浅析煤灰熔融性测定的影响因素

摘要：分析了影响煤灰熔融性测定结果的多种影响因素，提出了提高测定结果的准确性应注意的事项。

关键词：煤灰熔融性 测定 影响因素

在动力用煤、气化用煤中，煤灰熔融性是一个重要质量指标，煤中矿物质在锅炉中的动态通过煤灰的熔融温度可以进一步得到反应，借助该指标可以在一定程度上对锅炉的结渣情况、沾污情况等进行相应的预测。因此，煤灰熔融性作为一个重要参数，可以对锅炉的设计和运行进行指导。

1 试验气氛

①试验气氛对煤灰熔融通性构成不同程度的影响。这是因为，煤灰中的铁在不同的气氛中，通常情况下会表现出不同的价态，例如在氧化性介质、弱还原性介质、强还原性介质中分别转变成Fe2O3、FeO和Fe，其中，FeO在熔点方面最低，并且FeO能够与煤灰中的SiO2进行反应，进而在一定程度上生成熔点更低的硅酸盐和低（共）熔混合物。所以说，在弱还原性气氛中，煤灰熔融性温度最低。②控制气氛。通常情况下，通气法和封碳法是控制气氛的主要方法。通过封碳法对试验气氛进行相应的控制。在对气氛进行调整前，需要对含碳物质的种类、粒度等进行选择，碳物质的大致数量根据所使用的钢玉管材质进行选择，在炉内确定碳物质的放置部位。试验过程中，在不同温度下，不同量的碳物质所生成的CO和CO2的体积存在差异，其组在炉内处于变化状态：2C+O2=2CO；2CO+O2=

2CO2。如果CO的量远远超过CO2，气氛表现出较强的还原性，如果CO与CO2的体积比接近1：1，这时气氛呈现出弱还原性。③检查炉内气氛。通过定期或不定期的方式对炉内气氛进行检查，进而在一定程度上确保实验数据的准确性。通常情况下，检查气氛的方法主要涉及：参比灰锥法和取气分析法。在操作过程中：a如果含碳物被烧成灰，或者量减少很多，这说明炉内的氧气浓度非常高，而对应的还原性气体则相对较低；b含碳物没有发生变化，与参比值对照，如果软化温度（ST）之差超过50℃，在这种情况下需要对含碳物的量进行适当地调整。

2 加热速度

对于煤灰熔融试样来说，通常情况下从局部熔化到全部熔化需要一个过程，这一过程往往需要一定的时间。因此，在测定煤灰熔融性的过程中，需要对升温的速度进行控制，这是因为，如果升温速度太快，导致结果偏高，反之，延长试验周期。

3 测量温度

煤灰熔融性通过温度进行表示。测定的准确度通常情况下受试样实际受热温度与电偶热端的温度一致性的影响和制约，在这种情况下，需要准确控制温度指示。所以必须按期检定所用的热电偶和控温装置，进而在一定程度上确保测温的准确性。

4 制备灰

严格按国标GB/T212规定对煤样进行灰化处理，然后借助玛瑙研钵进行研磨，确保其粒径低于0.1mm。如果灰化条件不同，那么灰成分也存在一定程度的差异，而灰成分的不同，必将影响熔融温度测定结果，进而在一定程度上影响测定结果的准确性。

5 灰锥的制作及尺寸

根据国标GB/T219的要求确定灰锥尺寸，即灰锥高20mm，底边长为7mm。在制作灰锥的过程中，需要确保力度的均匀性，并且在一定程度上确保其表面的光滑性、平整性，同时内部结构要结实紧密，以及锥尖的完好性。

6 放置灰锥的位置

按照国际GB/T-219的相关规定，在炉膛中，确定灰锥的放置位置，也就是在恒温区紧邻热电偶热端2mm处放置灰锥。

7 托板材料

煤灰的成分主要分为碱性组分和酸性组分，如果碱、酸性组分之比超过1，那么被称为碱性灰，反之称酸性灰。在测定的过程中，由于煤灰能够与酸碱性相反的托板发生反应，进一步影响测定的结果。所以，为了提高测试的准确度，在进行测试之前，需要根据煤灰的实际成分，选择相应的托板。

8 操作者的主观因素

①变形温度（DT）。a依据锥尖开始变圆或弯曲时的温度作为判定的标准。b对于DT大于1400℃的某些高熔融温度灰，锥尖在较低温度下开始微弯，然后变直再变弯，此时应判定第二次变弯的温度为DT。②软化温度（ST）。a高度与底长相等时，样块棱角分明，此时不能对ST进行判定。b灰锥有时向后倾斜倒在托板上，此时试样为等边三角形。c灰锥成球形时，只要高度等于底长，无论体积胀大，还是缩小，都算ST。③半球温度（HT）。该温度是灰锥变形至近似半球时的温度。a高度等于底长一半时，需要注意样块是否为半球形，如果样块依然棱角分明，也不能对HT进行断判。b如果灰锥倾斜在托板上，无论样块高度是否等于底长的一半，同样不能对HT进行判断。④流动温度（FT）。a在高温条件下，有的煤灰明显缩小，甚至消失，在这种情况下同样不能判FT；b当试样表面存在一道亮线时，在这种情况下，说明试样已熔化成液体，应该判为FT；c有时试样展开厚度大于1.5mm，但表面有明显的起伏或冒泡现象，应判定为FT；d在HT后，试样骤然跌落或消失，表明试样已熔化成液体应判为FT。

总之，在测定煤灰熔融性的过程中，操作者需要认真对待每一步，注意每一细节，同时对测试结构进行必要的分析和总结，进一步积累试验经验，以保证测定结果的准确性。

参考文献：

[1]李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京：中国标准出版社，1999.

[2]杨金和，陈文敏，段云龙.煤炭化验手册[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

[3]刘玲.浅析煤灰熔融性测定的影响因素[J].煤质技术，2006.

作者简介：李冬云（1973-），女，吉林辽源人，工程师。