- 仝曜暄;张玉柱;赵振宁;何继良;朱亚明;程俊霞;赵雪飞;
中低温煤焦油沥青(MLP)为人造炭材料的重要原料，研究其组分的热解特性及动力学对高品质中低温煤焦油沥青基炭材料的制备具有重要意义。以中低温煤焦油沥青为原料，分别采用正丁醇(BA)和二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂以获得4种沥青组分，通过热重分析仪对中低温煤焦油沥青和4种族组分的热解行为进行研究，利用Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger-Akahira-Sunose法和Satava-Sestak法计算热解活化能以及热解动力学参数。结果表明：MLP、DMSOS、BAI组分的热解反应机理符合随机成核及其后续增长模型，最佳热解机理函数分别为G(α)=[-ln(1-α)]~(4/3)、G(α)=[-ln(1-α)]~4、G(α)=[-ln(1-α)]~2,活化能分别为73.99、180.20、46.09 kJ/mol, lg A分别为5.82、13.57、3.32;BAS组分的热解反应机理符合二维扩散模型，最佳热解机理函数为G(α)=α+(1-α)ln(1-α),E=85.36 kJ/mol, lg A=6.18;DMSOI组分的热解反应机理符合二维扩散或三维扩散模型，最佳热解机理函数为G(α)=[1-(1-α)~(1/3)]~2,E=64.42 kJ/mol, lg A=4.00。
2024年01期 v.39;No.252 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 3693K] - 马星野;王刚;李超;刘洋;隋月斯;钟祥云;徐国忠;白金锋;
研究焦炭反应性对块矿在高炉中的熔滴性能和滴落物质量等冶金性能的影响，可全面解析不同反应性的焦炭在高炉内的实际劣化情况，为完善焦炭综合评价指标体系提供技术支撑。通过铁矿石荷重还原滴落性能实验检测装置，在CO_2/N_2体积分数比为30%∶70%条件下，研究5种不同热态反应性的焦炭以及混装焦炭对高炉操作和滴落物质量的影响。研究结果表明：焦炭反应性从22.0%升至50.2%,软化温度逐渐减小，软熔带增厚；当焦炭反应性小于35%时，随着反应性的增加则压差陡升温度降低、透气性变差，同时滴落物中会逐渐出现难还原的Fe_2SiO_4和未彻底还原的FeO,滴落物中焦粉含量也逐渐增加；当焦炭反应性大于35%时，随着反应性的增加则压差陡升温度升高，透气性得到改善，难还原的Fe_2SiO_4和未彻底还原的FeO逐渐减少，滴落物中焦粉含量也逐渐减少。按一定比例搭配的混装焦炭在减小软熔带厚度、改善透气性、减少滴落物中焦粉含量等方面优于单一热态性质的焦炭。
2024年01期 v.39;No.252 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 3810K] - 常赵刚;
褐煤在流化床热解过程中易受热力和机械力影响而发生碎裂形成粉尘，严重影响褐煤梯级加工利用发展，因而需研究褐煤在热力与机械力交互作用条件下的碎裂特性，以期为其热解、燃烧、气化等煤转化利用技术发展提供数据参考。选取内蒙古的2种褐煤，利用微型流化床热解试验装置，研究粒径、加热温度、升温速率、停留时间以及流化数各因素对褐煤碎裂特性的影响。实验研究表明：褐煤热解破碎后产生半焦的粒级主要分布在原粒级及低一档粒级范围内，颗粒的粒度变化率和粉化率随入料粒径增大而均提高，加热终温升高及升温速率增大则均加剧煤样的碎裂程度，停留时间的延长会使颗粒碎裂程度逐渐增大至粒度稳定，流化数的升高会促进颗粒粉化且对细颗粒生成的影响更明显；在流化床热解中热力、机械力分别是产生粉化的主要作用力以及辅助作用力，褐煤受热力作用下的碎裂形式为外围发生细颗粒的剥落、内部破碎为大块颗粒；通过扫描电镜分析不同温度下的半焦孔隙结构可知，随着挥发分的析出则半焦孔隙结构逐渐发育，最终由于集聚胀力与热应力作用而导致孔隙结构被破坏直至坍塌、碎裂。
2024年01期 v.39;No.252 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 3187K] - 陈辉;崔文瑞;高帅;任志新;国华奇;田贵华;刘洋;
为更好服务我国煤矿绿色矿山建设，亟需做好煤矿绿色矿山标准体系建设工作，即煤炭绿色矿山体系建设研究对践行我国生态文明建设意义重大。分析我国绿色矿山建设历程及相关政策与标准，论述我国绿色矿山建设现状存在问题，提出绿色矿山建设标准建设思路。经研究发现：目前我国绿色矿山建设体系存在标准化建设相对滞后、现有标准落实不彻底及相关技术标准尚未制定等问题；基于此提出煤炭绿色矿山标准体系建设思路，通过加快建设煤炭行业绿色矿山的勘查标准体系、建设标准体系及评估标准体系，有效推动绿色矿山建设。建议制定煤炭地质的绿色勘查修订规划，建立健全绿色勘查技术的标准体系，发展绿色勘查新技术、新工艺与新装备，落实绿色勘查后的环境修复及治理工作。加强煤炭绿色矿山建设强制性标准建设，使绿色矿山建设有法可依，实现绿色矿山建设标准全覆盖。加快健全绿色开采技术标准、绿色数字化智能矿山技术标准、煤炭综合利用技术及综合防治标准。建议建立及优化现有的煤炭绿色矿山评估标准体系，明确评估范围、评估方法、评价指标、计算公式等，加强第三方机构的评估能力判别及评估人才队伍建设，建立健全评估机制及监管问责机制。
2024年01期 v.39;No.252 29-33+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K] - 范玮;
随着风能、太阳能等新能源的快速发展，储能系统在分布式发电系统中扮演着平衡能源供需、提供持续可靠电能和调节功率波动的重要角色，成为分布式发电系统中的关键组成部分，因而通过应用信息化技术以实现分布式储能系统更高的自动化程度、智能化水平和运维效率已成为趋势。介绍分布式储能能量管理系统的需求、硬件拓扑结构、网络拓扑结构以及其信息系统实现方式等，并重点阐述分布式储能信息系统实现方式中的分布式储能信息化总体架构、信息平台接入系统、主要功能及平台界面设计等。其中，信息平台接入系统包括电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)以及其他电气设备，前三者与其他电气设备在储能系统中均发挥不同的作用，彼此相互写作，实现对分布式储能系统的监控、优化和控制。分布式储能能量管理系统的主要功能包括数据采集与监测、远程监控与操作、能量管理与优化、数据分析与预测、能源交易以及故障诊断与预警。分布式储能信息化系统具有较高的可靠性和稳定性，能够适应较为复杂的工业环境。但随着信息化技术的广泛应用，也带来网络安全和数据隐私等方面的挑战。为了确保系统的安全性和数据的机密性，在分布式储能系统建设时还应采取恰当的安全措施和隐私保护措施。
2024年01期 v.39;No.252 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K] - 丁云;
水力失调是供热系统能耗大的主要原因，但现有的比例调节法、补偿调节法和回水温度法等算法仅停留在局部热用户的负荷控制上，并不能完全体现二次网平衡的协同控制要求。提出L值平衡控制理论和算法，将L值定义为结合散热体的供温、回温等实际过程参数的控制变量，并从L值的特性、L值参数优化等方面简介L值平衡控制算法，阐述基于L值平衡控制算法的二次网平衡，结合项目背景、平衡效果、节能效果进行案例应用分析。结果表明：L值平衡控制理论和算法可用于二次网水力平衡的协同控制，嵌入热用户测控终端以实现对二次网末端的水力和热力的合理调度与分配，实现用热需求和热负荷的协同。二次网L值平衡控制算法简单且有效，所需的过程参数少且获取容易，算法可直接嵌入在热用户调控设备内，具有高度自治性、稳定性、可靠性和普遍适用性。结合室温软测量技术，L值平衡控制算法可实现室温的精准控制、满足二次网平衡所需的全自动控制等功能，并可为现场调试和控制提供指导。
2024年01期 v.39;No.252 41-46+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K] - 王越;庞克亮;马银华;夏伟;吴昊天;谷致远;刘福军;赵华;由志强;候进强;
焦炭光学组织是影响焦炭反应性的内在因素，对不同焦炭光学组织的气化反应性分析可为更好地指导配煤炼焦生产，即通过合理配煤控制和改善焦炭反应性指标以实现降低配煤成本、稳定和提高焦炭质量。选择10种不同变质程度的炼焦煤，利用煤岩显微镜和焦炭反应性实验定量分析每种光学组分的相对反应性，并建立基于镜质体反射率和焦炭光学组织相对反应速率的焦炭反应性预测方程。结果发现，不同焦炭中不同光学组织的气化反应速率（绝对值）差别较大，但相对反应速率基本恒定，与焦炭类型无关。各向同性组织、镶嵌状组织、流动状组织、丝质及破片组织的相对反应速率比值为K_(ISO)∶K_M∶K_F∶K_(FF)=2.5∶1.0∶0.6∶2.6。光学组织相对反应速率对焦炭反应性（CRI）的影响高于变质程度，基于镜质体反射率（R~o_(max)）和焦炭光学组织相对反应速率（K）的焦炭反应性预测方程为CRI=-14.73R~o_(max)+17.21K+30.78。
2024年01期 v.39;No.252 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 3298K] - 张文成;
通过煤岩学方法中的反射率分布和煤岩显微组分可反映煤质特性，但随着炼焦煤资源日益劣化，需利用煤岩学方法判断炼焦异常煤，并对异常炼焦煤的质量进行评价。通过煤岩反射率自动测试系统对炼焦煤资源进行分析，结合煤岩反射率分布并根据商品煤的煤岩判定标准，在炼焦配煤实际应用中判断是否为同类炼焦煤混煤、混入低品质炼焦煤的混煤或混入非炼焦煤的混煤，并从煤氧化的判定、混入兰炭或工业废渣等方面探讨由煤岩显微组分判定异常煤。研究表明：煤岩反射率主要应用于判定混煤，应区别对待同类混煤、混入低质炼焦煤和混入非炼焦煤该3类混煤，尤其需避免混入非炼焦煤；煤岩显微组分是对煤岩反射率自动测定系统的补充，通过煤岩观察显微组分，可以判断炼焦煤的氧化、混入兰炭及混入工业废渣等是炼焦煤异常的主要原因；煤岩学方法是判定炼焦煤异常的主要技术手段，但煤岩指标仅对传统指标有补充作用而非完全替代作用。
2024年01期 v.39;No.252 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2881K] - 朱汝斌;曹强;
我国炼焦煤资源供需矛盾突出，配入无烟煤炼焦是降低生产成本并扩大煤种资源利用的有效途径，无烟煤粒度对焦炭质量的影响研究可用于指导无烟煤在配煤炼焦中的技术应用。以典型1/3焦煤和不同粒度的无烟煤为研究对象，结合煤质特性分析并通过40 kg小焦炉开展炼焦实验。由研究发现，配入无烟煤可使焦炭的灰分降低、固定碳含量升高以及发热量提升。焦炭块度随无烟煤粒度减小而增大，表面平整且气孔均匀分布，当粒度大于3 mm时，焦炭易碎且无烟煤颗粒明显可见。焦炭强度随无烟煤粒度增加而降低，当无烟煤粒度小于0.5 mm时，焦炭CSR为70.1%,M_(40)为88.4%。当无烟煤配入粒度小于0.5 mm时，焦炭平均粒度为52.0 mm,其粒度分布集中于40～60 mm,该区段粒度占比为56.82%。无烟煤配入粒度小于3.0 mm时均可满足高炉运行要求。实验证明配入粒度小于0.5 mm的无烟煤时，焦炭质量得到显著提升，从而可扩大炼焦煤种资源并实现降本增效。
2024年01期 v.39;No.252 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1584K] - 王春晶;
煤中全水分是煤炭评价的重要指标，其准确测定关乎炼焦配煤工艺进而影响焦炭质量，并对管道及设备运行寿命产生显著影响，因而为满足生产调控要求则需对入炉煤的全水分进行实时在线检测。阐述全水分波动对炼焦过程的影响，明确全水分控制的必要性，介绍煤中全水分的赋存形式以及国标全水分测定方法，分析目前直接法或物理量测试间接法的全水分测定方法原理及发展现状，根据目前干燥法测定的优缺点，重点论述间接法中的红外法和微波法在线测量技术原理及应用前景，对比推荐微波法作为在线检测的优选方法，并对其应用方向和联动干基配煤以及煤调湿控制技术进行展望。采用红外法或微波射线法对煤样进行全水分检测可满足在线测试的要求，其中微波法更适合应用于对煤中全水分的测试。将微波水分仪与胶带秤的称量数据联动后上传中控DCS集成分析，依据工艺要求自动调整下料量，可进行干基配煤；反馈全水分测量数据并与煤调湿控制技术联动后可平稳入炉煤水分，实现全水分控制的目标。
2024年01期 v.39;No.252 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1239K] - 朱金刚;
煤灰熔融性是决定锅炉或气化炉顺利运行的重要指标之一，其与煤灰化学成分具有很强的相关性，因而建立三塘湖煤田的煤灰熔融性温度预测模型对实现特定矿区煤灰熔融性温度控制与煤炭清洁高效利用具有重要意义。以三塘湖煤田70个煤样的煤灰成分及煤灰熔融性数据为基础，利用多元线性回归分析法，分别建立以煤灰成分、硅铝比、酸碱比为自变量以及煤灰流动性温度为因变量的四变量预测模型、十变量预测模型以及十二变量预测模型，采用逐步回归分析法对预测模型进行优化后可得到最优回归方程。随着自变量数量的增加，预测模型的相关系数逐渐提高；对最优回归方程预测模型进行回归方程可用性检验以及数值检验，表明回归方程具有较好的置信度；模型的煤灰流动性温度预测值与实验值偏差较小，表明该预测模型可起到较好的预测效果。
2024年01期 v.39;No.252 74-78+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1041K] - 马克富;
煤炭一般分析试验煤样是服务于煤炭行业政策制定、科技创新、标准制修订、贸易结算等所需煤质指标的检测基体，煤样研磨属于制备一般分析试验煤样的必经过程，掌握研磨时间对煤质特性的影响可为保障煤炭质量检测结果的准确性提供技术支撑。针对不同变质程度的煤种，分析不同研磨时间对一般分析试验煤样粒度分布的影响，研究煤样的分析水、挥发分、发热量、黏结指数、坩埚膨胀序数度等项目检测结果随研磨时间的变化趋势。结果表明：褐煤和无烟煤样品的研磨时间小于90 s时，其0.2 mm筛上物产率较高，尤其在研磨时间为45 s时，褐煤与无烟煤样品的0.2 mm筛上物产率分别为14.6%和7.3%;研磨时间大于90 s后，其0.2 mm筛上物产率接近于0。随研磨时间的增加，烟煤样品0.2 mm筛上物产率均表现出升高趋势，且具有黏结性的烟煤样品在研磨时间45～240 s范围均含有少量的0.2 mm筛上物。研磨时间对褐煤和无烟煤的分析水影响较大，对不同煤种的挥发分、发热量影响较小，对低黏结性烟煤的黏结指数和坩埚膨胀序数影响较大；随着研磨时间的增加，黏结指数和坩埚膨胀序数均有下降，而黏结指数下降尤为明显。
2024年01期 v.39;No.252 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1089K] - 富坤;傅皓;
能力验证是重要的实验室外部质量控制手段，有助于识别实验室技术问题并制定措施以保障检测质量，从而提高煤炭检测实验室的技术及管理水平。结合煤炭检测实验室根据认可范围按CANS相关规定参加能力验证活动的情况，从参加频次、能力验证计划选择、实验室管理与质量控制等方面介绍能力验证计划制定，并从样品接收、样品检测阐述能力验证计划实施，再结合满意结果、可疑或不满意结果原因以探究能力验证结果利用效果。从人员、仪器设备、样品预处理、检测项目相关性等方面对常见可疑或不满意结果的原因进行分析，并重点剖析仪器设备的工作状态、仪器标定、仪器线性工作范围、样品预处理及与检测项目的相关性。造成能力验证结果可疑或不满意的原因主要包括检测人员技术水平、仪器工作状态、标定有效性、仪器线性工作范围、样品预处理及检测项目相关性，实验室应根据自身管理、质量控制等情况按照规定的频次参加能力验证活动并合理利用能力验证结果，不仅关注结果是否满意且需从能力验证报告中获取尽可能多的有用信息，正确处理可疑结果和不满意结果。实验室可将能力验证满意结果应用于自身质量控制中，而对于可疑或不满意结果则需判定结果是否满足标准或规定的要求，若满足要求则进行风险评估，不满足要求则暂停CNAS认可标识并按时完成纠正措施以验证其有效性。
2024年01期 v.39;No.252 85-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1032K] - 耿乾浩;徐晓云;
对煤矿用反应型高分子材料液体组分中游离甲醛测量进行不确定度评定，可为试验室游离甲醛含量测定结果质量控制及检测报告的合理性提供科学依据。按照现行标准AQ 1116—2020及GB 18583—2008对装修材料胶黏剂中有害物质限量的规定，采用乙酰丙酮分光光度法测定煤矿用反应型高分子材料液体组分中游离甲醛含量，并对测量结果的不确定度进行评定。矿用反应型高分子材料液体组分中游离甲醛含量在95%置信概率(k=2)下的测定结果为(0.056 8±0.001 9) g/kg。结果表明，影响测量不确定度的主要因素包括称量样品、样品吸光度测量重复性、标准曲线绘制以及移取和定容溶液过程等引入的相对标准不确定度，而标准曲线绘制、移取和定容溶液过程是引起测量不确定度的主要因素。为了提升试验室测量结果的准确性，关键在于规范玻璃仪器的使用以及准确进行精细化标准溶液吸光度测试。
2024年01期 v.39;No.252 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1037K] 下载本期数据