淺談測定煤炭發(fā)熱量時(shí)的若干問題

康翠霞

（山西同煤集團(tuán)同家梁礦煤質(zhì)中心，山西 大同 037025）

淺談測定煤炭發(fā)熱量時(shí)的若干問題

康翠霞

（山西同煤集團(tuán)同家梁礦煤質(zhì)中心，山西 大同 037025）

根據(jù)多年實(shí)踐，總結(jié)了煤炭發(fā)熱量測定過程中的若干問題，例如：發(fā)熱量測定前，必須將煤樣混合均勻，并須檢查燃燒皿底部是否變形、變薄、可用，還必須對氧彈進(jìn)行氣密性檢查；再者，必須注意充氧時(shí)間及壓力，并對室溫進(jìn)行控制，重視熱容量的標(biāo)定試驗(yàn)和儀器的定期標(biāo)定；最后分析了點(diǎn)火失敗的主要原因，總之用以提高煤炭發(fā)熱量的測定精度。

煤炭發(fā)熱量；熱容量及儀器標(biāo)定；煤樣測定

測定煤中發(fā)熱量是項(xiàng)很重要的工作，但是發(fā)熱量的測定過程中常受儀器性能和周圍環(huán)境等因素的影響，往往出現(xiàn)測定誤差。筆者在多年實(shí)驗(yàn)與探索中，對此項(xiàng)工作總結(jié)出一些體會，用以減小誤差。

1 發(fā)熱量測定前，必須將煤樣混合均勻

由于煤炭是粒度組成和化學(xué)組成的很不均勻的混合物，制作煤樣時(shí)，會由于人為原因造成粒度大小不一，且在移動和存儲的過程中，會受重力的作用使粒度分離；粒度大的煤樣，容易在容器的下部和四周聚集；粒度小的煤樣，則易集中在容器的上部和中間，所以會導(dǎo)致煤樣的不均勻。為使測定結(jié)果更準(zhǔn)確，在稱量煤樣前，必須使容器中的煤樣充分混合均勻。

要使容器中的煤樣混合均勻，應(yīng)使用“轉(zhuǎn)瓶法”混合。具體做法是：將所稱煤樣的容器蓋蓋嚴(yán)，用食指按住瓶蓋，其余手指握住瓶身，轉(zhuǎn)動手腕；轉(zhuǎn)動手腕的過程中，可使煤樣在水平和豎直方向都可翻轉(zhuǎn)混合，達(dá)到充分混合的目的，直到煤樣容器中無煤粉飛揚(yáng)時(shí)，即可進(jìn)行稱樣。但是，平時(shí)工作中的許多化驗(yàn)員，只用煤樣勺在容器中攪拌煤樣，之后直接稱取進(jìn)行試驗(yàn)，以為這樣就可以使煤樣混合均勻，卻不知道這樣操作只能降低煤樣的代表性，影響測定結(jié)果的精度。

2 燃燒器皿使用前需要檢查

試驗(yàn)前，必須檢查燃燒器皿底部是否變形、變薄，否則，應(yīng)更換新的器皿。主要是因?yàn)槭褂脮r(shí)間久，底部變形、變薄，當(dāng)遇到高硫、高熱值煤樣時(shí)，在點(diǎn)火后瞬間產(chǎn)生高溫、易將皿底熔化，造成短路而燒壞氧彈。

3 發(fā)熱量測定前，必須對氧彈進(jìn)行氣密性檢查

氧彈氣密性檢查，是將充氧后的氧彈全部浸沒在水中，如果有氣泡不斷產(chǎn)生，則證明氧彈漏氣，此時(shí)不能進(jìn)行試驗(yàn)，必須修理好再用。漏氣的主要原因是由于各部件連接部分及橡皮圈彈性不好、或零部件磨損造成的接觸不嚴(yán)密所致。例如橡皮圈失去彈性，一是使用過久、老化，這時(shí)需要更換；二是由于橡皮圈太干燥，此時(shí)，應(yīng)在每天化驗(yàn)前，在橡皮圈上澆些蒸餾水，稍等它溶脹，擦干水后再做試驗(yàn)；也可能是由于氧彈進(jìn)出氣口或接頭內(nèi)部有臟物或上得不緊，需整理后方可使用。如果使用漏氣的氧彈作試驗(yàn)，會使氧彈帽崩離，或整個(gè)氧彈崩出熱量計(jì)而造成事故。

4 必須注意充氧時(shí)間及壓力

氧彈準(zhǔn)備好之后，在鋼瓶中氧氣壓力大于5.0MPa時(shí)，往氧彈中慢慢充入氧氣，直到充氧儀壓力達(dá)到2.8～3.0 MPa后，充氧時(shí)間至少達(dá)到15 s，充氧才能完成。如果充氧壓力低于2.8 MPa或大于3.2 MPa，會使測定結(jié)果熱值不準(zhǔn)。而且壓力太高，會造成噴濺，使煤樣質(zhì)量不準(zhǔn)，所得熱值不準(zhǔn)，此時(shí)應(yīng)停止試驗(yàn)。當(dāng)鋼瓶中氧氣壓力小于5.0MPa時(shí)，充氧時(shí)間就應(yīng)適當(dāng)延長；小于4.0 MPa時(shí)，必須更換新的鋼瓶氧氣。

5 測定時(shí)的溫度控制

發(fā)熱量測定時(shí)，由于煤樣與儀器、介質(zhì)、環(huán)境溫度有著密切關(guān)系。故對室溫進(jìn)行控制是測定中的重要步驟之一。通常室溫以不超出15℃～30℃范圍為宜，若低于15℃或高于30℃，都會使測溫不準(zhǔn)，并使發(fā)熱量產(chǎn)生誤差，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。還有一個(gè)更重要的原因，因?yàn)樽詣恿繜嵊?jì)控制儀各數(shù)顯溫度計(jì)內(nèi)的元器件，多是大規(guī)模集成塊及電子元器件，溫度過低或過高將會影響這些器件的功能，試驗(yàn)過程中可能會出現(xiàn)跳數(shù)或拒絕工作現(xiàn)象。

為了避免室內(nèi)溫度大幅變化，可以借助于控溫儀或空調(diào)。若采用空調(diào)，應(yīng)注意空調(diào)不能對著熱量儀吹；而且要等室溫達(dá)到15℃～30℃時(shí)穩(wěn)定后才能測定，這樣可使整個(gè)試驗(yàn)過程中內(nèi)、外筒溫度保持一致，從而消除了熱交換，才能保證發(fā)熱量測定結(jié)果的可靠性。同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，測發(fā)熱量時(shí)的室溫與標(biāo)定熱容量時(shí)的室溫之差不能超過5℃。熱容量是決定發(fā)熱量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵，室溫變化大于5℃時(shí)，必須重做熱容量測定，否則發(fā)熱量測值不準(zhǔn)。

6 熱容量的測定

熱容量標(biāo)定試驗(yàn)是發(fā)熱量測定的重要環(huán)節(jié)，正確地進(jìn)行熱容量標(biāo)定是獲得準(zhǔn)確發(fā)熱量測定結(jié)果的前提。首先，要從商家購買已壓制成片的苯甲酸，為了避免片狀的苯甲酸吸水后干燥起來困難，所以買來后應(yīng)放在干燥器中。使用時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有黑色、黃色或其它不正常物，應(yīng)用小刀刮去。其次，熱容量標(biāo)定一般應(yīng)進(jìn)行5次重復(fù)試驗(yàn)。若5次測定結(jié)果分別為10738J/K、10751J/K、10723J/K、10742J/K、10711J/K，

那么根據(jù)5次重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果的平均值為；

重復(fù)測定值標(biāo)準(zhǔn)差為：

7 標(biāo)準(zhǔn)煤樣的測定

為了更準(zhǔn)確地測定煤炭的發(fā)熱量，避免儀器出現(xiàn)誤差，要對儀器定期進(jìn)行標(biāo)定。表1中有一組數(shù)據(jù)顯示：熱值為（32.05+32.11）/2=32.08，在標(biāo)準(zhǔn)煤樣的標(biāo)準(zhǔn)熱值誤差范圍內(nèi)，故儀器為正常。

表1

在試驗(yàn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)點(diǎn)火失敗的情況。失敗的主要原因如下：

（1）先用萬用表測量氧彈上的兩個(gè)點(diǎn)火電極間的線路是否導(dǎo)通；（2）檢查兩個(gè)電極柱是否氧化生銹，去除方法是用砂紙將兩個(gè)電極柱特別是點(diǎn)火絲連接部位打磨光亮；（3）檢查量熱儀上的兩個(gè)電極引出線是否有虛焊或斷線情況；（4）檢查點(diǎn)火絲是否與電極柱接觸良好；（5）檢查是否短路，首先應(yīng)檢查兩電極柱，主要檢查帶坩堝架的電極柱是否與氧彈接觸，氧彈內(nèi)的絕緣套柱是否破損，以及內(nèi)筒水是否清潔或混入了電解質(zhì)等。

8 結(jié)束語

綜上所述，由于發(fā)熱量是評價(jià)煤質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，所以需要考慮影響測定的各種因素，并進(jìn)行各種校正措施，才能獲得較準(zhǔn)正確的結(jié)果，達(dá)到符合煤質(zhì)的實(shí)際狀況。

Some Problems During the Coal Calorific Value Determination

KANG Cui-xia
(Coal Quality Center of Tongjialiang Mine,Datong Coal Group,Datong Shanxi 037025,China)

The author sums up some problems during the coal calorific value determination to improve its precision.Firstly,before the determination,coal samples should be mixed well,combustion boat should be checked whether it is out of shape,thinner and usable,and oxygen-bomb should be checked for air tightness.Besides,oxygen-filling time and pressure,room temperature,thermal capacity calibration test and instrument's regular calibration should be noticed and valued.Finally,the article analyzes the major reasons of ignition failure.

calorific value of coal;thermal capacity and instrument calibration;coal samples'measurement

TD672

A

1672-5050（2010）08-0075-03

2010-07-26

康翠霞（1974—）女，山西應(yīng)縣人，大專學(xué)歷，助理工程師，主要從事煤質(zhì)化驗(yàn)工作。

徐樹文