В ходе подготовки и сжигания пылевидного топлива необходимо систематически вести контроль за тонкостью помола угольной пыли.
Определение тонкости помола проводят с помощью ситового анализа угольной пыли.
Ситовой анализ угольной пыли, входящий составной частью в методику определения коэффициента размолоспособности углей, несколько отличается от ситового анализа кускового топлива (глава 20).
Мелкие частицы угольной пыли адсорбируют воздух, что затрудняет их рассев под действием силы тяжести, они могут цепляться за шероховатости сетки и механически соединяться друг с другом.
Рассев на ситах пыли с размером частиц менее 40 мкм становится крайне неэффективным.
Для рассева пыли используют специальные машины для механического рассева.
Способ ручного рассева пыли в лабораторных условиях описан ниже.
Ситовой анализ угольной пыли проводят рассевом пыли на лабораторных ситах с квадратными ячейками определенного размера [2, 3, 26].
Угольные пылинки имеют неправильную геометрическую форму, существенно отличающуюся от формы куба или шара, поэтому при просеве через сито их максимальный размер условно принимают равным размеру ячейки, через которую данная пылинка в пределе может пройти.
Отечественные стандартные сита изготавливают в соответствии с ГОСТ Р 51568–99 (ИСО 3310-1–90) «Сита лабораторные из металлической проволочной сетки. Технические условия».
Этот стандарт регламентирует сита с размером ячеек от 125 до 1 мм и от 900 до 20 мкм, причем номинальные размеры от 1 мм и более выражают в миллиметрах, а менее 1 мм — в микрометрах (микронах).
В соответствии с ГОСТ Р 51568–99 (ИСО 3310-1–90) сита или сетки не имеют номера, их принято характеризовать размером ячейки.
Так, сита с мелкими ячейками, используемые в ситовом анализе угольной пыли, называют: сито 200 мкм; сито 90 мкм; сито 63 мкм и т.д.
В настоящее время продолжает действовать ГОСТ 6613–86 «Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия».
Стандарт распространяется на сетки высокой точности «для разделения по размеру зерен дробленых материалов».
ГОСТ 6613–86 регламентирует сетки с размером ячеек от 2,5 до 0,04 мм, причем сеткам присвоены номера, например, сетка 004 соответствует размеру ячейки 0,040 мм (40 мкм), а сетка 009 — 90 мкм.
Часть угольной пыли, остающаяся при рассеве на сите (частицы крупнее размера ячейки сита), называется остатком (или выходом), обозначается символом R и выражается в процентах от массы навески, взятой для рассева. Размер ячейки сита указывают в виде нижнего индекса при символе, т.е. R90 означает остаток на сите 90 мкм.
Та часть пыли, которая проходит через сито, называется проходом, выражается в процентах от массы навески, взятой для рассева, и обозначается символом D также с указанием в нижнем индексе размера ячейки сита. Для каждого сита справедливо равенство R + D = 100%. Следовательно, тонкость помола можно оценивать остатком R или величиной прохода D.
В России полный ситовой анализ пыли проводят рассевом пробы на комплекте из четырех-пяти сит. В энергетике пыль считают тонкой, если R90 < 30% и грубой — при R90 > 30%.
Ситовой анализ тонкой пыли ведут на ситах 71, 90, 125, 160 и 200 мкм, а для грубой пыли применяют сита с ячейками 90, 200, 500 и 1000 мкм.
Ситовой анализ пробы угольной пыли проводят с помощью специальных машин для механического рассева или ручным способом.
Механический рассев проводят с помощью машины, которая придает ситам не только возвратно-поступательное, но и встряхивающее движение.
Машинный рассев проводят, используя комплект из пяти хорошо подогнанных сит, собирая их сверху вниз по мере уменьшения размера ячеек.
Под нижним ситом с самыми мелкими ячейками устанавливают поддон (приемник).
Для ситового анализа отбирают воздушно-сухую пробу угольной пыли массой 25 г, которую помещают на верхнее сито собранного комплекта.
Закрывают верхнее сито крышкой и закрепляют комплект сит в машине для рассева.
Рассев проводят в течение 15 мин.
Для встряхивания сит в процессе рассева по крышке производят периодические удары с определенной силой.
По окончании рассева собирают и взвешивают остаток на каждом сите, начиная с верхнего сита, и заканчивая остатком на поддоне.
Перед пересыпанием материала сито обстукивают, держа его над нижним ситом, а после пересыпания тщательно очищают нижнюю часть сетки мягкой кисточкой в нижнее сито.
В отличие от машинного рассева, ручной рассев проводят отдельно на каждом сите.
Если необходимо установить распределение пыли по размеру частиц, рассев начинают на сите с самой мелкой сеткой.
Навеску воздушно-сухой пыли массой 25 г насыпают на сито, вставленное в поддон, и закрывают сито крышкой.
Рассев ведут перекидыванием сита с одной руки на другую с частотой около 120 раз в минуту, сохраняя при этом сито в горизонтальном положении.
Такая техника исполнения обеспечивает как возвратно-поступательное движение сита, так и встряхивание.
Через каждые 40 перекидываний сито поворачивают на 90° в горизонтальной плоскости и после каждого поворачивания ударяют ладонью по обечайке (боковой стороне) сита.
Для проверки полноты рассева снимают поддон и производят 10 перекидок сита над листом белой бумаги.
При выпадении большого количества пылинок рассев продолжают. По окончании рассева нижнюю часть сетки очищают мягкой кисточкой над поддоном и взвешивают остаток на сите.
При необходимости рассева на нескольких ситах остаток на мелком сите после взвешивания пересыпают на сито с более крупными ячейками, и проводят рассев тем же способом.
Продолжительность рассева пыли вручную тем меньше, чем больше размер ячеек сита: на сите 90 мкм — 20 мин, на сите 125 мкм — 10 мин, на сите 200 мкм — 5 мин.
При ситовом анализе потери пыли не должны превышать 2% от первоначальной массы навески, в противном случае испытание повторяют с новой навеской.
Качество рассева на комплекте сит контролируют построением графика в логарифмической системе координат, где на ось абсцисс наносят размер ячеек сит (мкм), а на ось ординат — значения полного остатка пыли для каждого сита (%).
Полный остаток на сите (Rn) вычисляют как сумму остатков на данном сите и на всех верхних по отношению к нему ситах.
Энергетики остаток на каждом сите называют фракцией (Fn), хотя в углехимии термин «фракция» относят к разделению углей по плотности, а не по крупности (в соответствии с ГОСТ 17070–2014).
Расчет полного остатка пыли на ситах можно продемонстрировать на примере рассева при определении Kло.
Рассев пробы после размола ведут на ситах 200, 140, 125, 90 и 71 мкм.
Полный остаток пыли вычисляют следующим образом:
При правильном проведении рассева все точки в логарифмической системе координат располагаются на одной прямой.
Отклонение одной или нескольких точек от прямой свидетельствует о дефектах сит, а общая нелинейность графика — о не качественно проведенном рассеве.
При рассеве машинным или ручным методом сита постепенно забиваются пылью и замазываются смолами, поэтому необходимо периодически очищать сетку с обратной стороны мягкой кисточкой, а после каждых 50-ти анализов промывать сита смесью спирта с бензолом (1:2).
