水煤漿檢測：保障高效清潔利用的關鍵環節

清潔燃料基石：認識水煤漿

水煤漿（Coal Water Slurry, CWS）作為一種由精細煤粉、水和少量添加劑混合而成的漿態燃料，憑借其高效燃燒、便于管道輸送及相對燃煤更低的污染物排放潛力，已成為煤炭清潔利用的重要技術路線之一。其質量直接影響燃燒效率、污染物控制水平以及輸送穩定性。因此，科學、準確、全面的水煤漿檢測，是確保其生產、儲運、應用全過程安全、經濟、環保的核心支撐。

檢測意義：為何至關重要？

1. 保障燃燒效率與穩定性： 濃度、粘度、粒度分布等直接影響霧化效果和燃燒效率。濃度過高燃燒困難，過低則能耗增加；粘度影響泵送與霧化；粒度分布決定燃盡率。
2. 確保輸送與儲存安全： 粘度、流變性、穩定性（析水率）是管道輸送設計及儲罐選擇的關鍵參數。穩定性差會導致沉淀分層，堵塞管道或設備。
3. 控制污染排放： 灰分、硫分、揮發分、發熱量等指標決定了燃燒后的灰渣量、煙氣污染物（SOx, NOx）初始濃度及處理難度，是環保達標的前提。
4. 優化生產成本： 通過對濃度、粒度、添加劑效果的精確控制，可在滿足性能要求下降低煤、水、添加劑的消耗成本。
5. 質量評價與貿易依據： 標準化的檢測結果是評價水煤漿產品質量、進行貿易結算的客觀憑證。

核心檢測項目與方法

水煤漿檢測涵蓋物理性質、化學性質和穩定性等多個方面：

• 物理性質檢測：

  • 濃度（固含量）： 核心指標，通常通過烘干稱重法（GB/T 18856.2）測定在規定條件下干燥后的固體殘留物質量百分比。紅外快速水分儀也常用于生產現場的快速監控。
  • 粘度： 關鍵流變參數，直接影響泵送和霧化。常用旋轉粘度計（如布氏/槳式轉子）在設定剪切速率（如100 s?¹）下測量（參考GB/T 18856.3）。需關注其是否具有剪切變稀特性。
  • 粒度分布： 影響穩定性、燃燒效率及添加劑用量。主要采用激光衍射法（GB/T 18856.4）或動態光散射法進行測量。
  • 密度： 常用比重瓶法測量。
  • 流變性： 更深入研究其流動行為（屈服應力、觸變性等），使用流變儀進行測量。

• 化學性質檢測：

  • 發熱量： 衡量燃料能量值的關鍵指標，通常利用氧彈量熱計（GB/T 213）測量干基或收到基高位發熱量。
  • 灰分： 煤中不可燃礦物質殘留，影響燃燒器結渣、積灰及灰渣處理。按煤灰分測定方法（GB/T 212）進行。
  • 硫分： 影響SOx排放及脫硫成本。按煤中全硫測定方法（如艾士卡法GB/T 214或庫侖法）進行。
  • 揮發分： 反映煤在熱解時釋放的氣態可燃物比例，與著火難易和燃燒穩定性相關（GB/T 212）。
  • 元素分析（C, H, N, O）： 用于更精確的理論燃燒計算和環境評估（通常測定原料煤）。
  • 灰熔融特性： 預測燃燒過程中灰渣的結渣傾向（測定原料煤）。
  • pH值： 影響添加劑效能及管道腐蝕性（使用pH計測定）。

• 穩定性檢測（重點難點）：

  • 析水率/穩定性： 評價漿體抵抗固液分離的能力，是儲存和長距離輸送的關鍵參數。常用靜置沉降法（GB/T 18856.5），在規定時間（如7天）后測量析出水分體積占總體積的百分比。越低越穩定。
  • 硬沉淀/再分散性： 評價沉降后底部沉淀物是否板結硬化及能否通過適度攪拌重新分散的能力。
  • 高溫穩定性： 評估在較高溫度環境下的穩定性表現。

檢測技術發展與挑戰

• 實驗室檢測： 基準方法，精度高，但耗時較長，主要用于原料煤分析、配方研究、定期質量抽檢和仲裁。
• 在線實時監測： 工業應用的關鍵發展方向。如：
  • 微波/近紅外（NIR）技術： 快速無損檢測濃度、灰分甚至發熱量。
  • 在線粘度計： 實時監控管道中漿體粘度變化。
  • 在線粒度儀： 實時反饋磨礦效果。
  • 挑戰： 如何提高在線儀表的精度、穩定性、抗污染能力及降低維護成本仍需持續攻關。

檢測頻次與注意事項

• 原料煤： 每批次進廠應進行常規工業分析和元素分析。
• 生產過程： 關鍵參數（濃度、粘度、粒度）需高頻次（如每小時）快速檢測或在線監控。
• 成品出廠/入爐前： 需進行全項指標（濃度、粘度、粒度、穩定性、發熱量、硫分、灰分等）的批次檢測。
• 注意事項：
  • 采樣代表性： 嚴格執行標準采樣方法（如GB/T 19494），確保樣品能真實反映整批物料特性。
  • 樣品保存與處理： 防止水分蒸發、氧化、沉降影響測試結果，盡快測試。
  • 標準統一： 遵循國家（如GB/T 18856系列）或行業標準，保證結果可比性。
  • 儀器校準與質量控制： 定期校準設備，使用標準物質進行質量控制。

：質量管控的基石

水煤漿檢測絕非簡單的例行公事，而是貫穿其全生命周期質量管理和優化控制的核心技術活動。隨著水煤漿應用領域的拓展（如氣化原料）和環保要求的日益嚴格，檢測技術本身也在向快速化、智能化、在線化發展。建立完善的檢測體系，準確掌握水煤漿的各項理化特性與穩定性表現，是保障其安全、高效、清潔、經濟利用不可或缺的堅實基礎，對于推動煤炭的綠色低碳轉型具有重要的實踐意義。持續提升檢測技術的可靠性、便捷性和信息融合水平，將是未來發展的主要方向。