煤的發(fā)熱量測定存在的問題及其解決措施

摘要：煤的發(fā)熱量體現(xiàn)了煤的質(zhì)量，是考察煤質(zhì)量的一個(gè)重要的指標(biāo)，因此煤的發(fā)熱量測定工作是十分重要的，但在實(shí)際操作中，煤的發(fā)熱量測定中存在很多問題，如稱樣、水質(zhì)以及氧彈等。文章旨在探討煤的發(fā)熱量測定中存在的問題，并提出相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)熱量；煤樣燃燒；熱值測定；充氧壓力；氧彈

中圖分類號(hào)：TQ533 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0077-02

煤的發(fā)熱量體現(xiàn)出了煤炭的質(zhì)量，隨著科技的不斷發(fā)展，煤的發(fā)熱量測定從人工操作的發(fā)熱量測定儀發(fā)展到現(xiàn)在的微電腦控制測定儀，其中經(jīng)歷了簡單電路控制煤發(fā)熱測定儀等階段。從人工操作到微電腦控制，操作員的操作越來越簡便。然而，無論是哪種發(fā)熱量測定儀，人工操作的準(zhǔn)確性都是非常關(guān)鍵，不容忽視的。本文就煤發(fā)熱量測定中存在的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

1 稱樣

樣品的稱量是煤的發(fā)熱量測定的開端，一旦稱樣的準(zhǔn)確性出現(xiàn)問題，將影響整個(gè)煤熱量測定過程。在對(duì)煤進(jìn)行稱樣時(shí)，要注意使稱量的樣品均勻的分布，可以對(duì)稱量的樣品進(jìn)行攪拌。稱量好的煤樣及時(shí)密封好，防止空氣中的水質(zhì)、雜質(zhì)等進(jìn)入使其變質(zhì)。此外，稱量時(shí)質(zhì)量要準(zhǔn)確，盡量減小測量誤差。

稱樣過程中要注意使煤樣均勻，避免有煤粒大小不均的情況。在對(duì)樣本取樣后，要將樣品進(jìn)行充分的搖勻，一般情況下，搖勻時(shí)間不小于兩分鐘，若此時(shí)仍有大煤粒存在，要考慮重新更換樣品，保證所有煤粒粒度都在0.2mm以下，因?yàn)槊毫Ｌ髸?huì)直接影響樣本的燃燒程度，進(jìn)而影響煤熱量的測定。

2 測定中的水質(zhì)問題

進(jìn)行熱量測定的關(guān)鍵因素是氧氣和水，水質(zhì)發(fā)生惡化對(duì)于測定結(jié)果的影響是很大的，會(huì)使水吸收熱量的能力上升或者下降，不均勻，吸熱后的水溫度分布不均勻。測定實(shí)驗(yàn)中的水如果長時(shí)間未進(jìn)行更換，會(huì)變渾濁，懸浮物大量增加，操作員要注意觀察水質(zhì)情況，及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的水進(jìn)行清理。實(shí)驗(yàn)中的水發(fā)生問題的原因主要有以下三個(gè)方面：（1）操作員在操作的過程中，將灰質(zhì)等帶進(jìn)水中，或者空氣中的灰塵進(jìn)入水中；（2）水長時(shí)間未進(jìn)行更換，微生物在水中繁殖；（3）水箱中有管道腐蝕，銹蝕影響了水質(zhì)。

3 氧彈問題

在實(shí)際操作中，氧彈發(fā)生漏氣是非常常見的問題，氧彈漏氣會(huì)使測定中的煤燃燒不充分，釋放的熱量少于其實(shí)際值，進(jìn)而導(dǎo)致熱量測定值不準(zhǔn)確。氧彈漏氣的原因一般有以下幾種情況：（1）氧彈的彈頭與身體接觸的部分連接不密閉；（2）氧彈的橡皮圈使用時(shí)間過長，導(dǎo)致橡皮圈老化，沒有彈性。在實(shí)際中，要經(jīng)常檢查橡皮圈是否老化，定期對(duì)橡皮圈進(jìn)行加濕處理；（3）進(jìn)出口氧氣的地方要經(jīng)常清理，以防有臟東西粘在上面，導(dǎo)致接口擰不緊發(fā)生漏氣。

4 充氧壓力

氧氣是煤的熱測定中另一個(gè)關(guān)鍵因素，其目的是使樣品煤充分燃燒，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)要求充氧壓力為2.8～3.0MPa，達(dá)到壓力后的持續(xù)充氧時(shí)間不得少于15s，在實(shí)際操作中一般將充氧時(shí)間設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的2倍，但要注意，不能使充氧壓力大于3.2MPa，實(shí)驗(yàn)中一旦壓力超標(biāo)，應(yīng)立即停止充氧，將氧氣壓力釋放到標(biāo)準(zhǔn)壓力。

5 煤樣燃燒情況檢查

只有煤樣充分燃燒，煤樣的熱量才能充分釋放出來，煤的發(fā)熱量測定才是準(zhǔn)確的。在實(shí)驗(yàn)中，必須在燃燒結(jié)束后對(duì)煤樣的燃燒情況進(jìn)行檢查，觀察煤樣是否燃燒完全，是否存在殘留的煤粒，是否有煤樣噴濺事實(shí)發(fā)生，若檢查中發(fā)現(xiàn)，煤樣燃燒不充分，則測定實(shí)驗(yàn)不精確，必須重新取樣重新對(duì)該煤的發(fā)熱量進(jìn)行測量，必須保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信。

6 燃燒皿

來源不同的燃燒皿，做工不盡相同。這就會(huì)導(dǎo)致不同的燃燒皿厚度和深淺不同，測量的結(jié)果也有差異，有實(shí)驗(yàn)表明，較薄且較輕的燃燒皿測量的發(fā)熱量要明顯大于厚而重的燃燒皿測定出的發(fā)熱量。在選擇燃燒皿時(shí)，要注意選擇規(guī)格相同的燃燒皿，避免因做工不同而導(dǎo)致的差異。

燃燒皿使用過之后要及時(shí)地進(jìn)行清洗，除去其表面的雜質(zhì)，要用紗布將燃燒皿上附著的殘留物擦去，將其放在電爐上進(jìn)行干燥，干燥后放在干燥器中備用。

7 特殊煤樣的熱值測定

特殊煤樣的熱值測定一般涉及兩種煤樣，一種是高灰難燃煤樣，另一種是飛濺煤樣。

7.1 高灰難燃煤樣

高灰難燃煤樣的發(fā)熱量一般較低，加之其難燃的特性，我們需要對(duì)其進(jìn)行處理后再進(jìn)行燃燒熱值測定。一種方法就是用擦鏡紙將煤樣包裝起來進(jìn)行測量，另一種方法就是將煤樣與甲苯酸一起包在紙內(nèi)測量其熱度。

用包擦鏡紙的方法進(jìn)行測量時(shí)，首先要知道所包擦鏡紙可以釋放出來的熱值，取定量擦鏡紙，將其揉起來放在燃燒皿中，按照發(fā)熱量測定的方法測量器發(fā)熱量，重復(fù)進(jìn)行至少三次，取其平均值確定擦鏡紙的熱度。將煤樣用擦鏡紙包起來，測量其發(fā)熱量，排除擦鏡紙的熱量后計(jì)算出煤樣的發(fā)熱量。注意，一般情況下每本擦鏡紙都有不同的發(fā)熱量，所以在用不同本的擦鏡紙時(shí)，要再次測定擦鏡紙的發(fā)熱量，不能一概而論。

在包擦鏡紙后依然難以燃燒的，可以將煤樣與甲苯酸按照4∶6或者5∶5（比例依據(jù)高灰難燃煤樣的難燃程度決定）的方式進(jìn)行混合，混合后用紙包起來壓緊放入燃燒皿中進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，注意要將煤粉與苯甲酸充分混合才能發(fā)揮作用。同包擦鏡紙的方法類似，這種方法也得提前測量出紙和苯甲酸的熱量，在總熱量的基礎(chǔ)上扣除掉紙和苯甲酸的熱量才是高灰難燃煤樣的發(fā)熱量。

7.2 飛濺煤樣

對(duì)于容易飛濺的煤樣，在實(shí)際熱量測定中我們采取類似高灰難燃煤樣熱度測量的方法，用擦鏡紙將飛濺煤樣包起來進(jìn)行測量，將棉線和點(diǎn)火絲放在樣品的上表面。若包擦鏡紙后，煤樣依舊飛濺，則可以適當(dāng)降低充氧的壓力，即降低煤樣的燃燒速度。此外，對(duì)于容易揮發(fā)的飛濺煤樣，可以提前對(duì)其進(jìn)行壓餅操作并將其切成小塊。

8 環(huán)境溫度對(duì)發(fā)熱量測量準(zhǔn)確性的影響

在對(duì)煤的發(fā)熱量進(jìn)行測量時(shí)，環(huán)境溫度的變化會(huì)引起測量儀器熱容量的變化，進(jìn)而使測量的準(zhǔn)確性下降。有實(shí)驗(yàn)證明，隨著環(huán)境溫度的上升，儀器的熱容量會(huì)隨之增大，從而使發(fā)熱量測定標(biāo)準(zhǔn)不準(zhǔn)確。對(duì)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度要加以控制，使之完全符合實(shí)驗(yàn)要求的環(huán)境溫度。測量儀器不宜放在能接受到光照的地方，儀器周圍也禁止使用各類發(fā)熱熱源，要定期對(duì)實(shí)驗(yàn)室室溫進(jìn)行測量，溫度不符合要求時(shí)對(duì)其立刻進(jìn)行調(diào)整，保持室溫的穩(wěn)定。具體要求為：實(shí)驗(yàn)室溫度應(yīng)在15℃～30℃的范圍內(nèi)，可以在實(shí)驗(yàn)室中安裝空調(diào)等設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)室室溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，但要注意不要將空調(diào)或風(fēng)扇正對(duì)著測量儀器吹。

9 總結(jié)

綜上所述，煤的發(fā)熱量測定作為測定煤質(zhì)量的重要手段，有著非常重大的意義。然而，在煤的發(fā)熱量測定中也有很多的問題，如上述提到的稱樣、水質(zhì)問題以及氧彈問題等。在實(shí)際操作中，隨著科技的發(fā)展，煤的發(fā)熱量測定儀器的自動(dòng)化水平越來越高，這就需要操作員充分掌握專業(yè)技能，定期對(duì)儀器以及儀器的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行檢查和調(diào)整，保證煤的發(fā)熱量測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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作者簡介：王妍（1985-），女，山西汾陽人，山西省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院工程師。endprint