《电站锅炉燃煤、灰渣中碱金属及碱土金属含量分形态测定方法》（编制说明）

电站锅炉燃煤、灰渣中碱金属及碱土金属含量分形态测定方法编制说明1编制背景本标准依据《关于印发2022年第一批中国电力企业联合会标准制修订计划的通知》（中电联标准﹝2022﹞121号）的要求编写，由中国电力企业联合会提出，由电力行业电站锅炉标准化技术委员会归口，主要起草单位为清华大学、华电新疆发电有限公司、华电煤业集团有限公司、中国标准化研究院、华电电力科学研究院有限公司、西安热工研究院有限公司、清华大学山西清洁能源研究院。我国高碱煤储量丰富，其中最典型的就是新疆准东煤田生产的准东煤，准东煤田是我国最大的整装煤田。准东煤等高碱煤虽然具有低灰、低硫及反应活性高等优点，但碱金属及碱土金属（下面表述为碱金属/碱土金属）含量高，在燃烧过程中可能对锅炉及换热设备造成严重的结渣、沾污等问题。煤中碱金属/碱土金属的赋存形态决定其释放行为，进而影响其在受热面的附着行为，对受热面的结渣、沾污作用不同，而且在燃烧过程中有一定的转化关系，因此准确测定碱金属/碱土金属赋存形态对高碱煤的清洁、高效、安全利用有重要意义。煤中碱金属/碱土金属的赋存形态主要是指煤中钠、钾等碱金属元素及钙、镁等碱土金属的存在形式，一般分为四种，即水溶态，交换态，酸溶态和不可溶态。其中，水溶态以溶于水的离子化合物或者水合离子存在；交换态主要是以羧酸盐等有机碱金属矿物形态存在；酸溶态主要是以配位形式存在于煤结构中的含氧或者含氮官能团上的有机碱金属矿物内以及难溶于水的碳酸盐、硫酸盐内；不可溶态W则主要存在于硅酸盐、铝硅酸盐等难溶盐内。碱金属/碱土金属赋存形态的定量测定通常采用逐级提取法（又称浸渍法或者萃取法），使用不同的溶液依次处理试样，其后对相应的溶液组分进行分析。所采用溶液分析法有X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）、原子吸收分光光度法（AAS）、电感耦合等离子－原子发射光谱法（ICP-AES）等。显然，各赋存形态的测量与提取条件，包括溶液与煤的混合比例、提取（搅拌）时间，提取次数、溶液及缓冲液种类等密切相关。不同提取条件的测量获得的含量不同，数据的一致性差，因此需要对相关测定方法及过程进行标准化。本标准规定了电站锅炉燃煤、灰渣中碱金属及碱土金属含量分形态测定方法的术语、样品准备、方法提要、仪器设备、测定步骤、计算和方法精密度。2编制的主要原则本标准主要根据以下原则编制：a)以现有成熟测定方法为基础，充分考虑方法的可推广性；b)标准编制工作以理论结合实际为原则，以研究实践和试验测试数据为基础，提出科学合理的方法和测试指标。3与其它标准文件的关系本部分与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。本标准不涉及专利、软件著作权等知识产权使用问题。4主要工作过程2022年5月，成立了以清华大学为牵头单位，华电新疆发电有限公司、华电煤业集团有限公司、中国标准化研究院、华电电力科学研究院有限公司、西安热工研究院有限公司、清华大学山西清洁能源研究院共同参与的标准编制工作组，编制标准草案初稿。2022年6月，标准编制工作组召开线上启动会，讨论该标准的主要章节及进度安排。2022年8月，标准编制工作组召开线上启动会，讨论修改该标准初稿，形成修改稿。2022年10月，标准编制工作组根据讨论意见，对标准修改稿进行完善。2022年11月，标准编制工作组完成征求意见初稿，进行内部意见征集。2023年6月，标准编制工作组根据内部意见征集，完成征求意见稿完善。2023年8月，标准编制工作组完成标准征求意见稿，提交锅炉标委会。5标准结构和内容本标准主要结构及内容如下：前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4试样制备5测定方法6测试报告附录测试步骤流程6条文说明第1章范围规定了电站锅炉燃煤、灰渣中碱金属及碱土金属含量分形态测定方法的术语、样品准备、方法提要、仪器设备、测定步骤、计算和方法精密度。说明了标准适用于对燃煤中碱金属、碱土金属赋存形态与含量的测定。第2章规范性引用文件列出了标准引用的相关技术标准。第3章术语和定义给出了标准中出现的碱金属含量、碱土金属含量、赋存形态等术语定义。第4章试样制备规定了样品的采取及制备、干燥等操作方法。第5章测定方法规定了采用逐级分离提取法对煤中水溶态、交换态、酸溶态、酸溶态碱金属及碱土金属含量将进行测定的步骤，对每级使用溶液种类，试验量、溶液量，提取次数、振荡搅拌时间、振荡搅拌温度、液固离心分离时间等进行