实验专项方案设计模版.doc

试验设计方案
试验项目
  秸秆灰分特征研究
学 院
能源和动力工程
指导老师
李小民
专 业
热能和动力工程
年 级
热能111
小组组员
 李春雷
开课学期
-第二学期
指导老师意见：

老师署名：
年 月 日
说明：
试验设计方案中应包含以下部分内容：
一、试验目标（明确试验任务所达成要求）
二、试验原理（包含公式、原理示意图及对应说明等）
三、试验器材（试验动物、试验药品、试验器材等）
四、试验步骤（方法）
五、预期试验结果
六、试验中可能碰到问题和对策
七、参考资料（列出关键参考书名）

试验项目 秸秆灰分特征研究
一、试验目标
1、掌握“角锥发”测定煤灰熔融性方法
2、掌握煤灰在高温下熔融特征测定技术，了解煤灰熔融性对锅炉结渣影响。
二、试验原理
利用电加热方法，将事先做好煤灰三角锥高温加热，观察三角锥形态改变，依据其改变状态及对应温度情况来测定煤灰熔点。

碳硅管高温炉

将灰制成一定大小尺寸三角锥形，放在含有半还原性气氛特制灰熔点测定炉（碳粒电炉），以一定加热速度升温。在升温过程中观察（通常在1000℃）并统计灰锥下列四种改变情况：
1.变形温度DT：锥体尖端或棱开始变圆或弯曲时温度。
2.软化温度ST：灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球状时温度。
3.半球温度HT：灰锥形变至近似半球形，即高约等于底长二分之一时温度。
4.流动温度FT：灰锥融化展开成高度在1.5㎜以下薄层时温度。

DT—变形温度；ST—软化温度；HT—半球温度；FT—流动温度
三、试验仪器设备
1.灰熔点测定炉：
（1）能升温度至1500℃，并能随时测定温度。
（2）能控制炉内气体性质。
（3）能调整升温速度。
（4）能随时观察灰锥改变情况。
2.铂-铑热电偶高温计或光学高温计：能测1500℃，校准后使用。
3.灰锥模子：制作灰锥用黄铜模子或钢模，灰锥高20㎜，其底为边长7㎜正三角形。
4.锥托模子：锥底直径40～60㎜，高5～8㎜。在锥托上有深2～3㎜，边长7mm正三角形若干个小坑。
5.糊精:二级纯。
6.小刀。
7.镁砂。
8.无烟煤或炭粒，小麦秸秆，玉米秸秆。
四、试验步骤
1. 灰锥制备：取粒度〈0.2㎜分析试样，根据灰分测定方法，使试样完全灰化。煤灰用玛瑙研钵研细，全部经过0.1㎜筛孔筛子。取植被好煤灰2g放在一块瓷砖或玻璃板上，加10％糊精溶液数滴，使其刚好润湿，调和均匀，用小刀铲入灰锥模子中成型。成型后，将模子内锥体小心推到瓷砖上，在空气中或60℃以下烘干。
2. 取已制好灰锥，放在灰锥三角坑内，使锥体垂直棱面垂直于托板表面。然后用粒度小于0.2㎜镁砂加适量水混均后，将其固定，勿使锥体活动，勿碰伤锥尖。
3.为了使气体呈半还原性，可在刚玉舟管底部撒入一勺石墨粉，并将锥托固定在刚玉舟上。然后，将刚玉舟缓慢推入高温炉硅炭管中。
4.将热电偶插入炉内，其热端应放在锥托中央上方距灰锥尖不高于10㎜处。也能够用光学高温计测量温度，但测温时必需对准灰锥。接通电源开始试验。在900℃前，每分钟升温速度10～15℃；900℃以后，每分钟升温速度5～7℃，随时观察椎体改变并
统计灰锥四个改变形态温度。在整个试验过程中，每10min统计一次电流、电压和温度
高温观察，应戴上蓝色或黑色眼睛，温度到1500℃则停止试验。
5.气体成份检验：为了了解炉内气体性质，可在炉子高温带取气进行分析。在靠近无
氧状态（氧低于2%）下，CO、和占气体总量10～70%时即为半还原性气体。
注意事项：气氛条件控制
煤灰熔融性温度测定气氛通常有两种，一个是氧化性气氛，另一个是弱还原性气氛常见气氛是弱还原性气氛。这是因为在工业锅炉燃烧中，通常全部形成由，CO、、、 和 为关键成份弱还原性气氛，所以煤灰熔融性温度测定通常也在和之相同弱还原性气氛中进行。所谓弱还原性气氛，是指在1000～1300℃范围内，还原性气体(CO、、 )总含量在10%～70%之间，同时在1100℃以下时，它们和体积小于1:1，含氧量小于0.5%。
对于弱还原性气氛控制方法，通常有两种，一个是封炭法，它是将一定量木炭、石墨、无烟煤等含碳物质封入炉中，这些物质在高温炉中燃烧时，产生还原气体（ CO、、），形成弱还原性气氛。封炭法简单易行，在中国普遍采取。另一个是通气法，在测定煤灰熔融性温度炉内通入40%±5%一氧化碳和60%±5%二氧化碳混合气或50%±10%二氧化碳和50%±10%氢气混合气。通气法轻易调整并能取得要求气体组成。对于氧化性气氛控制，是煤灰熔融性温度测定炉内不放置任何含碳物质，并使空气在炉内自由流通，这一方法更为简单，也被很多电厂采取。
五、测定结果表示
观察锥体改变，并统计DT、ST、HT、FT。
将统计灰锥四个熔融特征温度（DT、ST、HT、FT）反复测定值平均值化整到10℃报出。当炉内温度达成1500℃时，灰锥还未达成变形温度，则该灰样测定结果以DT、ST、HT、FT均高于1500℃报出。因为煤灰熔融性是在一定气氛条件下测定，测定结果应标明其测定时气氛性质及控制方法。标明托板材料及试验后表面情况，及试验过程中产生烧结、收缩、膨胀和鼓泡等现象及其产生时对应温度。