贵州省六盘水市原煤的可磨性分析研究(10

　　

贵州省六盘水市原煤的可磨性分析研究

朱彤 张頔

贵州省煤炭产品质量监督检验院 贵州六盘水553001

摘要：可磨性是煤磨碎成粉的难易程度的一个指标。本文研究了六盘水市范围内所有生产煤矿的不同煤种的可磨指数值及可模型指数的影响因素、分级及分布情况，六盘水市范围内无难磨煤，主要是中等可磨煤、易磨煤和极易磨煤。本文从试验机理上分析原煤水分、温度、密度、硬度、脆度对可磨性的影响，为贵州六盘水火电厂及焦化企业制粉系统的设计与运行和煤粉燃烧提供依据。

关键词：可磨性；煤种；分级；影响因素

Analysis and Research on the Grindability of Raw Coal in Liupanshui City, Guizhou Province

Zhu Tong Zhang Di

Guizhou Coal Product Quality Supervision & Inspection Institute, Liupanshui, Guizhou 553001, China

Abstract:Grindability is an indicator of the difficulty of grinding coal into powder. This article studies the grindability index values and the influencing factors, classification, and distribution of the model index of different coal types produced in all coal mines within the scope of Liupanshui City. There is no difficult to grind coal within the scope of Liupanshui City, mainly medium grindability coal, easy to grind coal, and extremely easy to grind coal. This article

朱彤：1970.10，男，汉，贵州六盘水市，贵州省煤炭产品质量监督检验院，高级工程师，煤炭检验检测，2673360996@qq.com

analyzes the effects of raw coal moisture, temperature, density, hardness, and brittleness on grindability from the experimental mechanism, providing a basis for the design and operation of the coal pulverization system and coal powder combustion in Guizhou Liupan Hydrothermal Power Plant and coking enterprises.

Keywords: Grindability; Coal type; Grading; influence factor

引言：煤是一种带有脆性的化石原料，在外力的作用下可以被粉碎。贵州省六盘水市主要是发电、焦化等行业作为经济的支撑的新型能源工业城市，随着煤炭工业的发展，特别是大量使用动力煤的单位，都需要将煤制成粉状的应用与日俱增,煤的可磨性指数在煤炭研究中都有着重要的作用，它与煤粒度组成是在一定条件下具有加和性的指标，同时与煤中矿物质的种类、数量和分布、煤阶、水分含量和煤的岩相组成有关，不同的煤具有不同的可磨性。一般说来，同一种煤，水分和灰分越高，其可磨性指数就越低。实际应用中，火力发电厂的锅炉、冶金高炉等都需要磨制和使用大量粉煤,该参数用于估计磨煤机的产率和能耗，或者用于指导选择适合特定型号磨煤机的煤种和煤源。

1.试验方法

哈德格罗夫法可磨性指数测定的理论依据是物料的破碎定律，即将研磨物料磨碎成粉时所消耗的功(能量)与其所产生的新生表面积成正比，表明的是煤被磨碎的难易程度。其方法是一定粒度范围和质量的煤样，经哈氏可磨性测定仪研磨后在规定的条件下筛分，称量0.071mm筛上煤样的质量，由研磨前的煤样量减去0.071mm筛上煤样质量得到筛下煤样的质量，由公式计算法或标准曲线计算出煤的哈氏可磨性指数^[1]。

2.试验步骤

本次煤炭可磨性研究涉及六盘水辖区96个煤炭生产企业，抽检样品200个，煤种包含褐煤、贫煤、贫瘦煤、肥煤、肥气煤、1/3焦煤、焦煤、褐煤、无烟煤等。依据MT/T 852-2000《煤的哈氏可磨性指数分级》规定，将抽检结果汇总分析如下（检验结果见附表）:

在普查的96个煤矿中，较难磨煤（HGI﹥40-60）有10家，占普查煤矿10%，11个煤层样品，占普查样品5%，煤种覆盖肥煤、气煤、1/3主焦煤、焦煤、无烟煤；

表1 较难磨煤（HGI﹥40-60）

煤样编号	煤种	煤层编号	哈氏可磨性指数
1	无烟煤	全	47
2	无烟煤	M24	50
3	气煤	311102（11）	54
4	1/3焦煤	1081（08#）	54
5	无烟煤	下	56
6	肥煤、气煤	3	57
		20-1	58
7	无烟煤	K19	59
8	1/3焦煤	1	60
9	肥煤、气煤、焦煤	14	60
10	气煤、肥煤	12	60

中等可磨煤（HGI﹥60-80）有37家，占普查煤矿39%，50个煤层样品，占普查样品25%，煤种覆盖贫煤、贫瘦煤、肥煤、气煤、1/3主焦煤、焦煤、无烟煤；

表2 中等可磨煤（HGI﹥60-80）

煤样编号	煤种	煤层编号	哈氏可磨性指数
1	1/3焦煤	12（1）	61
2	瘦煤、贫煤、贫瘦煤	1	61
3	肥煤	9	61
4	-	12	62
	-	16	62
5	肥煤 1/3焦	3	63
6	气肥煤	1	63
7	肥煤、焦煤	3	64
8	肥气煤	16	64
9	1/3焦煤	6（2）	64
10	气、 肥煤	2	64
11	无烟煤	K17	65
12	-	221908	65
13	肥煤 1/3焦	1	66
14	贫瘦煤	28-1	67
15	气、肥煤	18	68
16	肥煤、焦煤	5	68
17	气肥煤	1	69
18	焦煤	9	69
19	1/3焦煤	130606 （26）	69
20	气煤、肥煤	1	70
21	肥气煤	10	70
22	焦煤	4	70
23	无烟煤	7	70
24	焦煤	1	71
25	-	232404	71
26	焦煤	C407	72
27	焦煤	211209	72
28	无烟煤	6	73
		7	73
29	肥煤 1/3焦	6	73
30	1/3焦煤	22	73
31	无烟煤	9	73
32	无烟煤	7	73
33	肥煤、气煤、焦煤	23	73
34	无烟煤	M27上	73
35	1/3焦	10	74
36	无烟煤	10	74
37	肥煤、气煤	1	74
38	-	211011	74
39	1/3焦煤	211506 （48）	74
40	肥煤 1/3焦	12	75
41	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	7	77
42	肥煤、焦煤	7	78
43	贫瘦煤	5	78
44	贫煤	M23	78
45	烟煤	12	79
46	肥煤、气煤	24	79
47	贫瘦煤	26	79
48	贫煤	12172	79
49	焦煤	12081 （8）	79
50	肥煤、气煤、1／3焦煤	3	80

易磨煤（HGI﹥80-100）有53家，占普查煤矿55%，65个煤层样品，占普查样品33%，煤种覆盖贫煤、贫瘦煤、肥煤、气煤、1/3主焦煤、焦煤、无烟煤；

表3 易磨煤（HGI﹥80-100）

煤样编号	煤种	煤层编号	哈氏可磨性指数
1		6	81
2	肥煤 1/3焦	9	82
3	肥气煤	12	82
4	1/3焦煤	18-2（3）	82
5	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	12513（1）	82
6	贫煤	K3	82
7	贫煤	K9	84
8	贫煤	19	84
9	焦煤	3	84
10	贫瘦煤	3	84
11	1/3焦煤	1512-209（40）	84
12	-	1	85
13	1/3焦煤	111611（69）	86
14	瘦煤	6-1	86
15	主焦煤	16	87
16	肥煤、气煤、1／3焦煤	22	87
17	贫瘦煤	2	87
18	贫煤 贫瘦煤	M5-2	88
19	1/3焦煤	8	88
20	焦煤	11702	88
21	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	2131（4）	88
22	焦煤	C1	88
23	贫瘦煤	3	88
24	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	3	89
25	瘦煤、贫煤、贫瘦煤	3	89
26	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	12315（2）	90
27	无烟煤	1	91
28	瘦煤	1	91
29	无烟煤	3	91
30	贫煤	1177	91
31	贫煤	3	91
32	无烟煤	5	92
33	焦煤	30710（407）7#	92
34	贫煤	M15	92
35	焦煤	10	92
36	焦煤	X11103-1（4）	93
37	焦煤	20	94
38	主焦煤	20	94
39	无烟煤	3	94
40	烟煤	1	94
41	贫瘦煤	28-2	94
42	贫煤	11171	94
43	烟煤	K16-1	94
44	贫煤、贫瘦煤	13-2	94
45	瘦煤	5-3	94
46	贫煤 贫瘦煤	M3	95
47	焦煤	7	95
48	无烟煤	3	96
49	主焦煤	11014	96
50	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	1	98
51	焦煤	121103（11）	98
52	瘦煤	M2	98
53	焦煤	M2	98
54	焦煤	C1	98
55	主焦煤	10	99
56	贫煤及贫瘦煤	5	99
57	焦煤	4	99
58	肥煤、气煤、1／3焦煤	20	99
59	焦煤、肥煤	41106（11）	99
60	贫煤	1503	99
61	瘦煤	3	99
62	主焦煤	7-1	99
63	无烟煤	5	100
64	贫煤	1502	100
65	主焦煤	1272	100

极易磨煤（HGI﹥100）有51家，占普查煤矿53%，74个煤层样品，占普查样品37%，煤种覆盖贫煤、贫瘦煤、肥煤、气煤、1/3主焦煤、焦煤、无烟煤；

表4 极易磨煤（HGI﹥80-100）

煤样编号	煤种	煤层编号	哈氏可磨性指数
1	焦煤 瘦煤	M5-1	101
2	焦煤	12	101
3	瘦煤	17	101
4	焦煤 肥煤	11	101
5	焦煤、肥煤	40706（7）	101
6	焦煤	9	101
7	焦煤	K23	101
8	肥煤、焦煤	20	102
9	肥煤、气煤、焦煤	4	102
10	贫煤	M20	102
11	贫煤、贫瘦煤	10	102
12	1/3焦煤	131203 （50）	103
13	主焦煤	1271（C7）	103
14	褐煤	17	103
15	焦煤	12	104
16	肥煤	1	104
17	贫瘦煤	13-2	104
18	贫瘦煤	2	104
19	肥煤	28-1	105
20	焦煤	K17	106
21	主焦煤	11184	106
22	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	5	106
23	肥煤	7-1	106
24	肥煤、 焦煤	18	107
25	焦煤 瘦煤	M5	107
26	肥煤、焦煤	14	107
27	焦煤	12	107
28	焦煤、肥煤、无烟煤	12	107
29	焦煤、肥煤、无烟煤	19	107
30	褐煤	10	108
31	肥煤	28-3	108
32	贫煤	K18	109
33	焦煤 瘦煤	M7	109
34	焦煤	M19	109
35	贫煤	K18	109
36	主焦煤	18-上	109
37	焦煤	17	110
38	焦煤	18	110
39	焦煤、肥煤、无烟煤	5	110
40	焦煤	16	110
41	焦煤	C12	110
42	主焦煤	12202	111
43	肥煤	28-2	111
44	主焦煤	18	112
45	焦煤 肥煤	15	113
46	瘦煤	12	113
47	主焦煤	18-下	113
48	主焦煤	12	114
49	烟煤	10	114
50	主焦煤	18-1	114
51	贫煤及贫瘦煤	17-1	116
52	焦煤	7	119
53	贫煤	12-1	121
54	焦煤	1	123
55	瘦煤	15	123
56	瘦煤	7	123
57	焦煤 肥煤	17	126
58	1/3焦煤肥煤气煤焦煤	11192（3）	127
59	气肥煤	6	130
60	焦煤	7	130
61	贫煤	1213	131
62	焦煤、贫瘦煤	11804（18）	131
63	焦煤 瘦煤	15	137
64	焦煤	M18	141
65	贫煤及贫瘦煤	19	143
66	焦煤 肥煤	12	144
67	焦煤、贫瘦煤	110703（7）	146
68	焦煤	15-1	148
69	肥煤、 焦煤	17	150
70	瘦煤	3	150
71	无烟煤	9	151
72	气煤、肥煤	3	151
73	贫煤、贫瘦煤	7	151
74	焦煤	M17	179

3、分析结果

1、煤中水分与可磨性指数的关系

煤中水分的多少影响煤的经济价值。在煤燃烧过程中，煤中含有固定的水分,对于不同的煤种，其可磨性指数会有不同的变化。水份含量高使得煤发热量相对下降，点火困难，降低燃烧速度，延长燃烧时间，导致热效率下降；同时它对输煤、制粉系统的设计、运行有直接影响，水分过高会使磨煤机发生运行故障。烟煤、无烟煤的可磨性指数随着全水分的增加而下降；褐煤的可磨性指数随着全水分增加呈复杂关系^[2]。一般来说，干燥无灰基挥发分V_daf<30％的褐煤其可磨性指数随着水分的增加大部分呈下降趋势，而干燥无灰基挥发分V_daf>30％的褐煤其可磨性指数随水分的增加大部分呈上升趋势。

2、温度对煤可磨性指数的影响

在制粉系统中，均采用风送粉方式，磨煤机出口温度都在70℃以上。温度变化对烟煤、无烟煤的可磨性指数影响不大，褐煤可磨性指数与温度的关系较复杂。褐煤的干燥无灰基挥发分一般较高，干燥无灰基挥发分V_daf<30%的褐煤其可磨性指数随温度增加呈抛物线上升， 干燥无灰基挥发分V_daf>30％的褐煤其可磨性指数随温度增加呈N形上升趋势。

3、煤的密度、硬度、脆度与煤的可磨性关系

煤的可磨性随各组分密度的增加而降低。对于含有较高密度组分的煤炭而言，随密度增大，其可磨性指数值逐渐降低。煤的硬度表现为粉碎煤炭的难易程度，当煤中水分固定时，煤的哈氏可磨性指数与其硬度高低有关，哈氏可磨性指数值大，则煤易粉碎、脆度大、硬度小；哈氏可磨性指数值小，则煤难粉碎、 脆度小、硬度大。而煤中碳含量是决定煤炭硬度的重要因素，随着煤中碳含量的升高，该煤的可磨性指数先升高，在碳含量为90％附近接近峰值，后随着碳含量的减少急剧下降。

4、结语

从以上煤的可磨性指数分级，可以看出六盘水辖区煤种较为齐全，除极少量褐煤和少量无烟煤外，其它煤种较为齐全，可磨性指数最小值47，最大值179，划分为4个等级。根据研究结果，六盘水无难磨煤。较难磨煤中，主要以无烟煤为主，6家生产企业中，水城、盘县的部分气煤、肥煤、1/3主焦煤、焦煤，也有少量难磨煤。煤矿主要分布在六枝特区1家，水城县2家，盘州市5家；中等可磨煤主要以贫煤、瘦煤、贫瘦煤、肥煤、气煤、肥气煤、1/3主焦煤、焦煤为主，也含有少量的无烟煤。煤矿主要分布在盘州市32家，水城县2家，六枝特区1家，钟山区1家；易磨煤和极易磨煤覆盖所有煤种，煤矿主要分布在盘州市、水城县、六枝特区。经统计，六盘水辖区易磨煤和极易磨煤产出较大，本次普查共采取煤层煤样140个，占样品总数的69%。

在本次研究中，采取样品灰分最低6.42%，最高42.38%，在此区间段，灰分对可磨性指数无明显影响，仅与煤化程度有关。就我市现有资源状况，所有煤种均适用火电厂进行配煤掺烧。对于六盘水市的火电厂在应用不同类型的混煤时有一定的指导意义。

参考文献；

[1]GB/T 2565-2014《煤的可磨性指数测定方法 哈德格罗夫法》[S]

[2]张妮妮 《煤的可磨性指数及破碎机理研究》 [D]2006：

【3】李英华，煤质分析应用指南（第二版）【M】,北京，中国标准出版社，2009:82-84

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