классификация угля лигнит

Предыстория отрасли: Проблема классификации бурого угля для оптимального использования

бурый уголь, часто называют бурым углем, представляет собой значительную часть мировых ресурсов ископаемого топлива, с крупными месторождениями в Европе, Северная Америка, и Азия. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), на бурый уголь приходится значительная доля производства электроэнергии в ряде стран., особенно Германия, Польша, и Турция. Однако, его использование представляет собой уникальные проблемы, которые отличают его от углей более высокого качества, таких как битуминозный и антрацит.. Лигнит имеет высокое содержание влаги. (часто 25-60%), более низкая теплотворная способность, и сильная склонность к самовозгоранию при хранении и транспортировке.. Эти свойства делают его эффективное и безопасное использование во многом зависимым от точной классификации..

Традиционные системы классификации угля, такие как Американское общество по испытаниям и материалам (АСТМ) Стандарт Д388, классифицировать угли в первую очередь по фиксированному углероду и теплотворной способности. Хотя полезно для широкой категоризации, этих систем может быть недостаточно для принятия оперативных решений в отраслях, зависящих от бурого угля.. Ключевая задача отрасли заключается в том, чтобы выйти за рамки простой ранговой классификации и перейти к системе, работающей в режиме реального времени., композиционный анализ, который прогнозирует поведение горения, потенциал газификации, и воздействие на окружающую среду. Электростанциям и другим промышленным потребителям требуются точные данные о влажности., пепел, сера, и содержание щелочных металлов в каждой поставляемой партии для оптимизации работы котла, управлять шлаками и загрязнениями, и соблюдать нормы выбросов.

Основной продукт/технология: Усовершенствованные онлайн-анализаторы для определения характеристик бурого угля в реальном времени

Основной технологической инновацией, направленной на решение этих проблем, является внедрение передовых онлайновых анализаторов элементов и материалов.. Эти системы обычно основаны на анализе быстрой гамма-нейтронной активации. (ПГНАА) или импульсная активация быстрыми тепловыми нейтронами (Пфтна). В отличие от лабораторного отбора проб, который предоставляет отложенные и редкие точки данных, эти технологии обеспечивают непрерывное, анализ в реальном времени всех потоков материалов на конвейерной ленте.

• Архитектура системы: Типичный анализатор состоит из:
  • Нейтронный генератор: Испускает нейтроны высокой энергии в поток угля..
  • Детектор гамма-излучения: Измеряет характеристические гамма-лучи, испускаемые при взаимодействии нейтронов с атомными ядрами угля..
  • Сложный пакет программного обеспечения: Использует сложные алгоритмы для деконволюции спектра гамма-излучения и расчета концентрации ключевых элементов. (НАПРИМЕР., Водород, углерод, сера, Кремний, алюминий, Кальций).
• Ключевые особенности & Инновации:
  • Анализ сыпучих материалов: Измеряет все поперечное сечение потока угля (Тонн в час), устранение ошибки выборки.
  • Данные в реальном времени: Предоставляет элементарные данные с задержкой всего в несколько минут., возможность немедленной корректировки управления процессом.
  • Неразрушающий & Бесконтактный: Измерение не влияет на материал и не требует экстракции..
  • Высокая точность: Возможность измерения критических параметров, таких как зольность., Теплотворная способность (в БТЕ/кг или кДж/кг), влага (через сигнал водорода), и содержание серы непосредственно на ленте.

Это представляет собой сдвиг парадигмы от "классификация по рангу" к "характеристика по составу," предоставление динамического отпечатка бурого угля, который дает возможность непосредственного воздействия.

Рынок & Приложения: Повышение эффективности всей цепочки создания стоимости бурого угля

Применение анализаторов бурого угля в режиме реального времени обеспечивает ощутимые преимущества на нескольких этапах эксплуатации..

• Горное дело и смешивание: У шахты, качество бурого угля может сильно различаться. Онлайн-анализаторы, установленные на шахтном конвейере, позволяют осуществлять точный контроль качества и интеллектуальное смешивание различных пластов.. Это гарантирует, что на электростанцию ​​или объект модернизации будет поступать стабильное топливное сырье..
• Производство электроэнергии: Это основное приложение. Зная точную теплотворную способность и влажность поступающего топлива в режиме реального времени, операторы котлов могут оптимизировать соотношение воздуха и топлива,
  что приводит к более полному сгоранию и уменьшению количества несгоревшего углерода.. Знание химического состава золы помогает предсказать склонность к шлакованию.,
  позволяющая выполнять упреждающие операции по продувке сажи или впрыску присадок для уменьшения загрязнения.
• Обогащение угля (Сушка/брикетирование): Для предприятий, которые перерабатывают сырой бурый уголь в рафинированный уголь посредством процессов сушки.,
  Измерение влажности в реальном времени имеет решающее значение для контроля эффективности сушилки и качества продукции..
• Экологическое соответствие: Непрерывный контроль содержания серы позволяет установкам точно дозировать реагенты для десульфурации дымовых газов. (НАПРИМЕР., известняк),
  сокращение эксплуатационных расходов при обеспечении соблюдения ограничений на выбросы из дымовой трубы.

К основным преимуществам относятся:

• Повышенная эффективность котла (1-3% улучшение является обычным явлением).
• Снижение затрат на топливо за счет оптимального смешивания.
• Снижение выбросов SOx,
  NOx,
  и CO2.
• Снижение затрат на техническое обслуживание благодаря лучшему контролю за шлакованием и засорением..
• Повышенная эксплуатационная безопасность за счет управления рисками самовозгорания за счет лучшего контроля качества..

Перспективы на будущее: Интеграция с цифровизацией и новыми потоками создания ценности

Будущее классификации бурого угля заключается в ее интеграции с более широкими цифровыми промышленными платформами.. Богатые,
Поток данных в реальном времени от онлайн-анализаторов будет все чаще поступать в цифровые двойники всего предприятия — виртуальные модели физической работы.. Эти модели будут использовать искусственный интеллект (ИИ)
и машинное обучение (МЛ) не просто сообщить состав,
но прогнозировать результаты и предписывать оптимальные стратегии управления самостоятельно.

Более того,
по мере нарастания экономического давления,
отрасль изучает возможности использования бурого угля с добавленной стоимостью после сжигания,
например, переработка в синтетический природный газ,
удобрения,
или даже продукты на основе углерода, такие как активированный уголь. Определение характеристик в реальном времени будет иметь основополагающее значение для разработки этих новых процессов.,
обеспечение стабильного качества сырья для чувствительных процессов химической конверсии. Окончательно,
с растущим акцентом на улавливании углерода,
использование,
и хранение (CCUS),
точное знание состава топлива будет иметь важное значение для проектирования
и использование эффективных систем улавливания углерода, адаптированных к конкретным характеристикам дымовых газов бурого угля..

Раздел часто задаваемых вопросов

В чем основная разница между ранговой классификацией ASTM и анализом в реальном времени??
ASTM D388 обеспечивает статическую классификацию угля в зависимости от его ранга. (бурый уголь,
полубитуминозный,
и т. д.) с использованием стандартизированных лабораторных тестов. Анализ в реальном времени обеспечивает динамическое,
непрерывное измерение химического состава (НАПРИМЕР.,
пепел %,
сера %,
влага %,
Теплотворная способность) конкретного угля, перерабатываемого в любой момент времени.
Первый предназначен для общей категоризации.;
последний предназначен для управления процессом в реальном времени.

Насколько точны онлайн-анализаторы по сравнению с традиционным лабораторным анализом?
Современные анализаторы PGNAA/PFTNA обладают высокой точностью..
Для ключевых параметров, таких как зольность
и теплотворная способность,
при правильной калибровке они могут достичь точности, сравнимой с обычным лабораторным анализом.
Их главное преимущество заключается в том, что они непрерывно анализируют тонны материала.,
устранение принципиальных ошибок, связанных со сбором
и подготовка небольшого физического образца (
~1 кг)
из большой партии (
~10,
000 тонны).

Может ли эта технология справиться с высоким содержанием влаги в буром угле??
Да.
Сигнал водорода, обнаруженный с помощью нейтронных технологий, напрямую коррелирует с общим количеством водорода, присутствующего как в свободной влаге, так и в
и собственные молекулы угля.
Усовершенствованные программные модели могут различать эти формы, чтобы обеспечить точные оценки как общей влажности, так и
и полезная теплотворная способность — важнейшая характеристика для углей низкого качества, таких как бурый уголь..

Безопасно ли использовать генератор нейтронов на промышленном предприятии?
Абсолютно.
Эти системы разработаны с несколькими уровнями защитной защиты.
и системы блокировки, которые предотвращают любое радиационное воздействие во время нормальной эксплуатации или технического обслуживания..
Они соответствуют строгим международным нормам ядерной безопасности.
и сертифицированы для использования в тяжелых промышленных условиях, таких как заводы по переработке угля..

Тематическое исследование / Инженерный пример: Оптимизация 500 Электростанция, работающая на буром угле МВт

Фон: На крупной электростанции в Восточной Европе наблюдалась значительная неэффективность эксплуатации из-за высокой нестабильности поставок бурого угля из открытого карьера.. Колебания влажности топлива (
35-55%)
и теплотворная способность привели к нестабильным циклам сгорания котла, требующим частого вмешательства оператора. Высокий уровень несгоревшего углерода в летучей золе. (

8%),
и чрезмерное шлакование в трубах пароперегревателя.

Выполнение: На главном конвейере, питающем угольные бункеры завода, установлен онлайн-анализатор ПГНАА.. Система была откалибрована с использованием исторических лабораторных данных.
и образцы для конкретного объекта в течение двухнедельного периода. Данные о теплотворной способности поступающего угля в режиме реального времени.
содержание серы было интегрировано непосредственно в распределенную систему управления заводом. (
DCS).

Измеримые результаты:

Метрика	До реализации	После реализации	Изменять
КПД котла	85.5%	87.5%	+2.0%
Несгоревший углерод в летучей золе	8.2%	5.1%	-3.1%
Расход известняка для ДДГ	Базовый уровень	12% Снижение	-12%
Вынужденные отключения из-за шлакования	4 в год	1 в год	-75%

Данные в режиме реального времени позволяли операторам точно настраивать параметры мельницы.
Постоянные знания также позволили улучшить смешивание на складе, сократив общую вариативность топлива. По оценкам, годовая экономия в результате проекта превысила 1,5 миллиона евро за счет повышения эффективности. Снижение расхода реагентов. Сокращение затрат на техническое обслуживание.
и товарная летучая зола (
с меньшим содержанием углерода).