煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量和揮發(fā)分的測定與準(zhǔn)確性分析

馬文紅

1 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量和揮發(fā)分概述

1.1 煤炭發(fā)熱量指標(biāo)的概念

煤炭發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤炭完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量,其中熱量常用數(shù)據(jù)單位為卡,1卡就是指將1克純水升高1攝氏度所需要的熱量,由于水的比熱會(huì)隨不同的溫度而發(fā)生改變,所以卡這一常用的熱量單位還常常分成不同溫度下的卡。而國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定包括煤炭等在內(nèi)的固體礦物燃料的發(fā)熱量單位還直接使用焦耳,其中熱量單位卡與焦耳的換算關(guān)系為1焦耳等于0.239卡。

1.2 煤炭揮發(fā)分指標(biāo)的概念

煤炭揮發(fā)分是指把煤炭放在一個(gè)隔絕空氣的容器內(nèi),然后對存放煤炭的容器進(jìn)行高溫加熱,加熱到一定溫度的條件下,固態(tài)的煤炭將會(huì)在高溫高壓的作用下分解出爭氣狀態(tài)的物質(zhì),然后出去煤炭中所含的水分,剩下的焦渣即為煤炭的不揮發(fā)物質(zhì)。需要說明的是煤炭揮發(fā)分受測定條件的影響比較大,一般不同測定條件下煤炭的揮發(fā)分的組成成分會(huì)有所不同。

2 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量的測定及其準(zhǔn)確性分析

2.1 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量的測定

(1)煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測定的意義,煤炭發(fā)熱量作為煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)之一,煤炭發(fā)熱量的測定具有如下幾個(gè)方面的意義:首先,煤炭發(fā)熱量的測定是評(píng)價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的需要。煤炭作為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的能源,在煤炭的使用過程中發(fā)現(xiàn)一般煤炭的發(fā)熱量越高,煤炭相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值就越大;其次,煤炭在燃燒火災(zāi)氣化的過程中可以根據(jù)其測定的發(fā)熱量來計(jì)算煤炭的利用率,并根據(jù)這些計(jì)算參數(shù)來改進(jìn)工藝流程和燃煤設(shè)備,充分保證煤炭的利用率;再次,煤炭發(fā)熱量的測定還可以有助于煤炭燃燒時(shí)理想燃燒溫度的估算以及所需空氣量和廢氣生成量的估算;最后,煤炭發(fā)熱量的測定是設(shè)計(jì)和選擇鍋爐種類和型號(hào)以及煤炭燃燒方式的重要參考依據(jù)。

(2)煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測定方法,當(dāng)前比較常用的煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測定方法主要有絕熱式熱量計(jì)法和恒溫式熱量計(jì)法兩種不同的測定方法,以下將分別給予詳細(xì)的說明:

第一、絕熱式熱量計(jì)法。絕熱式熱量計(jì)法的前期準(zhǔn)備包括測量煤炭試樣、氧彈以及一定量的水分。其中在使用絕熱式熱量計(jì)法進(jìn)行煤炭發(fā)熱量的測定時(shí)需要注意以下兩點(diǎn):一方面,水溫要盡量接近室溫,二者的溫差應(yīng)控制在5℃的范圍內(nèi),而且水溫應(yīng)以略低室溫為佳,如果水溫過高,可能導(dǎo)致水分蒸發(fā)過多,如果水溫過低,容易導(dǎo)致水蒸氣的凝結(jié),這些都將會(huì)引起最終測量結(jié)果的誤差;另一方面,氧彈、攪拌器和溫度計(jì)的設(shè)置問題,在溫度穩(wěn)定的情況下開動(dòng)攪拌器,然后調(diào)節(jié)冷卻水的流速,在溫度計(jì)的控制性使外筒加熱器每分鐘接通3到5次,充分保證煤炭發(fā)熱量測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

第二、恒溫式熱量計(jì)法。與絕熱式熱量計(jì)法不同的是恒溫式熱量計(jì)法要求室溫應(yīng)盡可能保持恒定,另外每次測定室溫的變化不得超過1℃,而且測定時(shí)的室溫要控制在一定的范圍內(nèi),并且室內(nèi)不能有強(qiáng)烈的空氣對流以及強(qiáng)烈的熱源等。同時(shí)在測量時(shí)不能有陽光照射,而且要把熱量測量儀器放在避免陽光直射的地方。除此之外,恒溫式熱量計(jì)法與絕熱式熱量計(jì)法的操作過程是一致的。

2.2 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測定的準(zhǔn)確性分析

總結(jié)來看,煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測定的準(zhǔn)確性主要受如下幾個(gè)方面因素的影響。

第一、檢測員的操作水平。這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在煤樣稱量的精確度、點(diǎn)火絲的放置位置合理與否以及充氧條件的把握上,檢測員對上述任何一條操作不慎的話,都將會(huì)造成最終測量結(jié)果的嚴(yán)重誤差。

第二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)儀器的精確度。這主要包括主要測量儀器量熱儀的精度以及其他配套儀器的精確度問題,這些問題不能得到有效控制的話,也會(huì)造成最終測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。

第三、外界環(huán)境因素。外界環(huán)境溫度和濕度的變化不僅影響測量儀器的性能,而且會(huì)影響最終的測量結(jié)果。

第四、煤樣的選擇。選擇的煤樣一定要具有很好的代表性,否則最終的測定結(jié)果將失去其評(píng)價(jià)煤炭質(zhì)量的客觀價(jià)值。

3 煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分的測定及其準(zhǔn)確性分析

3.1 煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分的測定

(1)煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測定的意義,煤炭揮發(fā)分作為煤炭分類的一項(xiàng)重要指標(biāo),首先,可以根據(jù)煤炭揮發(fā)分的測量結(jié)果來對煤的加工利用途徑進(jìn)行科學(xué)合理的分類;其次,在配煤煉焦的過程中,還需要參考揮發(fā)分的測量結(jié)果來確定配煤比;再次,在煤炭燃燒的過程中,還需要根據(jù)揮發(fā)分的測量值來選擇合適的燃燒設(shè)備;最后,煤炭揮發(fā)分的測定在煤炭氣化和液化工藝的選擇上具有非常重要的參考價(jià)值。

(2)煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測定方法,煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分的測定通常采用如下的一種測定方法,首先稱取一定量的具有代表性的試驗(yàn)煤樣,將稱量好的煤樣放在帶蓋的瓷坩堝中,然后將瓷坩堝在900攝氏度左右的溫度下,隔絕空氣加熱7分鐘左右后,計(jì)算煤樣質(zhì)量的減少量,將計(jì)算結(jié)果減去煤樣的含水量后所得到的數(shù)據(jù)即為煤樣的揮發(fā)分。

3.2 煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測定的準(zhǔn)確性分析

總結(jié)來看,煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測定的準(zhǔn)確性主要受如下幾個(gè)方面因素的影響:

第一、煤樣的選取。同煤炭發(fā)熱量測定的準(zhǔn)確性分析一樣,煤炭揮發(fā)分的測定同樣要求選取的煤樣要具有很好的代表性,而且從采樣到制樣的時(shí)間間隔應(yīng)控制在7天的范圍內(nèi),要防止煤樣的氧化。

第二、測量設(shè)備及測量儀器的精確度。同對煤炭發(fā)熱量測定的準(zhǔn)確性的影響一樣,測量儀器設(shè)備的精確度不能得到有效控制的話,也會(huì)造成最終測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。

第三、加熱方式。加熱方式選擇的是否合理將在很大程度上決定煤炭揮發(fā)分測量結(jié)果的準(zhǔn)確與否。

4 結(jié)語

煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量和揮發(fā)分作為評(píng)價(jià)煤炭質(zhì)量以及進(jìn)行煤炭分類的重要參考指標(biāo),提高煤炭發(fā)熱量和揮發(fā)分的測量精度具有非常重要的意義。然而煤炭發(fā)熱量和揮發(fā)分測定的準(zhǔn)確性容易受外界因素的干擾,因此,在測定的過程中還要控制好那些干擾因素對測量結(jié)果的影響。

參考文獻(xiàn)

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