动力配煤主要煤质指标的正确计算方法

  

陈怀珍,陈文敏(煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京　100013)

  

摘要:根据计算配煤煤质指标的加权平均值必须处于相同基准下的原则,纠正了过去沿用的一些不正确的计算方法,提出了计算配煤工业分析、发热量、灰熔融性和灰成分的正确的计算公式,从而使配煤煤质指标的理论计算值与实测值更趋于一致。

关键词:动力配煤;煤质指标;

计算方法　　

国内动力配煤是在20年前由物资系统首先开发实现产业化的,其中对配煤质量指标的计算是基于工业分析等煤质指标具有线性可加性的基础上实施的,煤炭系统自90年代开展动力配煤以来,经过多年的实践、运行后发现,并不是什么基准的煤质指标都可以按含分析水的各种单煤的配比来进行加权平均计算的,只有含分析水的一些指标(如Ａａｄ、Ｖａｄ和Ｑｇｒ,ａｄ等)是符合线性可加性的原理,可按加权平均法对配煤质量指标进行计算。而配煤的干燥基指标(如Ａｄ、Ｖｄ和Ｑｇｒ,ｄ等)特别是干燥无灰基指标(Ｖｄａｆ)和灰成分%、灰熔融性特征温度(ＤＴ、ＳＴ、ＨＴ、ＦＴ)则是不能用简单的加权平均法进行计算。总的来说,在计算配煤的主要煤质指标时都必须根据其基准的不同而分别考虑校正各种单煤配比(含分析水)中的水分(Ｍｔ)、灰分(Ａｄ)或水分加灰分(Ｍａｄ+Ａａｄ)的影响。同时,在计算配煤的灰成分和灰熔融性特征温度时还必须考虑各单煤的灰分产率的影响。

  

1　配煤水分(Ｍａｄ)的计算　　系沿用常规的加权平均法进行计算,即把各单

煤的Ｍａｄ值乘以相对应的配比,其乘积之和再除以各单煤的配比之和,即得配煤的Ｍａｄ结果:　　配煤Ｍａｄ%=∑[(Ａ、Ｂ、Ｃ……几种单煤的配比)×(Ａ、Ｂ、Ｃ……各单煤的Ｍａｄ结果)]÷∑(Ａ、Ｂ、Ｃ……几种单煤的配比)。　　上述公式的原理同样适用于计算配煤的Ａａｄ、Ｖａｄ、Ｓｔ,ａｄ等其他指标。　　现以某配煤场的甲、乙、丙3种单煤为配煤原料为例,主要煤质指标见表1。2　配煤干燥基灰分(Ａｄ)的计算　　由于配煤中各单种煤均以空气干燥基煤为基础的配比,因此在求算配煤的干基灰分时,必须先把各种单煤的配比折算成干燥煤的配比后才能用加权平均法求算其配煤的Ａｄ结果。即干燥煤的配比等于含空气干燥水分煤的配比乘100-Ｍａｄ100。所以,配煤的理论Ａｄ值应按下式计算:　　配煤Ａｄ%=∑[(Ａ、Ｂ、Ｃ……几种单煤的干燥基配比)×(Ａ、Ｂ、Ｃ……各单煤的Ａｄ)]÷∑(Ａ、Ｂ、Ｃ……几种单煤的干燥基配比)。

上述煤样的Ａｄ应为:

3　干燥无灰基挥发分(Ｖｄａｆ)的计算　　与计算配煤的干燥基灰分相同的原理,计算配煤的理论Ｖｄａｆ时,也必须先把各单煤的配比换算成干燥无灰基煤的配比后再进行加权计算。即干燥无灰基煤的配比等于含空气干燥水分煤的配比乘上100-Ｍａｄ-Ａａｄ100。所以,配煤的理论Ｖｄａｆ值应按下式计算:　　配煤Ｖｄａｆ%=∑[(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的干燥无灰基配比)×Ｖｄａｆ(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤)]÷∑(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的干燥无灰基配比)

　　上述煤样的配煤Ｖｄａｆ应为:　　配煤Ｖｄａｆ%=[(29×100-8 23-5 81100×35 75)+(35×100-0 70-26 64100×25 32)+(36×100-1 76-48 69100×44 18)]÷[(29×100-8 23-5 81100)+(35×100-0 70-26 64100)+(36×100-1 76-48 69100)=34 07%　　如按常规加权平均法来求算配煤的理论Ｖｄａｆ值,就会出现较大的偏差。如:　　配煤Ｖｄａｆ%=(29×35 75+35×25 32+36×44 18)÷(29+35+36)=35 13%

  

　　即按常规法求算出的配煤Ｖｄａｆ值就比其正确的计算值要高出1 06%。

4　收到基挥发分(Ｖａｒ)的计算　　在计算配煤收到基挥发分时则必须先把各单煤的配比折算成含全水分煤的配比,然后再按常规的加权平均法求算出配煤的理论Ｖａｒ值。计算公式如下:

　　配煤Ｖａｒ%=∑各单煤含分析水的配比%×100-Ｍａｄ100-Ｍｔ×Ｖａｒ÷∑各单煤含分析水的配比%×100-Ｍａｄ100-Ｍｔ　　根据上述实际配煤数据,其Ｖａｒ的理论加权平均值为:　　配煤Ｖａｒ%=[(29×100-8 23100-20×26 79)+(35×100-0 70100-5×17 60)+(36×100-1 76100-10×20 05)]÷[(29×100-8 23100-20)+(35×100-0 70100-5)+(36×100-1 76100-10)]=21 28%　　如配煤的Ｖａｒ值按一般的加权平均法计算,其值即变为:　　Ｖａｒ%=(29×26 79+35×17 60+36×20 05)÷(29+35+36)=21 14%　　即如其配煤的Ｖａｒ值不按正确的公式计算,其值就会偏低0 14%。5　配煤收到基低位发热量(Ｑｎｅｔ,ａｒ)的计算　　配煤Ｑｎｅｔ,ａｒ的计算原理与计算配煤的Ｖａｒ值相同。　　(1)先按下列公式把各单煤含分析水的配比换算成含收到基水分的配比:　　各单煤的收到基配比%=各单煤的分析基配比%×100-Ｍａｄ100-Ｍｔ　　(2)求出:∑各单煤的收到基配比乘以Ｑｎｅｔ,ａｒ结果÷∑各单煤的收到基配比。举例计算见

　　如按分析基配比来求算配煤的Ｑｎｅｔ,ａｒ,则其值为20 95ＭＪ/ｋｇ,即比按收到基配比计算时增高0 03ＭＪ/ｋｇ。6　配煤灰熔融性特征温度(ＤＴ、ＳＴ、ＦＴ)的计算　　由于各种单煤的灰分不同,因而在计算配煤的理论灰熔融性特征温度时,必须综合考虑各单煤的灰分产率因素。具体计算公式如下:　　配煤的ＳＴ、ＦＴ或ＤＴ(℃)=∑[(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的配比)×(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤×100-Ｍａｄ100)×(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的灰分)×(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的ＳＴ、ＦＴ或ＤＴ)]÷∑[(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的配比×100-Ｍａｄ100)×(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的灰分)] 　　配煤ＳＴ(℃)=[(29×100-8 23100×6 33×1220)+(35×100-0 70100×26 83×1500 )+(36×100-1 76100×49 56×1500 )]÷[(29×100-8 23100×6 33)+(35×100-0 70100×26 83)+(36×100-1 76100×49 56)]≥1483℃　　上式中1500 指ＳＴ大于1500℃,下同。　　如配煤的灰熔融性温度按一般加权平均法求算,就会产生较大偏差,如: 　　配煤ＳＴ(℃)=[(29×1220)+(35×1500 )+(36×1500 )]÷(29+35+36)≥1419℃　　从上述结果看出,如配煤的理论灰熔融性特征温度(ＳＴ)用一般的加权平均公式计算,则算出的ＳＴ值就会比其真实值降低64℃。　　配煤ＦＴ(℃)=[(29×100-8 23100×6 33×1230)+(35×100-0 70100×26 83×1500 )+(36×100-1 76100×49 56×1500 )]÷[(29×100-8 23100×6 33)+(35×100-0 70100×26 83)+(36×100-1 76100×49 56)]≥1484℃　　如上述配煤的ＦＴ值按一般的加权平均法计算,其ＦＴ将降为大于1422℃,比正确值偏低62℃。　　配煤ＤＴ(℃)=[(29×100-8 23100×6 33×1210)+(35×100-0 70100×26 83×1500)+(36×100-1 76100×49 56×1500)]÷[(29×100-8 23100×6 33)+(35×100-0 70100×26 83)+(36×100-1 76100×49 56)]=1483℃　　同样原理,如按一般加权平均方法计算,则配煤的ＤＴ值为1416℃,其值将比正确的结果降低67℃。7　配煤灰成分的可加性　　计算配煤的灰成分时也同样需考虑各种单煤灰分不同的因素。因此,配煤灰成分应按以下公式计算。　　配煤的ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3……%=∑[(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的配比×100-Ｍａｄ100)×(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的灰分)×(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3……等灰成分)]÷∑[(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的配比×100-Ｍａｄ100)×(Ａ、Ｂ、Ｃ、……几种单煤的灰分)]　　如上述甲、乙、丙3种单煤的灰中ＳｉＯ2含量分别为65 7%、48 4%和35 6%,则其配煤灰中的ＳｉＯ2理论加权平均值应为: 　　配煤灰中ＳｉＯ2%=[(29×100-8 23100×6 33×65 7)+(35×100-0 70100×26 83×48 4)+(36×100-1 76100×49 56×35 6)]÷[(29×100-8 23100×6 33)+(35×100-0 70100×26 83)+(36×100-1 76100×49 56)]=43 07%　　如按一般的加权平均法计算其配煤ＳｉＯ2含量,则:　　配煤灰中ＳｉＯ2%=[(29×65 7)+(35×48 4)+(36×35 6)]÷(29+35+36)=48 81%　　从上述结果可以看出,后者将比正确的计算值增高5 74%。8　初步结论　　由于各种煤质指标的基准不同,因此,在计算配煤的主要煤质指标的加权平均值时,也必须同时考虑把各单煤含分析水的配比折算成与欲计算的指标的同一基准。在计算配煤灰熔融性和灰成分结果时,还应同时结合各单煤的灰分产率。否则计算出的配煤各指标的理论加权平均值将会与其实测值之间产生较大的偏差。