Министерство энергетики и электрификации СССР
Главтехуправление
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЛАКУЮЩИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТОПЛИВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ РД 34.44.201-84
Министерство энергетики и электрификации СССР
Главтехуправление
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЛАКУЮЩИХ свойств ТВЕРДЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТОПЛИВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ РД 34.44.201-84
РАЗРАБОТАНА: Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им.Ф.Э. Дзержинского
ИСПОЛНИТЕЛИ: Э.П.Дик, А Н Соболева
УТВЕРЖДЕНА: Главным техническим Управлением по эксплуатации энергосистем Минэнерго СССР 12 декабря 1984 г.
Заместитель начальника Д.Я. Шамараков
Методика определения шлакующих МТ 34-70-018-84
свойств твердых энергетических Введена впервые
топлив в лабораторных условиях
ОКСТУ 0309
Срок действия установлен с 01.07.86 г. до 01.07.96 г.
Настоящая Методика распространяется на угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы и устанавливает порядок и методы лабораторных испытаний для определения температуры начала шлакования и склонности топлив к образованию прочного первичного слоя, характеризующих шлакующие свойства твердых энергетических топлив и их золы.
1. Отбор проб
1.1. Отбор проб для определения шлакующих свойств твердых топлив производится по ГОСТ 10742-71.
1.2. Отбор проб пыли на электростанциях производится по методике, изложенной в работе "Теплотехнические испытания котельных установок" М : Энергия. 1977. Авт. В.И.Трамбовля, Е.Д.Фингср, А.А.Авдеева
2. Определение температуры начала шлакования
2.1 Определение вязкости золы в пиропластнчсском состоянии
2.1.1. Аппаратура и материалы
• электропечь муфельная, обеспечивающая устойчивую температуру нагрева в пределах 800-900°С
• электропечь, обеспечивающая получение не менее 50 г расплава золы при температу ре 1600°С;
• ступка механическая для измельчения застсклованного расплава:
• прибор ОРГРОС для определения вязкости в паропластическом состоянии;
• пресс-форма для изготовления образца, металлическая, не подвергающаяся коррозии (рис. 1,2);
• сту пка "фарфоровая по ГОСТ 9147-80;
• казеин или декстрин;
• тигли корундовые или магнезитовые:
• набор сит по ГОСТ 3584-73.
2.1.2.11одготовка к испытаниям.
Навеску золы массой 50 г. полученную озолением в муфельной печи при температуре 800-850°С. помещают в тигель и устанавливают в электропечь для получения расплава. Температу ру в печи повышают до 1600°С. Для легкоплавких расплавов допустима более низкая температу ра, превышающая температу ру жидкоплавкого состояния золы на 50-100°С. Расплав выдерживают при указанной температуре в течение 1 ч. после чего тигель быстро извлекают из печи и опускают в холодную воду. Закаленный расплав отделяют от остатков тигля и изу|ельчают до полного прохождения через через сито № 010.
Полученный порошок оушчивают 10%-ныу! водным раствором казеина иди декстрина. Из полученной массы изготовляют с помощью пресс-формы (см. рис.1 и 2) два-три образца и высушивают их на воздухе в течение 1 сут.
2.1.3. Испытания образца на вязкость.
Изучив с точностью до 0.1 мм диаметр и высоту- шейки испытусуюго образца, устанавливают его в керамические держателе прибора ОРГРЭС, надвигают на образец печь и включают ее. Температу ру в печи повышает со скоростью 5-7°С/мин. При температуре в печи 600-650°С образец нагружают гирькауи! известной ушссы для получения крутящего уюуюнтз. С уюуюнта начала деформация шейки образца включает секундомер в приступают к записи времени отсчетов, положения светового луча на шкале прибора, температуры образца и yiaccbi. гирек в журнал наблюдений (рскомсндусуюс приложение I).
При температу ре до 1000°С в случав большой скорости деформация образца (более 0.02 рад) следует уменьшать крутящий момент, снимая постепенно гирьки.
рис. 1. Пресс-форма для изготовления образца (матрица) Шпилька диаметром 6 мм
5
2.2. Определение вязкости золы в жидкоплавком состоянии.
2.2.1. Аппаратура и материала:
• прибор для определения вязкости но методу коаксиальных цилиндров с постоянной частотой вращения тигля, обеспечивающий измерения вязкости при температу ре до 1700°С;
• тигли корундовые, магнезитовые, циркониевые или молибденовые (не всту пающие в реакцию с исследуемым расплавом).
2.2.2. Испытания образца
Навеску (пробу) золы массой 70 -100 г помещает в тигель и уплотняют, тигель устанавливают в печь. Печь нагревает до температуры, превышающей температу ру жндкоилавкого состояния золы на 100-150°С. Опускают в расплав молибденовый стержень с цилиндром, включают двигатель вращения тигля и проводят первое измерение вязкости расплава. Снижают температу ру со скоростью 5-7°С/мин через каждые 50°С определяя вязкость и записывают все показания в журнал наблюдений (рекомендуемое приложение 2). При застывании расплава прекращают вращение тигля, повышают температуру в печи на 50°С, извлекают из расплава молибденовый стержень с цилиндром в выключают печь.
2.3. Обработка резу льтатов.
2.3.1. Вязкость в пиропластическом состоянии определяют по формуле:
f-*, if
где Г] - вязкость в пиропластическом состоянии, Па.с;
Р - масса гирек, создающих крутящий момент, г;
И- высота шейки образца, см:
d - диаметр шейки образца, см;
А г - время между двумя последовательными отсчетами, с;
А(/> - изменение положения светового луча между последовательными отсчетами в делениях шкаты прибора, рад.
2.3.2. Вязкость в жидкоплавком состоянии определяют по формуле
I - Е а.
где К - константа прибора;
а - показания динамометра (при определении вязкости по углу закручивания нити а равно углу закручивания.
6
при определении вязкости до компенсирующему току а равно силе тока).
2.3.3. Результаты измерений представляются в виде графика зависимости вязкости пробы золы от температуры.
2.4. Температуру начала шлакования золы определяют при значении вязкости пробы Ю4 5 Па е.
В случае трудности графического получения интерполяционной зависимости между вязкостью в пиропластическом и жидком состоянии и температу рой следует применять уравнение:
. л В
1ё'7 = Л + —
согласно которому логарифм вязкости прямолинейной зависит от —г (Т -абсолютная температу ра. А и В - коэффициенты уравнения).
3. Определение склонности топлив к; образованию прочного первичного слоя
3.1. Материалы и реактивы:
• бромоформ по ГОСТ 5851-75 (разделительная жидкость);
• четыреххлористый углерод по ГОСТ 20288-74 (разделительная жидкость);
• спирт гидролизный этиловый;
• колбы конические стеклянные по ГОСТ 23432-79;
• воронки стеклянные по ГОСТ 23932-79;
• чашки фарфоровые по I ОСТ 9147-80;
• бумага фильтровальная;
• набор сит по ГОСТ 3584-73;
• ложечка металлическая
3.2. Подготовка к испытаниям
Для проведения испытаний используется угольная пыль в количестве 200 г, отобранная из питателей пыли котла - в схеме с промбункером или из мельницы -в схеме с прямым вдуванием пыли.
При отсутствии готовой пыли сс получают путем размола топлива в
Угли бурые, сланцы |
35-60 |
- |
Каменные |
25-35 |
V* =35-40 |
угли |
15-25 |
И =24-55 |
|
9-12 |
Г*=12-24 |
Антрацит |
6-8 |
- |
Примечание: Vя- выход лету чих. %
Для разделения пыли каменного угля и антрацита готовят специальную (разделительную) жидкость с плотностью 1,9 г/см3, для чего к одной объемной части этилового спирта приливают 1.11 объемных частей бромоформа.
3.3. Разделение топливной пыли в тяжелых (разделительных) жидкостях
3.3.1 Разделение пыли производят, начиная с жидкости с меньшей плотностью. Пробу угольной пыли следует предварительно рассеять на фракции (более 90 мкм 50-90 мкм и менее 50 мкм).
3.3.2. Разделение пыли проводят маленькими порциями. Порцию пыля помещают в фарфорову ю чашку, приливают четыреххлористый у глерод (при разделении пыли бурого у гля и сланцев) или бромоформ со спиртом (при разделении пыля каменного у гля и антрацита), тщательно перемешивают и дают отстояться.
Всплывшую фракцию тщательно снимают ложечкой и переносят на фильтровальну ю бумагу. Добавляют следу ющую порцию пыли и также удаляют всплывшу ю фракцию. Остатки легкой фракции осторожно сливают на фильтр и всю пробу высушивают до исчезновения запаха разделяющей жидкости.
3.3.3. Для удаления остатков разделяющей жидкости осевшую тяжелую фракцию промывают спиртом и высушивают. Осевшие фракции разделяют в бромоформе.
3.3.4. Все полу ченные разделением фракции взвешивают с точностью ±0,01 г.