原煤發熱量測定結果影響因素分析

白亞亞，王生智

（1.蘭州石化質檢部，甘肅蘭州 730060；2.蘭州石化礦區事業部，甘肅蘭州 730060）

電力系統和化工企業，原煤發熱量測定是質量判等的重要指標，分析測試只有85 %測定結果達到GB/T213-2003 所規定的精密度范圍（≤120 J/g）的要求，分析數據的重復性很不理想。因此，找出影響原煤發熱量測定結果準確度的因素迫在眉睫。在分析方法確定的前提下，對充氧壓力、充氧時間、儀器的標定、內外筒溫差等條件進行測試，以確定影響原煤發熱量測定結果準確度因素。

1 實驗部分

1.1 原煤發熱量測定結果影響因素的分析

對2014 年原煤發熱量的測定結果進行統計，統計（見表1）。

表1 原煤發熱量的分析數據統計表

從表1 看出，2014 年原煤發熱量測定結果的重復性很不理想。

為了找出影響煤質發熱量分析精密度的因素，對實際測定中存在的問題進行了統計，統計結果（見表2）。

表2 原煤發熱量測定結果影響因素統計表

1.2 主要原因的確認

1.2.1 樣品稱量 對2014 年1 月－2014 年5 月的原煤分析原始數據進行了統計。統計結果發現樣品質量符合要求，稱量范圍為0.9 g～1.1 g（稱準至0.000 2 g），天平精度符合要求，故樣品稱量不是影響原煤發熱量測定結果準確度的主要因素。

1.2.2 充氧壓力 通過現場檢查對不同充氧壓力下發熱量為30.81 MJ/kg 的標煤結果進行了統計（見表3）。

從以上數據可以看出：當充氧壓力＜2.8 MPa 時，氧氣量不足，樣品燃燒不完全，發熱量測定結果偏低，重復性差。氧氣壓力＞3.0 MPa 時，結果重復性差，且氧彈容易發生爆炸，極不安全。故充氧壓力是影響原煤發熱量測定結果準確度的主要因素。

1.2.3 充氧時間 對不同充氧時間下發熱量為30.81 MJ/kg 的標煤結果進行了測試（見表4）。

充氧時間過短，導致充氧量不足，樣品燃燒不完全，發熱量測定結果偏低。充氧時間過長，氧氣過量，容易使樣品產生爆燃，導致結果偏低。故充氧時間是影響原煤發熱量測定結果準確度的主要因素。

表3 發熱量在不同充氧壓力下測定結果統計表

表4 發熱量在不同充氧時間下測定結果統計表

1.2.4 室內溫度、內外筒溫差 由于水的比熱容較大，當室溫變化較大時，會使內外筒溫度產生較大誤差，從而導致大的發熱量誤差。對結果為30.81 MJ/kg 的標煤在不同溫度下進行了測試（見圖1）。

圖1 室內溫度、內外筒溫差對發熱量的影響圖

實驗數據顯示：一季度由于室溫較低，分析精密度超出了120 J/g，誤差較大，故室溫及內外筒溫差是影響原煤發熱量測定結果準確度的主要因素。

1.2.5 儀器的標定（苯甲酸標定發熱量） 選用熱值為26 458 J/g 的苯甲酸標準物質對量熱儀1403129 和1403133 進行發熱量測定，數據（見表5）。

GB/T213-2003 規定：以苯甲酸作為樣品進行5 次發熱量測定, 其平均值與標準熱值之差不超過50 J/g。從測試結果可以看出誤差在允許范圍內，儀器穩定可用。故樣儀器的標定不是影響原煤發熱量測定結果準確度的主要因素。

1.3 解決方案

1.3.1 控制充氧壓力 當氧氣瓶壓力低于4 MPa 時，及時更換氧氣瓶；更換完氧氣瓶后及時試漏；定期檢定氧壓表，使減壓閥上的壓力與自動充氧器保持一致。

表5 不同儀器發熱量測定結果統計表

實施效果：通過以上措施的實施，充氧壓力穩定于2.8 MPa～3.0 MPa，解決了充氧壓力過高或過低的問題。

1.3.2 嚴格控制充氧時間 當充氧時間短發熱量測定結果偏低。充氧時間長樣品易爆燃?？刂瞥溲鯐r間為25 s～40 s 進行實驗測試（見圖2）。

圖2 不同充氧時間發熱量的比較測試圖

從數據統計情況來看，充氧時間控制在25 s～40 s 分析數據穩定。措施：在自動充氧器旁邊安裝一臺電子計時器。

實施效果：通過安裝電子計時器，有效解決了因充氧時間不夠或不一致而引起數據穩定性差的問題。

1.3.3 控制內外筒溫差 當室溫變化較大時，內外筒溫度變換較大，發熱量測定結果誤差較大?？刂剖覝卦?9.5 ℃～21.5 ℃，對數據的穩定性進行測試（見圖3）。

圖3 內外筒在不同室溫下發熱量比較測試圖

從數據統計情況來看，室溫控制19.5 ℃～21.5 ℃分析數據穩定。措施：提出儀器室內安裝空調。

實施效果：在儀器室內安裝空調后，室內外溫度控制在19.5 ℃～21.5 ℃，分析數據穩定，消除了由于室內溫度低及內外筒溫差大而引起的分析誤差。

1.4 效果檢查

措施實施前后的分析數據進行對比（見圖4）。通過對充氧壓力、充氧時間、內外筒溫差等條件的嚴格控制。原煤發熱量測定結果準確度得以提高，為鍋爐用煤提供準確數據。

圖4 措施實施前后的對比圖

2 結論

不同充氧壓力、充氧時間、內外筒溫差是影響原煤發熱量測定結果準確度的主要因素?？刂瞥溲鯄毫橛?.8 MPa～3.0 MPa，充氧時間為25 s～40 s，室內外溫度為19.5 ℃～21.5 ℃，原煤發熱量測定結果重復性好，準確度高。

［1］ 劉珍.化驗員讀本（上冊）分析化學［M］.北京：化學工業出版社，2009.

［2］ 劉瑞雪.化驗員習題集（第二版）［M］.北京：化學工業出版社，2005.

［3］ 申軍會，鄧小波，張穎君，李月霞，李建洮.石油化工產品實驗方法標準匯編［M］.蘭州：蘭州石化公司技術處編，2004.

［4］ 工業鍋爐水處理［M］.北京：氣象出版社，2008.