論如何提高煤炭發(fā)熱量測(cè)定的精確度

高成偉

【摘 要】根據(jù)多年的工作實(shí)踐得出，煤炭在發(fā)熱測(cè)定的時(shí)候經(jīng)常會(huì)受到各種因素的影響而產(chǎn)生問(wèn)題，如熱容量的標(biāo)定不明確、標(biāo)定條件和室內(nèi)條件差異性、自動(dòng)量熱儀其故障等。為此，我們?cè)诠ぷ髦斜仨氁槍?duì)其中產(chǎn)生的各種原因進(jìn)行深入分析，總結(jié)有關(guān)提高煤炭發(fā)熱量測(cè)定的精確度，以供同行工作參考。

【關(guān)鍵詞】煤炭加熱；熱容量；檢測(cè)；精確度

在目前社會(huì)發(fā)展中，煤炭發(fā)熱量的測(cè)定是一項(xiàng)極為重要的工作，是提高煤炭資源利用率的主要途徑。但是在實(shí)際工作中，發(fā)熱量的測(cè)定工作中經(jīng)常因?yàn)槭艿絻x器性能、周圍環(huán)境等因素的影響，往往都會(huì)出現(xiàn)測(cè)定誤差問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)是目前最為常見的，也是當(dāng)今社會(huì)中有關(guān)人員研究的重點(diǎn)課題。

1.煤炭發(fā)熱量分析

煤的發(fā)熱量是評(píng)估煤炭質(zhì)量的主要手段，是一項(xiàng)極為重要的指標(biāo)，也是供熱用煤的質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。煤炭發(fā)熱量不僅為煤炭分類提供了重要的依據(jù)，還是動(dòng)力用煤的計(jì)價(jià)依據(jù)。因此，在工作中做好發(fā)熱量的測(cè)定就顯得格外重要，其測(cè)定精確度直接關(guān)系到有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)效率和效益。

1.1煤炭發(fā)熱量概念

所謂的煤炭發(fā)熱量主要指的是煤炭燃燒的時(shí)候所釋放出來(lái)的能量，一般是以焦耳每克作為基礎(chǔ)單位。截至目前，我國(guó)在目前的煤炭生產(chǎn)工作中常用的熱單位卡是以1卡=4.1816焦耳換算的。

1.2煤炭發(fā)熱量分類

根據(jù)目前煤炭運(yùn)銷中常采用的發(fā)熱量進(jìn)行分析，其主要可以分為空氣干燥基發(fā)熱量、收到基低位發(fā)熱量和空氣干燥基高位發(fā)熱量三種。

2.煤炭發(fā)熱量測(cè)定分析

煤炭發(fā)熱量測(cè)定工作的開展是一個(gè)具備著規(guī)范性強(qiáng)、設(shè)備使用多、設(shè)備故障繁雜的系統(tǒng)工作。在這里，我們就煤炭發(fā)熱量測(cè)定工作要點(diǎn)進(jìn)行研究。

2.1測(cè)定原理

煤炭發(fā)熱量是測(cè)定煤炭質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，只有測(cè)定出正確、科學(xué)的煤炭發(fā)熱量，才能保證煤炭資源使用的科學(xué)性、合理性。在煤炭發(fā)熱量測(cè)定工作中主要的測(cè)定原理是：將一定量的試樣置放在充有過(guò)量氧氣的氧化彈內(nèi)進(jìn)行燃燒，將其釋放出來(lái)的熱量被一定的水吸收，從而根據(jù)水溫的變化來(lái)衡量煤炭所釋放出來(lái)的熱量。這種測(cè)量方法在目前被廣泛的稱之為氧彈燃燒量熱法，是目前采用最多的一種測(cè)定方式。但是其經(jīng)常會(huì)受到儀器、設(shè)備的質(zhì)量影響而產(chǎn)生隱患，為此在工作中我們有必要對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究。

2.2煤炭發(fā)熱量測(cè)定儀器的選用

在測(cè)量煤炭發(fā)熱量的時(shí)候，其所選用的儀器設(shè)備主要有熱量?jī)x（也被稱之為熱量計(jì)），這一儀器包含有燃燒氧彈、內(nèi)筒、外筒、攪拌器、溫度器、傳感器、點(diǎn)火裝置以及水構(gòu)成的，在測(cè)定的時(shí)候要提前對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行檢查。

2.3熱容量的測(cè)定

測(cè)定熱容量是煤炭發(fā)熱量測(cè)定工作中的核心環(huán)節(jié)，是正確進(jìn)行熱容量標(biāo)定的基礎(chǔ)前提。在工作中對(duì)于已經(jīng)制成片的苯甲酸要及時(shí)的選用，且在測(cè)定中如果產(chǎn)生黑色、黃色以及其他一些不正常的顏色的話，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的采用小刀將這一塊去除，然后在進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)。在煤炭發(fā)熱量測(cè)定工作中，需要進(jìn)行連續(xù)5次反復(fù)測(cè)定。最終的平均值是按照公式X=（10738+10751+10723+10742+10711）/5=10733，其重復(fù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差值為是按照下面公式進(jìn)行計(jì)算的：

S==16。其中，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差S/X×100=01.5%，小于20%。這種計(jì)算方法在目前可謂是一個(gè)合格的測(cè)定流程。

3.煤炭發(fā)熱量測(cè)定誤差產(chǎn)生原因以及改進(jìn)對(duì)策

在目前的煤炭發(fā)熱量測(cè)定工作中，產(chǎn)生誤差的原因主要從熱容量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)、熱容量測(cè)定條件與發(fā)熱量測(cè)定條件差異以及自動(dòng)熱儀故障等環(huán)節(jié)進(jìn)行研究和分析。

3.1熱容量的標(biāo)定準(zhǔn)確

熱容量標(biāo)定的準(zhǔn)確與否是影響煤炭發(fā)熱量測(cè)定的主要原因之一，也是現(xiàn)代化工作中最為關(guān)鍵的課題。儀器的供熱容量是可以采用已經(jīng)知道的工作熱值作為基準(zhǔn)物來(lái)進(jìn)行衡量和解決。在這個(gè)時(shí)候，工作中應(yīng)當(dāng)注意所選用的苯甲酸純度，最好選擇那些已經(jīng)被計(jì)量部門檢驗(yàn)且合格的苯甲酸，同時(shí)還需要注意在工作中盡量不要將苯甲酸沾污。對(duì)于已經(jīng)壓制成為片狀的苯甲酸在工作中要將其存儲(chǔ)在干燥的容器當(dāng)中，以避免其與水分接觸而發(fā)生變質(zhì)。

3.2熱容量標(biāo)定條件以及發(fā)熱量測(cè)定條件差異分析

3.2.1室內(nèi)溫度的影響

在測(cè)定的時(shí)候，室內(nèi)溫度應(yīng)當(dāng)盡量保持在恒定狀態(tài)，在對(duì)此熱容量標(biāo)定和發(fā)熱量測(cè)定的過(guò)程中，要盡可能的將室內(nèi)溫度控制在17～30℃之間，而且還要避免室內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)烈的熱源以及風(fēng)扇等。為了保持室溫，化驗(yàn)室可選用空調(diào)，但應(yīng)該注意空調(diào)不能對(duì)著熱量?jī)x吹，而且要等到室溫穩(wěn)定后才能測(cè)定，一般在進(jìn)行煤的發(fā)熱量測(cè)定前0.5h將空調(diào)開啟，并在發(fā)熱量室內(nèi)4個(gè)角分別懸掛1只溫度計(jì)，0.5h后觀察室內(nèi)溫度。待室溫恒定之后，調(diào)節(jié)外筒水溫與室溫溫差在1.5℃以內(nèi)方可進(jìn)行發(fā)熱量測(cè)定，而且每次測(cè)定室溫變化不應(yīng)超過(guò)1℃。

3.2.2內(nèi)筒的水量不能保持一致

自動(dòng)量熱儀內(nèi)筒水是從外筒把水注入內(nèi)筒，要注意檢查量熱儀電磁閥，包括進(jìn)水閥和放水閥有無(wú)故障，一旦故障，內(nèi)筒水量就會(huì)發(fā)生變化，而內(nèi)筒的水量不能保持一致會(huì)使儀器的熱容量發(fā)生變化，從而導(dǎo)致煤樣熱值出現(xiàn)明顯差錯(cuò)。因此應(yīng)經(jīng)常用標(biāo)準(zhǔn)煤樣或已知熱值煤樣檢查儀器的熱容量。

3.2.3同一煤樣兩次重復(fù)測(cè)定內(nèi)筒初始溫度未能保持一致

在試驗(yàn)過(guò)程中，如用同一氧彈連續(xù)進(jìn)行多次試驗(yàn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)完成后用手觸摸氧彈其表面溫度會(huì)較前一次試驗(yàn)時(shí)的溫度高，其實(shí)，量熱系統(tǒng)其他部件與氧彈一樣存在這個(gè)問(wèn)題。這樣一來(lái)，量熱系統(tǒng)水溫會(huì)逐漸升高，從而使同一煤樣兩次重復(fù)測(cè)定內(nèi)筒初始溫度不能保持一致。

3.3自動(dòng)量熱儀故障

常規(guī)自動(dòng)熱量?jī)x的升溫曲線

如圖得出，其所形成故障和預(yù)防措施主要可以從下進(jìn)行分析：

（1）未定期對(duì)量熱溫度計(jì)進(jìn)行校檢。任何精密的測(cè)量?jī)x器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用都會(huì)因使用方式、傳導(dǎo)材料性能變化、部件磨損等原因造成精度允許誤差超值，使用中如長(zhǎng)期不進(jìn)行校檢，將會(huì)影響設(shè)備工作質(zhì)量。例如在煤炭鉑電阻測(cè)溫探頭的頂部是一玻璃制品，很容易碰傷碰破，當(dāng)玻璃制品破裂后，鉑電阻內(nèi)進(jìn)水，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)溫不準(zhǔn)，因此要正確使用鉑電阻測(cè)溫探頭，輕拿輕放，妥善保管。

（2）攪拌器故障或攪拌速度不均勻。量熱儀在使用過(guò)程中由于攪拌器線路接觸不良或者攪拌器本身?yè)p壞出現(xiàn)故障，使得攪拌槳時(shí)快時(shí)慢，時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停，從而使攪拌速度不均勻攪拌槳被卡住不能自由動(dòng)作，導(dǎo)致內(nèi)筒水溫不均勻，造成內(nèi)筒水測(cè)溫不準(zhǔn)引起測(cè)量誤差。

（3）自動(dòng)量熱儀與氧彈接觸不良會(huì)造成點(diǎn)火失敗。在發(fā)熱量測(cè)定中，最常見的問(wèn)題是點(diǎn)火失敗，主要原因：第一，氧彈接觸（下轉(zhuǎn)第65頁(yè)）（上接第30頁(yè)）不良。主要是氧彈經(jīng)多次試驗(yàn)后，兩根接點(diǎn)火絲的接線柱被氧化，使得點(diǎn)火絲與氧彈接觸不良，造成點(diǎn)火失敗。第二，氧彈內(nèi)電極短路。氧彈內(nèi)兩電極靠得太近，放入坩堝后造成短路，以致點(diǎn)火失敗。

（4）氧氣壓力及充氧時(shí)間不足。鋼瓶中氧氣壓力低于4.0MPa時(shí)不能再使用，應(yīng)重新更換氧氣瓶。若瓶?jī)?nèi)氧氣壓力低于5.0MPa時(shí)，充氧時(shí)間應(yīng)酌量延長(zhǎng)，因?yàn)檠鯊梼?nèi)氧氣壓力不足或充氧時(shí)間不足會(huì)使煤樣燃燒不完全，造成結(jié)果偏低。因此，鋼瓶?jī)?nèi)氧氣壓力不得低于5.0MP，并且充氧時(shí)間不得低于15s。

4.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是一個(gè)煤炭資源儲(chǔ)量豐富、消耗巨大的國(guó)家，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的不斷提高，作為煤炭貿(mào)易結(jié)算主要依據(jù)的熱值檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性便成了供需雙方關(guān)注的主要焦點(diǎn)。根據(jù)文中有關(guān)問(wèn)題得出，要提高煤發(fā)熱量測(cè)定的準(zhǔn)確度，就必須做到以下三點(diǎn)：第一，熱容量標(biāo)定的準(zhǔn)確性直接影響發(fā)熱量的正確性，因此應(yīng)定期按國(guó)標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定。第二，自動(dòng)量熱儀應(yīng)定期檢查維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。第三，熱容量標(biāo)定條件應(yīng)與發(fā)熱量測(cè)定條件盡量保持一致。與此同時(shí)，我們?cè)诠ぷ髦胁荒芎雎怨ぷ魅藛T自身問(wèn)題，要著重加強(qiáng)質(zhì)監(jiān)工作人員的作風(fēng)，從根本上保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭鵬，高云峰.影響煤炭發(fā)熱量準(zhǔn)確測(cè)定的因素及對(duì)策[J].煤質(zhì)技術(shù)，2007（02）.

[2]胡靖.自動(dòng)量熱儀的使用與維護(hù)[J].煤質(zhì)技術(shù)，2008（02）.

[3]劉桂香，楊連合.煤炭發(fā)熱量測(cè)定中的體會(huì)[J].煤質(zhì)技術(shù)，2009（01）.

[4]王德高，邵軍緒.測(cè)定煤的發(fā)熱量氧彈內(nèi)加水問(wèn)題的探討[J].科技資訊，2006（30）.

[5]劉文郁.測(cè)定煤發(fā)熱量時(shí)注意的問(wèn)題[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2010（14）.