如何测定煤灰熔融性的影响因素？

1.测定装置

煤灰熔融性测定装置如图6-9所示，测定灰熔点要用硅碳管高温炉，如图6-10所示。高温炉应满足下述条件：

（1）有足够的恒温带，其各部温差小于或等于5℃。

（2）能按规定的升温速度加热到1500℃。

（3）能随时观察试样在受热过程中的变化情况。

（4）能控制炉内气氛为弱还原性和氧化性。

图6-9 煤灰熔融性测定装置

1—调压器；2—刚玉器；3—硅碳管；4—灰锥；5—托板；6—刚玉舟；7—热电偶；8—高温计；9—电流表

硅碳管高温炉的高温加热元件为硅碳管，管外有刚玉外套管，在外管和炉壳之间填充有泡沫氧化铝保温材料，硅碳管的内部衬以刚玉内管。灰锥托板及其上面的灰锥试样放在刚玉舟内，刚玉舟则放在刚玉内管中，用热电偶和测量范围为0～1600℃的高温计测量温度，用接在电极片上的调压变压器控制温度，从观测孔观察灰锥的形态变化。

图6-10 硅碳管高温炉

1—热电偶；2—硅碳管；3—灰锥；4—刚玉舟；5—炉壳；
6—刚玉外套管；7—刚玉内套管；8—泡沫氧化铝保温砖；
9—电极片；10—观测孔

2.测定步骤

（1）灰锥的制备。取煤样按煤的灰分测定方法进行灰化，并用玛瑙研钵研细至粒度为0.1mm以下。取1～2g煤灰放在干净的瓷板上，加10%糊精的溶液数滴，调成可塑状。然后用小刀铲入灰锥模子（见图6-11）中成型，再用小刀将模子内灰锥小心地推到瓷板或玻璃板上，在空气中风干或在60℃下烘干备用。(www.xing528.com)

将已硬化的灰锥固定在灰锥托板（见图6-12）上的三角形坑内，并使灰锥垂直于底面的侧面，与托板表面相垂直。若在弱还原性气氛下测定，可根据炉膛体积与刚玉舟面的大小，通过取气分析确定填充石墨、木炭粉及无烟煤的多少，或通入氢气（50±10）%和二氧化碳（50±10）%的混合气体。若在氧化性气氛下测定，刚玉舟内可不必放置任何含碳物质并让空气自由流通，将带灰锥的托板置于刚玉舟面的凹槽上；热电偶从硅碳管高温炉后面的插孔插入炉内，并使其热端位于高温恒温带中央的上方，但不触及炉膛。

图6-11 灰锥模子

图6-12 灰锥托板

1—模座；2—顶板；3—垫片

（2）打开观测孔，将装有灰锥的刚玉舟徐徐推入炉内，并使灰锥紧邻热电偶热端。封住观测孔，开始加热，控制升温速度：900℃以前为15～20℃/min；900℃以后为（5±1）℃/min。

（3）每20min记录一次电压、电流和温度值，随时观察灰锥的形态变化，记录灰锥的四个特征温度DT、ST、HT、FT，待所有灰锥温度都达到FT或炉温达1500℃后，即可结束试验。

3.炉内气体介质的检验方法

（1）取气分析法。从炉内高温带以5～7mL/min的速度抽取气样，用气体分析器测出O2、CO2、CO、H2及CH4的含量。由于我国大多数煤灰的变形温度（DT）在1000℃以上，铁含量较高的煤灰，一般其流动温度（FT）为1300℃，因此只需在1000～1300℃温度范围内检查炉内气体介质的性质即可。在此温度范围以外，介质的性质影响不大。在1000～1300℃范围内，如CO、H2、CH4的体积百分含量为10%～70%，O2的含量小于或等于0.5%，其他为CO2，则为弱还原性介质。

（2）标准角锥法。选取含Fe2O3为20%～30%的易熔煤灰制成灰锥，按上述测定步骤，先在强还原性、弱还原性和氧化性气氛中分别测出其熔融特征温度，然后以这种煤灰制成的灰锥为标准，把它和试验灰锥一起放入炉内，用以检查炉内气体介质的性质。若此标准灰锥在试验条件下的ST、FT测定值与它在弱还原性气体中的ST、FT测定值相差不超过50℃，则试验时的气体性质为弱还原性；若超过50℃，则要根据该灰锥在氧化性和强还原性气体中的ST、FT测定值的相差情况判断气体性质。如果用这种方法判断不出气体的性质，则应取气分析；然后根据结果，按实际需要调整炉内气体介质的成分。

4.试验记录及结果的整理

记录灰锥的四个特征温度DT、ST、HT、FT（修整到10℃）及气体介质的性质，对特殊试样在熔融过程中产生烧结、收缩膨胀和鼓泡现象及其相应温度也加以记录。每个试样应分别在不同炉内进行测定。同一试验室两次重复测定结果的允许差DT≤60℃，ST≤40℃，HT≤40℃，FT≤40℃，取两次测定的算术平均值，修整到10℃作为试验结果。不同试验室测定结果的允许差ST≤80℃，FT≤80℃。

电力用煤的灰渣特性，特别是它们的高温特性，对锅炉的运行有着重要的影响。高温特性，主要是指熔融性。影响煤灰熔融性的因素，主要是煤灰的化学组成和煤灰受热时所处的介质的性质。了解高温下灰渣的熔融性，对锅炉的设计和运行，解决固态排渣炉的结渣和液态排渣炉的流渣等问题是非常重要的。