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1、洁净煤燃烧与发电技术含水率对煤粉流动特性的影响谢晓旭,沈湘林,陈晓平(东南大学洁净煤发电与燃烧技术教育部重点实验室,江苏南京210096)摘要:运用了JENIKE剪切测试方法测定了3种不同煤种煤粉的剪切强度,得出煤粉的流动函数及其它流动特性参数,研究煤粉的含水率对煤粉流动性的影响。研究结果表明:相同的煤种、相似粒径分布的煤粉随着含水率的增加,其流动函数值不断减小,流动能力变差。关键词:煤粉;含水率;流动特性Abstract:Flowabilityofpulverizedcoalwasinvestigatedbasedonthestandardshea
2、rtestingtechniqueforbulksolidsusingtheJenikeshearcell.Theflowfunctionsandsomeotherrelatedpa-rametersofthreetypesofpulverizedcoalweredetermined.Relationshipsbetweentheflowfunctionandmoisturecontentofthecoalswerestudied.Resultsindicatedthatflowabilityofpulverizedcoalwithapproxima
3、telysamesizebecameworseandthecohesivestrengthbecamesmallerwiththein-creasinginmoisturecontent.Keywords:pulverizedcoal;moisturecontent;characteristicsofflowability中图分类号:TK16文献标识码:A文章编号:1001-5523(2007)02-0021-03煤粉的流动函数、内摩擦角、粘聚力等参数是判JENIKE剪切测试仪的剪切池部分。别煤粉流动性能的关键指标[1]。理论分析和实践表明,在超浓相
4、气固两相流动系统中,粉体性质如平均粒径、粒径分布、含水率等对上述参数有十分明显的影响。本文在国家重点基础研究发展计划“大规模高效气流床煤气化技术的基础研究”项目的资助下,以气流床粉煤气化工艺为背景,着重研究了含水率图1JENIKE剪切测试仪对我国典型气化煤种兖州煤和大同煤以及某种混煤经过多次剪切,可以得到如图2中的破坏包络流动参数的影响规律。有关平均粒径和粒径分布对线和破坏莫尔圆,莫尔圆与横坐标的交点分别为煤粉流动参数影响的研究结果将在其它文章中阐述。V1、F,流动函数值FF=V1/F。进行多次剪切后,即可得到这个煤种的流动函数线。1试验方法曾有学者
5、做过散煤的剪切试验[1],研究含水率20的变化对散煤流动特性参数的影响,本文利用07JENIKE年剪切测试仪测定煤粉的抗剪切力并借助于第2莫尔-库仑理论来求得煤粉流动特性的相关参数,期如内摩擦系数、粘聚力、流动函数等。图1是图2粉体的破坏包络线和破坏莫尔圆·21·谢晓旭等,含水率对煤粉流动特性的影响洁净煤燃烧与发电技术2试验结果与分析粒有相互吸引的趋势。兖州煤含水率小于4.7%、大同煤的含水率小于4%时,煤粉的流动函数值大都采用兖州煤、混合煤和大同煤等3种煤样进行在4~10之间,属于容易流动的粉体;兖州煤的含水试验,在常用的煤粉水分含量范围内,把这3
6、种煤粉率大于7%、混合煤的含水率大于4%,其流动函数分别调制成不同含水率的煤样进行试验。值大多已小于2,此时的煤粉属于非常粘而不流动2.1含水率变化对煤粉流动函数的影响的粉体。这些都说明煤粉中含水率的变化对煤粉的图3中分别是兖州煤、混合煤、大同煤煤粉的流流动特性有较大的影响。动函数随水分变化的趋势。2.2含水率增加时煤粉粘聚力的变化趋势颗粒间的粘聚力是垂直应力为零时剪切破坏的极限应力,反映了粉体层颗粒间粘聚力的大小。含水率的变化对煤粉粘聚力大小的影响如图4。(1)(1)(2)(2)图4煤粉的粘聚力随水分的变化趋势试验结果表明,当煤粉中水分增加时,煤粉
7、的粘聚力也会随之增加,粉体表现出更加明显的粘性。随着水分的增加,在颗粒间形成的水膜的气水界面上所产生的表面张力逐渐增大,同时也存在颗粒之间的胶凝物质和水分生成的水化结晶物产生粘结作用,因此当水分增加时颗粒之间的粘聚力也随之增(3)加,导致煤粉颗粒团聚[3],流动性变差。煤粉团聚会20图3煤粉的流动函数随水分变化的趋势0使颗粒粘在料斗壁、管道等地方,影响煤粉的正常输7年由图3中可知:随着含水率的增加,煤粉的流动送,严重的会导致生产的中断。第2期函数不断变小,其流动能力变差。这主要是水分以液2.3含水率增加时煤粉内摩擦角的变化趋势体架桥的形式存在于颗粒之
8、间产生液桥力[2]内摩擦系数或内摩擦因数是表征物料移动时颗·22·,使颗谢晓旭等,含水率对煤粉流动特性的影响
