DIN 51700-2015 Testing of solid fuels - Generalities and index of methods of test《固体燃料试验 试验方法概述及索引》.pdf

1、Dezember 2015DEUTSCHE NORM Preisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 75.160.10!%Fe“2356166www.din.deDIN 51700Prfung fester Brennstoffe Allgemeines und b

2、ersicht ber PrfverfahrenTesting of solid fuels Generalities and index of methods of testEssais des combustibles solides Gnralits et rfrence des mthodes dessaiAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 51700:201007www.beuth.deGesamtumfang 27 SeitenDDIN-Normenausschuss

3、Bergbau (FABERG)DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)DIN 51700:2015-12 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 bersicht ber Prfverfahren 4 4 Durchfhrung der Prfung und Angabe der Ergebnisse 5 5 Prfbericht 5 6 Mineralstoff, Asche, Ballast . 5 6.1 Allgemeines

4、 . 5 6.2 Asche und Ballast 6 6.3 Mineralstoff-Bestimmungsverfahren 6 7 Bezugszustnde . 7 7.1 Allgemeines . 7 7.2 Bezugszustand roh“ 7 7.3 Bezugszustand lufttrocken“. 7 7.4 Bezugszustand analysenfeucht“ . 8 7.5 Bezugszustand wasserfrei“ 8 7.6 Bezugszustand wasser- und aschefrei“ . 8 7.7 Bezugszustand

5、 wasser- und mineralstofffrei“ 8 7.8 Bezugszustand lufttrocken und aschefrei“ 9 7.9 Weitere Parameter . 9 8 Umrechnung auf Bezugszustnde 10 8.1 Allgemeines 10 8.2 Umrechnungsformeln. 10 9 Aufbewahren der Proben 11 Anhang A (informativ) ISO-Normen im Brennstoffbereich . 22 A.1 Allgemeine Normen (ISO/

6、TC 27) 22 A.2 Aufbereitung (ISO/TC 27/SC1) 22 A.3 Probenahme und Probenvorbereitung (ISO/TC 27/SC4) . 23 A.4 Untersuchungsverfahren Produkt (Koks - ISO/TC 27/SC3, Kohle - ISO/TC27/SC5) 23 Literaturhinweise. 27 DIN 51700:2015-12 3 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 008-12-02 AA Prfung f

7、ester Brennstoffe“ im DIN-Normenausschuss Bergbau (FABERG) ausgearbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren.

8、 nderungen Gegenber DIN 51700:2010-07 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Norm redaktionell berarbeitet; b) Anwendungsbereich hinsichtlich fester Biobrennstoffe und fester Sekundrbrennstoffe konkretisiert; c) neue Normen aufgenommen, ebenso die Verweisungen auf ISO-Normen aktualisiert. Frhere

9、Ausgaben DIN DVM 3701 = DIN 53701: 1933-03 DIN 51700: 1950-08, 1956-02, 1958-04, 1967-10, 1988-06, 2003-02, 2010-07 DIN 51700:2015-12 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Prfung fester Brennstoffe. Sie gibt eine bersicht ber die genormten Prfverfahren (siehe Tabellen 1 bis 3) sowie Hinweise,

10、 die fr die Prfung fester Brennstoffe von Bedeutung sind. Als feste Brennstoffe im Sinne dieser Norm gelten: Regelbrennstoffe: Steinkohlen, Steinkohlenbriketts, Steinkohlenkoks, Braunkohlen, Braunkohlenbriketts, Braunkohlenbrennstaub und Braunkohlenkoks. Andere feste Brennstoffe: Schlammkohle, Balla

11、stkohle und Waschberge, Holzkohlen, Holzkohlenbriketts, Holzpresslinge, feste Biobrennstoffe und feste Sekundrbrennstoffe. Feste Biobrennstoffe und feste Sekundrbrennstoffe, die gemeinsam mit Regelbrennstoffen in Feuerungsanlagen verwendet werden, sind nach den fr feste Brennstoffe genormten Prfverf

12、ahren zu untersuchen, wobei andere Przisionsdaten auftreten knnen. ANMERKUNG Im Rahmen der europischen Normung (CEN/TC 335 Feste Biobrennstoffe“ und CEN/TC 343 Feste Sekundrbrennstoffe“) sind Normen und Technische Spezifikationen zur Untersuchung nicht fossiler Brennstoffe erarbeitet worden. Die Nor

13、men sind validiert und enthalten entsprechende Przisionsdaten. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. B

14、ei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1333, Zahlenangaben Weitere Normen sind in den Tabellen 1 bis 3 aufgefhrt. ANMERKUNG Die in den Tabellen 1 bis 3 sowie im Anhang A zitierten ISO-Normen sind nur informativ und d

15、ienen dem Vergleich zwischen nationalen und Internationalen Normen. 3 bersicht ber Prfverfahren In den Tabellen 1 bis 3 sind die genormten Prfverfahren und ihre Anwendbarkeit auf die Brennstoffarten angegeben. In der dritten Spalte der Tabellen 1 bis 3 sind den Deutschen Normen die entsprechenden IS

16、O-Verfahren gegenbergestellt. Dies dient der Information der Anwender und bedeutet keine quivalenz der nationalen und Internationalen Normen, sondern nur einen vergleichbaren Anwendungsbereich und sehr hnliche, teilweise auch identische Verfahrensablufe. Zustzlich sind alle ISO-Verfahren aus dem Ber

17、eich feste Brennstoffe, die dem ISO/TC 27 Solid Mineral Fuels“ zugeordnet sind, im Anhang A (informativ) zusammengestellt. Einige dort zitierte Prfverfahren sind nur in ISO-Normen beschrieben. Hierbei handelt es sich um Prfverfahren, die im Anwendungsbereich der DIN-Normen nicht angewendet werden. D

18、IN 51700:2015-12 5 Zur Bestimmung abrechnungsrelevanter Parameter im Brennstoffhandel drfen nur genormte Prfverfahren angewendet werden. Vergleichbare Ergebnisse zwischen zwei Laboratorien werden nur dann erhalten, wenn die vorgeschriebenen Prfbedingungen genau eingehalten werden. Bei der Anwendung

19、instrumenteller Verfahren (soweit nicht in einer Norm beschrieben) hat der Anwender die Validitt seines Verfahrens zu kontrollieren und nachzuweisen. In Schiedsverfahren gelten nur genormte Prfverfahren. 4 Durchfhrung der Prfung und Angabe der Ergebnisse Jede Bestimmung muss mindestens zweimal durch

20、gefhrt werden, wenn in der entsprechenden Norm keine andere Hufigkeit vorgeschrieben ist. Die Doppel- bzw. Mehrfachbestimmung muss wiederholt werden, wenn die zulssigen Zahlenwerte fr die Wiederholgrenze berschritten worden sind. Wenn es fr die Bestimmung eines Merkmalswertes Alternativ-Verfahren gi

21、bt, dann mssen die Vertragspartner die Anwendung nur eines Verfahrens vereinbaren. In allen fr feste Brennstoffe gltigen Prfnormen ist die Wiederholgrenze (ein Beobachter, ein Gert) angegeben. Einige Prfnormen enthalten jedoch keine Angaben ber die Vergleichgrenze (verschiedene Beobachter, verschied

22、ene Gerte), wie z. B. DIN 51705, DIN 51717, DIN 51718 und DIN 51739. Es handelt sich hierbei um Prfverfahren, bei denen die Vorbereitung und der Transport der Proben eine nderung der zu untersuchenden Eigenschaften zur Folge haben knnen. Der arithmetische Mittelwert der Einzelwerte ist anzugeben. Fr

23、 die Schreibweise von Prfergebnissen und das Runden der Mittelwerte von Doppel- bzw. Mehrfachbestimmungen gilt DIN 1333. 5 Prfbericht Im Prfbericht sind unter Hinweis auf die jeweilige Norm anzugeben: a) Herkunft / Auftraggeber; b) Bezeichnung des Brennstoffes; c) Eingangsdatum; d) Ergebnisse nach A

24、bschnitt 4 unter Angabe des angewendeten Verfahrens; Falls erforderlich, knnen folgende Punkte aufgenommen werden: e) Art und Zustand der Verpackung der Probe bei Anlieferung; f) Gewicht und Zustand der Probe, z. B. augenscheinliche Beurteilung des Wassergehaltes, wenn keine Angaben darber vorliegen

25、, ob die Probe getrocknet worden ist, und der Krnung, wenn nichts ber die Vorbereitung der Probe bekannt ist. 6 Mineralstoff, Asche, Ballast 6.1 Allgemeines Feste Brennstoffe bestehen aus der organischen Brennstoffsubstanz, verschiedenartigen mineralischen Stoffen und Wasser (siehe Bild 1). Die mine

26、ralischen Begleitstoffe der Kohlen werden bei der Verbrennung und bei der Verkokung chemisch umgewandelt. Bei den meisten Steinkohlen wirkt sich diese Umwandlung gewichtsvermindernd aus, d. h. das Gewicht der als Verbrennungsrckstand verbleibenden Asche ist geringer als das Gewicht des ursprnglichen

27、 Mineralstoffes. Bei einigen DIN 51700:2015-12 6 Mineralstoffen, vor allem erdalkalireichen, kann beim Verbrennen eine Gewichtszunahme infolge Absorption von Schwefeloxiden eintreten. Wegen der chemischen Umwandlung der Mineralstoffe bei der Verkokung besteht praktisch kein Unterschied zwischen Mine

28、ralstoffgehalt und Asche von Steinkohlen-Hochtemperaturkoks. 6.2 Asche und Ballast In der Brennstoffanalytik wird als Asche der nach DIN 51719 erhaltene Verbrennungsrckstand bezeichnet. ANMERKUNG In DIN 51719 wird von Aschegehalt gesprochen, dies entspricht auch dem allgemeinen Sprach-gebrauch. Es w

29、ird darauf hingewiesen, dass dies jedoch nicht korrekt ist, weil der Brennstoff keine Asche, sondern Mineralsubstanz enthlt und somit auch keinen Aschegehalt haben kann. Gemeint ist der Massenanteil des Verbrennungsrckstandes (nach DIN 51719). Die Summe von Wassergehalt und Asche, bezogen auf den Br

30、ennstoff (roh) (siehe Abschnitt 7), wird als Ballast bzw. Ballastgehalt bezeichnet. 6.3 Mineralstoff-Bestimmungsverfahren Die Bestimmung des Mineralstoffgehaltes ist sehr aufwndig und nur gut ausgersteten und erfahrenen Laboratorien empfohlen. Fr die meisten Anwendungen ist die Berechnung ber den Mi

31、neralstoff-Faktor (siehe 7.9) ausreichend. Zur Bestimmung des Mineralstoffgehaltes knnen verschiedene Verfahren angewendet werden (siehe 9). Die Behandlung mit Flusssure und Salzsure empfiehlt sich bei Brennstoffproben mit nicht zu hoher Asche (unter 20 % Asche (wf), jedoch immer bei geringen Probem

32、engen (siehe 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9). Die chemische Entmineralisierung wird auch angewendet, wenn mineralstoffarme Proben fr analytische Untersuchungen herzustellen sind. Proben mineralstoffreicher Brennstoffe knnen mit Hilfe von Schwerflssigkeiten, siehe DIN 22018, oder eines aufstrmenden Wasserstrome

33、s (siehe 4, 5, 7, 8) in mehrere Fraktionen mit unterschiedlichen Anteilen an Asche aufgeteilt werden. An jeder Fraktion werden Asche und vorzugsweise der Brennwert bestimmt. Die Ergebnisse werden graphisch oder rechnerisch ausgewertet. Nach diesem Verfahren kann auch der Gehalt der organischen Brenn

34、stoffsubstanz an Flchtigen Bestandteilen ermittelt werden (siehe 5, 7, 8). DIN 51700:2015-12 7 Bild 1 Schematische Darstellung der Bezugszustnde 7 Bezugszustnde 7.1 Allgemeines Bei der Angabe von Untersuchungsergebnissen muss stets der Bezugszustand des Brennstoffes gekenn-zeichnet werden. Der Bezug

35、szustand wird durch die in gleicher Zeile stehende geklammerte Kennzeichnung angegeben, z. B. Kohle (wf) Asche (wf). In Gleichungen wird die Kennzeichnung als Index angegeben, um eine Verwechslung des Klammerausdrucks als Faktor zu vermeiden, z. B. wf= rohnull100100 roh(1) 7.2 Bezugszustand roh“ Als

36、 roh wird der Brennstoff zum Zeitpunkt der Probenahme bezeichnet. Bei Proben, denen kein Hinweis auf die Probenahme und Probenvorbereitung beigefgt ist, kann sich die Bezeichnung auch auf den Anlieferungszustand der Probe beziehen. ANMERKUNG Bei der Steinkohlenaufbereitung (siehe DIN 23006-1) ist hi

37、erfr die Kennzeichnung wasserhaltig blich. 7.3 Bezugszustand lufttrocken“ Der Brennstoff ist lufttrocken, wenn der Wassergehalt des Brennstoffes mit der Luftfeuchte im Gleichgewicht steht und ihm uerlich kein Wasser anhaftet. DIN 51700:2015-12 8 Der lufttrockene Zustand stellt sich beim Lagern des B

38、rennstoffes an der Luft ein. Feuchte Brennstoffe verlieren dabei durch Verdunsten Wasser, trockene Brennstoffe nehmen Feuchtigkeit aus der Luft auf. Der Wassergehalt des lufttrockenen Brennstoffes hngt von der Luftfeuchte, der Temperatur der umgebenden Luft, vom Inkohlungsgrad und der Krnung des Bre

39、nnstoffes ab. Bei unvernderten Lagerungsbedingungen strebt der Wassergehalt einem konstanten Wert zu, bei wechselnden Lagerungsbedingungen ndert sich auch der Wassergehalt des lufttrockenen Brennstoffes. Bei bestimmten Kohlen dient der Sttigungsgrad, der sich unter bestimmten Bedingungen einstellt,

40、zur Kennzeichnung der Kohlenart. Zur Bestimmung des als Wasserhaltevermgen oder als Wasseraufnahmevermgen bezeichneten Sttigungsgrades sind als Gleichgewichtsbedingungen 30 nullC und 96 % bis 97 % relative Luftfeuchte festgelegt (Details knnen in ISO 1018 nachgesehen werden). 7.4 Bezugszustand analy

41、senfeucht“ Analysenfeucht ist der Zustand der analysenfeinen Proben beim Einwgen zu analytischen Untersuchungen. Dem analysenfeuchten Brennstoff haftet uerlich kein Wasser an, so dass er ebenso wie lufttrockener Brennstoff trocken erscheint. 7.5 Bezugszustand wasserfrei“ Als wasserfrei wird der Bren

42、nstoff ohne Gesamtwasser bezeichnet. Bei Brennstoffen, die gegenber Sauerstoff, insbesondere bei hheren Temperaturen, empfindlich sind, so dass nderungen des technologischen Verhaltens, des Heizwertes und der Zusammensetzung eintreten knnen, ist der wasserfreie Bezugszustand nur eine rechnerische Gr

43、e. 7.6 Bezugszustand wasser- und aschefrei“ Der Bezugszustand wasser- und aschefrei ist zwar ein hypothetischer Zustand, er hat sich aber in der Brennstoffanalytik fr den Vergleich von Analysenergebnissen als zweckmig erwiesen. Vom Gewicht des wasserfreien Brennstoffes wird das Gewicht der nach DIN

44、51719 erhaltenen Asche abgezogen. Unter den Versuchsbedingungen, die bei der Bestimmung der Asche herrschen, laufen gewichtsverndernde Reaktionen ab. Die auf die wasser- und aschefreie Brennstoffsubstanz bezogenen Prfergebnisse knnen hher oder niedriger als die auf die wasser- und mineralstofffreie

45、Substanz bezogenen Ergebnisse sein. Bei Brennstoffen mit Ascheanteilen von 20 m durch Siebanalyse ISO 10752 ISO 728 ISO 2325 ISO 1953 x x x x x x DIN 22020-1 Rohstoffuntersuchungen im Steinkohlen-bergbau Mikroskopische Untersuchungen an Steinkohle, Koks und Briketts Teil 1: Begriffe, bersicht und An

46、wendung der Verfahren ISO 7404-1 x x x x - - DIN 22020-2 Rohstoffuntersuchungen im Steinkohlen-bergbau Mikroskopische Untersuchungen an Steinkohle, Koks und Briketts Teil 2: Herstellung von Krnerschliffen und Stckschliffen ISO 7404-2 x x x x x x DIN 22020-3 Rohstoffuntersuchungen im Steinkohlen-berg

47、bau Mikroskopische Untersuchungen an Steinkohle, Koks und Briketts Teil 3: Maceralanalyse an Krnerschliffen ISO 7404-3 x x x x - - DIN 51700:2015-12 20 Norm Titel Vergleichbare ISO-Normen (informativ) Anwendbar auf Steinkohlen, Steinkohlenbriketts Steinkohlenkoks Braunkohlen, Braunkohlen -briketts -

48、brennstaub Braunkohlen-koks Feste Biobrenn-stoffe Feste Sekundr-brennstoffe DIN 22020-4 Rohstoffuntersuchungen im Steinkohlen-bergbau Mikroskopische Untersuchungen an Steinkohle, Koks und Briketts Teil 4: Mikrolithotypenanalyse an Krnerschliffen ISO 7404-4 x x x x - - DIN 22020-5 Rohstoffuntersuchun

49、gen im Steinkohlen-bergbau Mikroskopische Untersuchungen an Steinkohle, Koks und Briketts Teil 5: Reflexionsmessung an Vitriniten ISO 7404-5 x x x x - - DIN 22021 Rohstoffuntersuchungen im Steinkohlen-bergbau Unterteilung der Nebengesteine aufgrund mikroskopischer Untersuchungen zur Kennzeichnung technologischer Eigensch