淺談測定煤炭發熱量時的若干問題

康翠霞

（山西同煤集團同家梁礦煤質中心，山西 大同 037025）

淺談測定煤炭發熱量時的若干問題

康翠霞

（山西同煤集團同家梁礦煤質中心，山西 大同 037025）

根據多年實踐，總結了煤炭發熱量測定過程中的若干問題，例如：發熱量測定前，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，還必須對氧彈進行氣密性檢查；再者，必須注意充氧時間及壓力，并對室溫進行控制，重視熱容量的標定試驗和儀器的定期標定；最后分析了點火失敗的主要原因，總之用以提高煤炭發熱量的測定精度。

煤炭發熱量；熱容量及儀器標定；煤樣測定

測定煤中發熱量是項很重要的工作，但是發熱量的測定過程中常受儀器性能和周圍環境等因素的影響，往往出現測定誤差。筆者在多年實驗與探索中，對此項工作總結出一些體會，用以減小誤差。

1 發熱量測定前，必須將煤樣混合均勻

由于煤炭是粒度組成和化學組成的很不均勻的混合物，制作煤樣時，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，所以會導致煤樣的不均勻。為使測定結果更準確，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，應使用“轉瓶法”混合。具體做法是：將所稱煤樣的容器蓋蓋嚴，用食指按住瓶蓋，其余手指握住瓶身，轉動手腕；轉動手腕的過程中，可使煤樣在水平和豎直方向都可翻轉混合，達到充分混合的目的，直到煤樣容器中無煤粉飛揚時，即可進行稱樣。但是，平時工作中的許多化驗員，只用煤樣勺在容器中攪拌煤樣，之后直接稱取進行試驗，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，影響測定結果的精度。

2 燃燒器皿使用前需要檢查

試驗前，必須檢查燃燒器皿底部是否變形、變薄，否則，應更換新的器皿。主要是因為使用時間久，底部變形、變薄，當遇到高硫、高熱值煤樣時，在點火后瞬間產生高溫、易將皿底熔化，造成短路而燒壞氧彈。

3 發熱量測定前，必須對氧彈進行氣密性檢查

氧彈氣密性檢查，是將充氧后的氧彈全部浸沒在水中，如果有氣泡不斷產生，則證明氧彈漏氣，此時不能進行試驗，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密所致。例如橡皮圈失去彈性，一是使用過久、老化，這時需要更換；二是由于橡皮圈太干燥，此時，應在每天化驗前，在橡皮圈上澆些蒸餾水，稍等它溶脹，擦干水后再做試驗；也可能是由于氧彈進出氣口或接頭內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，會使氧彈帽崩離，或整個氧彈崩出熱量計而造成事故。

4 必須注意充氧時間及壓力

氧彈準備好之后，在鋼瓶中氧氣壓力大于5.0MPa時，往氧彈中慢慢充入氧氣，直到充氧儀壓力達到2.8～3.0 MPa后，充氧時間至少達到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，會使測定結果熱值不準。而且壓力太高，會造成噴濺，使煤樣質量不準，所得熱值不準，此時應停止試驗。當鋼瓶中氧氣壓力小于5.0MPa時，充氧時間就應適當延長；小于4.0 MPa時，必須更換新的鋼瓶氧氣。

5 測定時的溫度控制

發熱量測定時，由于煤樣與儀器、介質、環境溫度有著密切關系。故對室溫進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，并使發熱量產生誤差，影響結果的準確性。還有一個更重要的原因，因為自動量熱計控制儀各數顯溫度計內的元器件，多是大規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，試驗過程中可能會出現跳數或拒絕工作現象。

為了避免室內溫度大幅變化，可以借助于控溫儀或空調。若采用空調，應注意空調不能對著熱量儀吹；而且要等室溫達到15℃～30℃時穩定后才能測定，這樣可使整個試驗過程中內、外筒溫度保持一致，從而消除了熱交換，才能保證發熱量測定結果的可靠性。同時還要強調一點，測發熱量時的室溫與標定熱容量時的室溫之差不能超過5℃。熱容量是決定發熱量準確度的關鍵，室溫變化大于5℃時，必須重做熱容量測定，否則發熱量測值不準。

6 熱容量的測定

熱容量標定試驗是發熱量測定的重要環節，正確地進行熱容量標定是獲得準確發熱量測定結果的前提。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，所以買來后應放在干燥器中。使用時，若發現有黑色、黃色或其它不正常物，應用小刀刮去。其次，熱容量標定一般應進行5次重復試驗。若5次測定結果分別為10738J/K、10751J/K、10723J/K、10742J/K、10711J/K，

那么根據5次重復試驗結果的平均值為；

重復測定值標準差為：

7 標準煤樣的測定

為了更準確地測定煤炭的發熱量，避免儀器出現誤差，要對儀器定期進行標定。表1中有一組數據顯示：熱值為（32.05+32.11）/2=32.08，在標準煤樣的標準熱值誤差范圍內，故儀器為正常。

表1

在試驗過程中，經常會出現點火失敗的情況。失敗的主要原因如下：

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

8 結束語

綜上所述，由于發熱量是評價煤質的一項重要指標，所以需要考慮影響測定的各種因素，并進行各種校正措施，才能獲得較準正確的結果，達到符合煤質的實際狀況。

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，山西應縣人，大專學歷，助理工程師，主要從事煤質化驗工作。

徐樹文