wěn)定與火焰分布不均熱損失小但煤粉顆粒愈小，其耗電量增加，飛揚損失大。一般要求粒度為0-3mm，而且大多數(shù)20-50um粒度均勻。因此，煤粉的粒度測量成為煤粉制備及其燃燒都是重要的參考方式。

三、激光粒度儀在煤粉粒徑檢測中的應(yīng)用

煤粉細度的表述概括起來有篩余，比表面積、顆粒級配，平均粒徑等多種方式。而細度的測量方法也由最初的篩網(wǎng)法和顯微鏡法逐步更新到日前技術(shù)最為突出的激光折射技術(shù)，篩網(wǎng)法和顯微鏡法技術(shù)存在測量速度慢，對形狀不規(guī)則的樣品粒度測量誤差較大，已經(jīng)慢慢從粒度測量領(lǐng)域淡化，比表面積是使用比較對的一種粒度表現(xiàn)方式，和煤粉的燃燒性能有著非常緊密的關(guān)系，但是比表面積實際含有顆粒堆積因素，并非真正幾何意義上的顆粒比表面積。激光粒度儀能夠得出煤粉行業(yè)原來無法測量的粒度分布，建立起粒度分布于煤粉燃燒的特性的關(guān)系。本次煤粉檢測使用的是winner2000E，測試時報告如下：