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《有关煤炭质量指标释义》第一个指标：水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。
现在我们常报的水份指标有：1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。
通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份（Mad），指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。
也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
第二个指标：灰分指煤在燃烧的后留下的残渣。
不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。
灰分高，说明煤中可燃成份较低。
发热量就低。
同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。
能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。
也有用收到基灰分的（Aar）。
第三指标：挥发份（全称为挥发份产率）V指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。
挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。
在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。
常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。
其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。
第四个指标：固定碳不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。
FC+A+V+M=100相关公式如下：FCad=100-Mad-Aad-VadFCd=100-Ad-VdFCdaf=100-Vdaf第五个指标：全硫St是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。
1%以下才可用于燃料。
部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
常用指标有：空气干燥基全硫（St,ad）、干燥基全硫（St.d）及收到基全硫（St,a r）。
燃料热值也叫燃料发热量，是指单位质量（指固体或液体）或单位体积（指气体）的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）时所释放出来的热量。
无烟煤锅炉煤粉颗粒特性的研究摘要：介绍了无烟煤燃烧特性，着重分析了煤粉均匀性对燃烧的影响，分别阐述了控制煤粉细度下燃烧对比情况和粗粉分离器设备改造的效果。
最后指出要稳定无烟煤燃烧的基本要求，煤粉细度必须严格控制。
关键词：煤粉细度；制粉系统；着火；燃烧1 煤质特性我厂设计煤种为XX本地无烟煤，特性如下：工业分析：Mt=8.11%，Mad=2.20%，Aar=24.89％，Vdaf=6.19％，Qnet.ar=21248KJ/kg。
元素分析：Car=62.29％，Har=1.08，Oar=2.83％，Nar=0.42％，Sar=0.38％。
表1：各种煤粉的着火温度煤的种类着火温度煤的种类着火温度褐煤（Vdaf=50%）550℃烟煤（Vdaf=20%）840℃烟煤（Vdaf=40%）650℃贫煤（Vdaf=140%）900℃烟煤（Vdaf=30%）750℃无烟煤（Vdaf=4%）1000℃表2：XX煤粉着火燃烧特性单位XX大矿煤XX小窑煤河南无烟煤所占比例% 30 48 22Qdwy MJ/KJ 17~23 16~22 22~26Vr % 4.5~7.5 3.0~6.5 9~13Ay % 25~35 30~40 20~30 着火温度℃~825 ~883 ~749反应指数℃472 494 282燃烬指数21.6713 26.066 5.1388燃烬率% 85.06 83.69 97.11根据上述数据可知，我厂燃用的煤种具有难着火，难燃尽和结渣较轻微的特性。
2 煤粉燃烧过程煤粉在炉膛内的燃烧过程大致分为以下三个阶段：2.1着火前的准备阶段煤粉进入炉膛至达到着火温度这一阶段为着火前准备阶段。
在此阶段内，煤粉中的水份要蒸发，挥发分要析出，煤粉与空气混合物要达到着火温度，此阶段为吸热阶段。
2.2燃烧阶段当煤粉温度升至着火温度而煤粉浓度又合适时，开始着火燃烧，进入燃烧阶段。
煤中的挥发分首先着火燃烧，放出热量，并加热焦炭粒子，使其达到较高温度而开始燃烧。
R aw m at er i al s and f uel原燃材料／技术121●马章俊卫耕(合肥水泥研究设计院。
合肥市230051)中图分类号：TQ l72．625文献标识码：B文章编号：1007—6344(2014)03—0121—03摘要：对水泥厂使用的烟煤和无烟煤破碎筛分后进行综合热分析测试。
结果显示烟煤和无烟煤都会随着粒度的变化燃尽程度有所差异，主要燃烧放热区间也会随粒度有相应变化。
两种煤炭混合后的混煤随着无烟煤粒径的减小，混煤的放热区间逐步向低温区偏移，放热集中程度也有所增强，放热峰值温度也有较大程度的降低在我国新型干法水泥生产中所用的燃料以煤炭为主，为降低生产成本、提高综合效益，低挥发分、高灰分、低发热量煤炭的利用受到了越来越多的关注。
大中型水泥企业普遍使用优质烟煤和低质煤搭配混煤生产，若煤种选择恰当，配比合理，发挥组分煤种各自的优越性，将会给燃煤的安全和经济性起到良好的作用。
影响混煤高效利用的因素较多，从国内外的研究情况来看，煤炭燃烧中粒度的影响，国内外学者普遍都比较重视，但研究结果较为复杂，对于水泥企业生产实际而言，考查粒度对混煤燃烧的影响具有更实际的指导意义。
本文通过综合热分析试验考察了水泥厂常用煤种在不同粒度状态下的燃烧过程，以反映烟煤和无烟煤粒度变化对燃烧结果的影响，同时分析了不同粒度的烟煤和无烟煤混合后燃烧特性的变化。
试验结果初步显示通过煤炭综合热分析指导水泥生产配煤具有良好前景。
1试验条件实验用烟煤(淮南)和无烟煤(印尼)取自水泥厂原煤堆场，采用德国N et zs ch STA449F3差示扫描量热仪对各试样进行燃烧测试，工作气氛为空气，气体用量50m L／ra i n，升温速率为20％／r ai n，测试温度范围R T一1000％，试样用量为10±0．5rag。
2试验结果及讨论实验首先对两个煤种测试了其在R T～1100℃内的燃烧性能，如图1和图3所示。
实验工作气氛为空气，气体用量50m L／rai n ，升温速◆122技术／原燃材料R aw m at er i al sand f uel率为10％／ra i n ，试样用量为10±0．5ra g 。
煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施发布时间：2021-05-14T12:58:14.087Z 来源：《当代电力文化》2021年第4期作者：胡海洋[导读] 科技的进步，促进人们对能源需求的增多胡海洋国能粤电台山发电有限公司广东台山 529228摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。
煤炭作为我国经济发展过程中最常用到的能源，在电厂生产过程中对煤炭的需求量较大。
近年来在煤矿业整改力度不断加大的新形势下，煤炭质量发生了较大的变化，煤炭品质参差不齐，这对锅炉燃烧效率带来了较大的影响。
由于煤质的变化，在锅炉实际运用中一些问题不断暴露出来，严重影响了锅炉运行的安全性和经济性。
本文就煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施展开探讨。
关键词：煤炭；煤质变化；锅炉；燃烧；影响；应对措施引言受市场因素的影响，煤炭使用单位的原煤供应日趋多元化。
这就带来了原煤质量波动幅度增大、煤种杂、入炉煤质控制难度加大等问题。
这些问题导致设备产生缺陷的比率明显增多，其中锅炉结焦、灭火、受热面超温爆管等比较突出。
这些缺陷除与设备本身相关外，与锅炉偏离燃烧设计煤种有很大关系。
1电厂用煤的成分和性质电厂动力用煤按元素分析可包括碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分和煤质低位发热量。
其中水分和灰分是对燃烧不利的因素，会降低燃料的燃烧温度，妨碍可燃物的完全燃烧，增大排烟热损失。
氢和碳是燃料燃烧产生热量的来源，含碳量越高，煤就越难燃烧。
硫是造成锅炉受热面腐蚀的根本原因。
2煤质对锅炉稳定燃烧的影响2.1发热量在对煤质好坏进行判断时，通常会将煤的发热量作为重要的评判指标，一旦煤的发热量较低，则会对锅炉燃烧的稳定性带来影响，严重时还会导致锅炉熄火事故发生。
而且发热量较低的煤质也会造成锅炉出口温度达不到规定的要求，这必然会对正常的供热带来较大的影响。
2.2挥发分在燃煤燃烧的过程中，在较低的温度下挥发分就能够析出和燃烧，挥发分的析出会增加焦炭内部的空间以及外部的反应面积，有助于提高燃烧速度。
文章编号:0253-9993(1999)06-0643-05煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响姜秀民1,李巨斌1,邱健荣2(1.东北电力学院,吉林 132012;2.华中理工大学,湖北武汉 430074)摘 要:采用Malvern 公司的马尔文粒度仪测量煤粉颗粒的平均粒度和粒度分布、及Leco 公司的M AC -500型工业分析仪测量煤粉的工业分析成分,对合山劣质烟煤、晋城贫煤的各4种不同粒径的细化和超细化煤样进行了试验研究,应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响.结果表明,煤粉颗粒粒度对煤质分析特性有很大的影响,并进一步影响煤粉的热解、着火、燃烧等特性.煤粉颗粒粒度是进行煤质分析与燃烧系统设计的重要物理参数.关键词:颗粒粒度;煤质分析特性;煤粉;燃烧特性中图分类号:TK224.1;TQ533 文献标识码:A 收稿日期:1999-07-06 基金项目:煤燃烧国家重点实验室开放基金(9803)与国家电力公司东北分公司电力工业重点科技基金(96HB -02)项目 目前,微细粒技术已被作为一种新兴的煤粉燃烧技术处于开发研究中.在我国目前的科技文献和工程实践活动中,人们习惯于将极细的粉体如10μm 以下直到亚微米的粉体称为“超细”粉体.在电站煤粉锅炉燃烧方面,把超细化煤粉定义为20μm 以下的煤粉.煤粉的物理结构参量主要包括颗粒粒度、几何形状、颗粒密度、比表面积、孔隙率和孔隙结构等.其中颗粒粒度是最基本的也是最重要的物理参数,它对煤粉颗粒的几何形状、颗粒密度、比表面积、孔隙率和孔隙结构等有重大影响.煤粉的物理结构是决定煤粉颗粒中质量、热量传递速率的重要因素,所以煤的物理结构很大程度上影响煤的着火、燃烧及燃尽等特性.笔者采用英国M alvern 公司的马尔文粒度仪较精确地测量了煤粉试样的平均颗粒粒度及其粒度分布,并结合物理特性参数对煤粉着火、燃烧及燃尽等特性的影响进行分析.还就不同颗粒粒度的煤粉试样在工业分析及全硫分析中表现出来的不同煤质分析特性进行了综合分析.1 试验设备及试验说明 将一定量的合山劣质烟煤与晋城贫煤经过洗涤、干燥、碾磨后制成分析基煤样,然后各取一定量的两表1 试验煤样的平均颗粒粒度Table 1 Average particle size of testing coal sample煤种平均粒径/μm 合山煤10.9023.9230.3557.40晋城煤19.3031.4548.8583.77种煤经过反复的研磨分别制成4种粒度不同的试验煤样.采用Malvern 公司的马尔文粒度仪测量煤粉颗粒的平均粒度和粒度分布,采用Leco 公司的M AC -500型工业分析仪测量煤粉的工业分析成分,对合山劣质烟煤、晋城贫煤的各4种不同粒径煤样进行了试验研究,还应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响,结果见表1.2 试验结果及分析2.1 颗粒粒度范围对粒度分布的影响 应用英国Malvern 公司的马尔文粒度仪测得晋城与合山两种经自然粉碎煤粉各4种不同粒度煤样的粒 第24卷第6期煤 炭 学 报Vol .24 No .6 1999年 12月JOURNA L OF CHINA COAL SOCIETYDec . 1999 度分布如图1所示.图1 晋城与合山煤的颗粒粒度分布F ig .1 Par ticle size distribution of Jincheng coal and Heshan coal(a )晋城煤;(b )合山煤 从图1看出:颗粒粒度较小的煤样有较窄的粒度分布.而较小颗粒有较好的反应性,并且更能够响应流体的运动[1].这就意味着通过煤粉的细化、超细化能够有效地改善煤粉的燃烧特性和炉膛内流动的不均匀性,从而完善煤粉锅炉的燃烧过程,有效地解决电站煤粉锅炉的稳燃问题及低负荷稳燃问题.这一点对于劣质煤和低挥发分煤尤为重要. 合山、晋城各煤样的着火温度(T i )如图2所示.本试验的对象是处于相对静态下的煤粉团,从图2图2 着火温度与颗粒粒度的关系Fig .2 Rela tio ns betw een ignition temperatureand par ticle size of testing coal sampley 1=426.11142-34.42107exp [-(x -19.3)/10.42052];y 2=436.13282-96.43714exp [-(x -10.9)/8.43147]可以明显看出,合山、晋城两种煤的4种煤样表现出相同的趋势,即随着煤样粒度的减小,其着火提前,T i 随之降低,尤其是合山(10.90μm )与晋城(19.30μm )两种超细化煤样的此种趋势更加明显.其原因是:煤粉的细化、超细化使得颗粒的比表面积大大增加,从而更加有利于挥发分的析出与煤颗粒的非均相着火.另外,在本文的试验设备和试验条件下,处于相对静态条件下的煤粉团表现出了与煤粉雾试验相近的着火特性. 笔者还对图2进行了曲线拟合,结果发现用一次指数函数y =y 0+ex p [-(x -x 0)/t ]对T i 与颗粒粒度的关系进行拟合,达到了非常好的拟合效果,其具体的拟合公式如图中y 1,y 2所示.从图2不难看出,煤粉的细化、超细化对合山煤着火特性的影响更大,而对晋城煤的影响虽然也很显著,但相对于合山煤而言则较小.其原因在于:合山煤的挥发分要高于晋城煤,所以在加温过程中合山煤中挥发分的析出更快,而挥发分的析出与着火对煤的着火特性起决定性作用,因此,合山煤着火特性受煤粉颗粒粒径的影响更大. 煤粉气流的着火温度也随着煤粉的细度而变化,煤粉颗粒越小,着火越容易.这是因为在同样的煤粉浓度下,煤粉越细,进行燃烧反应的表面积就会越大,而煤粉本身的热阻却减小,因而在加热时,细煤粉的温升速度要比粗煤粉快,这样就可以加快化学反应速度,更快地达到着火.由此可见,对于难着火的低挥发分煤,细化与超细化会强化它的着火过程.2.2 颗粒粒度对煤质工业分析的影响 采用Leco 公司的MAC -500型工业分析仪分别测定颗粒粒度不同煤样的各种成分见表2.644煤 炭 学 报1999年第24卷表2 煤样颗粒粒度对工业分析结果的影响Table 2 The influence of particle size on proximateanalysis of testing coal sample% 煤种粒度/μm W ad FC ad V ad A ad合山煤57.403.0331.4414.0751.4630.352.9531.0014.4951.5623.922.9130.8114.8551.4310.902.8229.6516.1151.42晋城煤83.773.0566.0610.8020.0948.852.8171.1011.3114.7831.452.5570.8311.6614.9619.302.6970.3811.7915.14 从对不同颗粒粒度煤样进行工业分析的结果可以看出:煤样颗粒粒度是进行煤样工业分析时不可忽视的一个重要参数,合山煤与晋城煤的各个分析成分都体现出与颗粒粒度的一定关系,这是颗粒粒度影响煤微观颗粒结构的一种宏观外在体现.从这个意义上说,煤粉颗粒粒度可以被视为煤粉的一个宏观的基本状态参数,从它入手可以构建全面的表征煤粉宏观特性与微观特性体系. 工业分析中挥发分的含量与煤粉燃烧特性息息相关,对于同一煤种而言,其与煤粉颗粒粒度图3 煤样挥发分随颗粒粒度的变化Fig .3 Volatile matter change with par ticlesize of testing coal sample 的关系如图3所示.从图3可以看出,随着煤粉的细化、超细化,煤粉的挥发分呈上升趋势,而且由于合山煤挥发分相对于晋城煤含量较高而且灰分含量大,经细化、超细化后物质解离程度更好,所以增加的趋势更为明显. 挥发分的含量多少是影响煤粉颗粒着火与燃烧特性的一个重要指标.煤粒的着火温度随挥发分的变化规律如图4所示,挥发分升高时,煤粉气流的着火温显著降低,着火热亦随之减小,因此,随着煤粉的细化、超细化,煤粉的挥发分含量升高,可有效地改善其着火与燃烧过程.挥发分对煤粉着火与燃烧过程的影响还表现在火焰传播速度上,如图5所示.在相同的气粉比条件下,挥发分升高,煤粉火炬中火焰传播速度显著提高,从而火焰的扩展条件改善,着火速度提高,燃烧的稳定性增强[2].图4 煤粒着火温度与挥发分的关系Fig .4 Relations between volatile matter and ig nition temperature of testing coalsample图5 挥发分对火焰传播速度的影响F ig .5 The influence of volatile ma tter onflame propagation rate2.3 颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响 笔者还应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响,结果如图6所示.以合山30.35μm 及晋城48.85μm 两个煤样为例,应用型号为Leco CHN 600元素分析仪测得C ,H ,N 三种元素,然后应用全硫分析仪测出S 元素的含量,O 元素的含量则由差减法得出.所得元素分析结果见表3.645第6期姜秀民等:煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响图6 合山与晋城煤颗粒粒度对全硫分析的影响Fig .6 T he influence of particle size on total sulfur analy sis of Heshan and Jincheng testing coal sample 表3 合山30.35μm 及晋城48.85μm 煤样的元素分析Table 3 Ultimate analysis of Heshan 30.35μm andJincheng 48.85μm testing coal sample% 煤 样 w (C ad )w (H a d )w (O ad )w (N ad )w (S ad )合山(30.35)33.451.974.640.644.79晋城(48.85)77.732.331.110.990.25 图6(a )为合山煤的全硫分析结果,本试验所选取的是合山高硫煤;图6(b )为晋城煤的全硫分析结果.可以看出,合山煤随着颗粒粒度的减小全硫分增加较大,而晋城煤则相对较小.以合山57.40μm 与合山10.90μm 为例,后者比前者的全硫分增加2.34%.可以说,由于合山煤中灰分含量高,经煤粉细化、超细化使得合山煤中含无机硫的矿物质有更大的解离度,所以全硫分析中硫元素的析出随着颗粒粒度的减小有较大程度的增加.3 结 论(1)经自然粉碎的煤粉,颗粒粒度较小的煤样有较窄的粒度分布.而较小颗粒有较好的反应性,并且更能够响应流体的运动,这就意味着通过煤粉的细化、超细化能够有效地改善煤粉的燃烧特性和炉膛内流动的不均匀性,从而完善煤粉锅炉的燃烧过程,有效地解决电站煤粉锅炉的稳燃问题及低负荷稳燃问题.这一点对于劣质煤和低挥发分煤尤为重要.(2)随着煤样粒度的减小,其着火提前,着火温度随之降低,尤其是两种超细化煤样此种趋势更加明显.煤粉的细化、超细化使得颗粒的比表面积大大增加,从而更加有利于挥发分的析出与煤颗粒的非均相着火.另外,在本文的试验设备和试验条件下,处于相对静态条件下的煤粉团表现出了与煤粉雾试验相近的着火特性.(3)煤粉经细化、超细化后物质解离程度更好,挥发分呈上升趋势.由于合山煤挥发分相对于晋城煤含量较高而且灰分含量大,所以增加的趋势更为明显.燃料性质中对煤粉着火过程影响最大的是挥发分含量,挥发分升高时,煤粉气流的着火温度显著降低,着火热亦随之减小,因此煤粉的细化、超细化,使煤粉的挥发分含量升高,可有效地改善其着火与燃烧过程.挥发分对煤粉着火与燃烧过程的影响还表现在火焰传播速度上,在相同的气粉比条件下,挥发分升高,煤粉火炬中火焰传播速度显著提高,从而火焰的扩展条件改善,着火速度提高,燃烧的稳定性增强.(4)随着煤粉的细化、超细化,煤中含无机硫的矿物质的解离度更大,所以全硫分析中硫元素的析出随着颗粒粒度的减小有所增加.(5)煤样颗粒粒度是进行煤样工业分析时不可忽视的一个重要参数,是影响煤微观颗粒结构的一种宏观外在体现,从它入手可以构建全面表征煤粉的宏观特性与微观特性体系.646煤 炭 学 报1999年第24卷参考文献:[1] 孙学信,陈建原.煤粉燃烧物理化学基础[M ].武汉:华中理工大学出版社,1991[2] 范从振.电厂锅炉原理[M ].北京:水利电力出版社,1984作者简介: 姜秀民(1956-),男,辽宁昌图人,教授,国际能源基金会国际顾问委员会委员.长期从事煤的清洁高效燃烧理论与技术的研究工作,在循环流化床燃烧理论与技术及油页岩、泥炭、低热值褐煤,生物质燃料的燃烧理论及应用研究方面取得了一系列成果.完成国家科技攻关项目2项,省部级重点科研项目及应用研究项目30余项.将科研成果应用于生产实践开发出的4种新型循环流化床锅炉获国家级节能产品证书.获省部级科技成果奖5项,国家发明与实用新型专利6项.在国内外公开发表学术论文60余篇.The influence of particle size on compositions analyzingand combustion characteristics of pulverized coalJIANG Xiu -min 1,LI Ju -bin 1,QI U Jian -rong2(1.Northeast Institute of Electric Power Engineer ing ,Jilin 132012,Ch ina ;2.Huaz hong University o f Science an d Technology ,Wuhan430074,C h ina )A bstract :Experimental investigation and theoretical analy zing has proved that there are great influence of parti -cle size on compositions analyzing characteristics ,and till further influence py roly sis ,ig nitability ,combustion and burnout characteristics .Pulverized coal particle size is a very im portant physical parameter fo r compositions analy zing characteristics and its combustion system design .Experimental investigatio ns are based on four differ -ent particle size coals taken from Heshan and Jincheng respectively ,their particle size analysis by M alvern grain structure analy sis apparatus ,their proximate analy sis by MAC -500meter ,their total surfer analysis by coulometry titration .Key words :particle size ;coal compositions analyzing characteristics ;pulverized coal ;combustio n characteristics647第6期姜秀民等:煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响。
第22卷第12期中国电机工程学报Vol.22 No.12 Dec.20022002年12月Proceedings of the CSEE ©2002 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013（2002）12-0142-04粉煤颗粒粒度对燃烧特性影响热分析姜秀民1，杨海平1，刘辉1，郑楚光2，刘德昌2（1．东北电力学院，吉林吉林132012；2．华中科技大学，湖北武汉 430074）ANALYSIS OF THE EFFECT OF COAL POWDER GRANULARITYON COMBUSTION CHARACTERISTICS BY THERMOGRAVIMETRYJIANG Xiu-min1, YANG Hai-ping1, LIU Hui1, ZHENG Chu-guang2, LIU De-chang2（1. Northeast China Institute of Electric Power Engineering, Jilin 132012, China;2. Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China）ABSTRACT: The pulverized coals of four different particle sizes, which are taken from Heshan and Jincheng respectively under investigation. Particle sizes of pulverized coals are analyzed by Malvern MAM5004 Laser Mastersizer made in United Kingdom and special surface area BET are analyzed by Micromeritics ASPA2000 specific surface area and pore diameter analysis apparatus made in United States. The effect of coal powder granularity on combustion characteristics are invested by STA 409C thermobalance made in Germany，the heating rate is 20℃/min, O2 flow rate is 70ml/min. Quantitative analysis the combustion process by divided it into two regions as the low temperature region and high temperature region，make out the chemical kinetics parameters of each region，in terms of the apparent activation energy E and the pre-exponential factor A, and mean apparent activation energy. The relations of BET with mean apparent activation energy also been discussed in this paper. Experimental investigation has proved that the specific surface area is greatly increased. Maximum combustion rate occur early, apparent activation energy are decreased while the coal particle size decreased, reduced ignition temperature and ignition early. Coal combus-tion process can be perfected, while the coal particle size decreased.KEY WORDS:granularity; thermogravimetry; chemical ki-netics; combustion摘要：采用德国Netzsch公司生产的STA 409C型热天平研究了合山与晋城2个煤种各4个不同粒度的煤样的燃烧行为，其升温速率均为20℃/min、所用气体为O2、气体流量均为70ml/min。
煤样的颗粒粒度由英国Malvern公司的基金项目：煤燃烧国家重点实验室开放基金项目（9803）；国家电力公司东北分公司电力工业重点科技基金项目（96HB-02）。
MAM5004型激光粒度分析仪测定。
煤样的比表面积由美国Micromeritics公司的ASPA2000型比表面积及孔径分布分析仪测定。
根据实验数据计算了各试验煤样在高、低温度段的燃烧动力学参数：表观活化能与频率因子，用重量加权平均法计算了各煤样的平均表观活化能，并研究了煤样的比表面积与平均表观活化能的关系。
结果表明：随着粒径的减小，BET比表面积越大，煤粉燃烧热重曲线的分界更明显，最大燃烧速率出现得越早；活化能越小，着火温度降低，着火提前。
煤粉的燃烧特性随粒径减小而得到改善。
关键词：颗粒粒度；热重分析法；反应动力学；燃烧中图分类号：TK227 文献标识码：A１ 引言 煤粉燃烧是燃煤电厂锅炉的主要燃烧方式，提高煤粉燃烧效率、改善其燃烧特性和减少有害气体排放成为煤粉燃烧技术领域的关键研究课题。
影响煤粉燃烧过程的因素除燃烧器结构、燃烧环境等外在因素外，煤粉本身的内在因素将起重要的作用。
超细化煤粉燃烧技术就是从改变煤粉自身的物理与化学特性入手，来达到完善煤粉燃烧过程的目的。
煤粉超细化后，其物理结构与燃烧特性得到完善，其燃烧效率，燃烧稳定性进一步提高，NO X气体生成量要远小于常规煤粉，超细化煤粉为燃料的电厂综合经济性指标亦高于常规煤粉为燃料的燃煤电厂[1~3]。
超细化煤粉燃烧方式与常规煤粉燃烧方式相比具有稳燃效果好、燃烧效率高、低NO X污染以及综合经济性高等优点。
本文采用热分析法对煤粉颗粒粒度变化对燃烧特性的影响进行了研究，得到了一些有益的结论。
第12期 姜秀民等： 粉煤颗粒粒度对燃烧特性影响热分析 143２ 试验部分 本文是采用合山煤（hs ）与晋城煤（jc ）的各4种粒径的煤粉为煤样，合山、晋城煤的工业分析与元素分析见表1。
采用英国Malvern 公司的马尔文粒度仪测得各试验煤样的平均粒度与所用煤样质量见表2。
在由德国Netzsch 公司生产的STA 409C 型热天平上对各试验煤样进行燃烧特性试验，其升温速率均为20℃/min 、所用气体为O 2、气体流量均为70ml/min ，记录了燃烧过程各煤样的重量（TG 曲线）和重量变化率（DTG 曲线），同时利用差热扫描仪（DSC ）记录了煤样在燃烧过程中的散热，实验所测得的TG 与DSC 曲线见文[2]，DTG 曲线如图1、2所示。
煤样的比表面积由美国Micromeritics 公司的ASPA2000型比表面积及孔径分布分析仪测定。
表１ 煤样的工业分析与元素分析 Tab.1 Ultimate and proximate analysis of coal samples工业分析 /%元素分析 /%煤 种 M ad V ad A ad FC ad C ad H ad O ad N ad S ad 合 山 2.95 14.49 51.56 31.00 33.45 1.97 4.64 0.64 4.79 晋 城2.8111.3114.7871.1077.732.331.110.990.25表２ 各煤样的平均粒径与质量 Tab.2 Average particle size and weight of testing coal sample项目 合山煤晋城煤 平均粒径d /µm 10.90 23.92 30.35 57.40 19.30 31.4548.85 83.77 煤样质量 / mg 23.323.123.223.323.223.223.323.3100－10－20－30－40－500 400 800 1200T /℃ (d w /d t ) /(m g ·m i n -1)d =57.4 d =30.35 d =23.92d =10.9图１ 合山煤各煤样的微商热重曲线 Fig.1 DTG curve Heshan coal with four different diameter100－10－20－30－40－500 400 800 1200T /℃(d w /d t ) /(m g ·m i n -1)d =19.3 d =31.45d =83.77 d =48.85图２ 晋城煤各煤样的微商热重曲线 Fig.2 DTG curve Jincheng coal with four different diameter３ 数据处理与分析 ３．１ 反应动力学方程 热重分析是用于研究固体化学反应特性的重要方法，它广泛的应用于固体反应特性的研究，根据质量作用定律其反应动力学方程可表示如下[4~6]：n k t )1(d /d αα−= (1)Arrhenius 定律：RTEA k −=e(2)升温速率： t T d /d =β (3) 试样的反应转化率α 可由TG 曲线求得： )()(0∞∞−−=w w w w α (4) 式中 w ∞和w 0分别为试样的最终与初始的重量，w 为t 时刻的未反应的试样重量，E 为活化能，A 为指前因子，R =8.314 kJ/kmol·K 通用气体常数。
由式 (1)~(4) 可以得到：n RTE A T )1(e d d αβα−= (5) ３．２ 煤粉的燃烧动力学分析 对于煤的燃烧机理已有很多学者做过试验研究，为了计算方便，Cumming [7]等人将燃烧反应描述为一级反应，本文在处理过程中发现拟合的相关性很好，都接近1，说明一级反应适合于本试验煤样的燃烧反应，因此煤样的燃烧动力学方程式可写为)1(e d d αβα−=RTEA T (6)144 中 国 电 机 工 程 学 报 第22卷移项积分并整理上式得RT E E RT E AR T 3.221(log[)1ln(log[2−−=−−βα (7)对一般的反应温区及大部分的E 而言，ERT2远小于1，因此上式可简化为：RT E E AR T 3.2log )1ln(log[2−=−−βα (8)令)1ln(log[2Tα−−=Y ，X =T 1，a =E AR βlog ，b =R E3.2−，则Y =a +bX (9)由上式即可求出活化能E 和指前因子A 。
