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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(wú)煙煤、半無(wú)煙煤這幾種分類(lèi)。    

    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(guò)約為（0.45—0.5）t/m3，貯存一定時(shí)間后堆積密度為（0.8—0.9）t/m3； 煤粉具有流動(dòng)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(dòng)性。這一特性，使煤粉便于氣力輸送，缺點(diǎn)是易形成煤粉自流，設備不嚴密時(shí)容易漏粉。

    煤粉在運輸過(guò)程中，經(jīng)外界的干擾如設備運轉的震動(dòng)、碰撞或風(fēng)作用懸浮到空氣形成粉塵，如場(chǎng)所內作業(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。當煤粉在空氣中達到一定濃度，在外界高溫、碰撞、摩擦、振動(dòng)、明火、電火花的作用下會(huì )引起爆炸，

爆炸后產(chǎn)生的氣浪會(huì )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%。在我國的能源結構中煤炭占比67%左右，石油占比18%，誰(shuí)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(shuō)全國65%的煤炭通過(guò)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(guò)細會(huì )增加制粉電耗,因此,對煤粉細度的優(yōu)化控制,對指導磨煤機運行、降低能耗、減少污染具有重要意義。在煤粉制備過(guò)程中，最關(guān)鍵的設備，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，磨機的轉速，都會(huì )影響粒度的變化。煤磨機能否正常運行和能否以最佳的轉速運行，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(chǎng)競爭力下所關(guān)心和追求的。

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

    眾所周知，火力發(fā)電廠(chǎng)的煤粉愈細，燃燒特性愈好，煤粉顆粒愈容易著(zhù)火、燃燒與燃盡，減少不完全燃燒損失。此外，顆粒愈細，愈容易響應氣流流動(dòng)，爐內燃料分布均勻，燃燒穩定，利于調節爐內燃燒的不穩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用

    煤粉細度的表述概括起來(lái)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方式，和煤粉的燃燒性能有著(zhù)非常緊密的關(guān)系，但是比表面積實(shí)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(lái)無(wú)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(shí)報告如下：