影響煤炭發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果因素的分析

【摘 要】 依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 213-2008《煤的發(fā)熱量測(cè)定》，結(jié)合在實(shí)際測(cè)定發(fā)熱量指標(biāo)中的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了影響測(cè)定發(fā)熱量指標(biāo)的幾種常見(jiàn)問(wèn)題并且提出了相應(yīng)的解決辦法。

【關(guān)鍵詞】 煤質(zhì)分析 發(fā)熱量 熱容量

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.05.007

煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤樣在完全燃燒后所釋放出來(lái)的熱量。煤炭的發(fā)熱量是衡量煤炭質(zhì)量好壞的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，也是煤炭定價(jià)的重要環(huán)節(jié)。煤炭的市場(chǎng)價(jià)格與煤炭發(fā)熱量緊密相關(guān)，只有掌握煤炭發(fā)熱量指標(biāo)才能確定煤炭市場(chǎng)價(jià)格，并判斷煤炭?jī)r(jià)格是否與市場(chǎng)的價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)相符。結(jié)合在實(shí)際測(cè)定工作中的操作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了以下幾點(diǎn)對(duì)發(fā)熱量指標(biāo)的影響因素。

1 自動(dòng)量熱儀性能的穩(wěn)定性

隨著全自動(dòng)量熱儀自動(dòng)化程度的提高，大多數(shù)煤炭檢驗(yàn)室已經(jīng)更換了精密度較高的全自動(dòng)量熱儀，儀器操作的重要性似乎已被弱化。其實(shí)不然，精密度再高的儀器，如果操作不當(dāng)或是性能不穩(wěn)定，同樣會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果的不準(zhǔn)確。量熱儀的穩(wěn)定性則是測(cè)定煤炭發(fā)熱量的基礎(chǔ)。首先應(yīng)保持室溫相對(duì)穩(wěn)定，每次測(cè)定室溫變化不應(yīng)超過(guò)1℃，室溫恒定在15℃～30℃為宜。另外要對(duì)量熱儀的熱容量定期進(jìn)行標(biāo)定，在熱容量標(biāo)定完以后，用以下兩種方法進(jìn)行檢定所標(biāo)定的熱容量的有效性。

1.1 用已知的標(biāo)準(zhǔn)熱值苯甲酸進(jìn)行反標(biāo)測(cè)試

首先稱(chēng)取一定質(zhì)量的苯甲酸（0.9g～1.1g）放在燃燒皿中，然后將燃燒皿放入彈桶中進(jìn)行發(fā)熱量的測(cè)定試驗(yàn)，用彈筒熱值減掉硝酸生成熱，如果得到的熱值與苯甲酸的實(shí)際熱值之差的絕對(duì)值小于50J，那么，該熱容量是有效的。

1.2 用標(biāo)準(zhǔn)煤樣對(duì)熱容量進(jìn)行檢測(cè)

標(biāo)準(zhǔn)煤樣是經(jīng)過(guò)特殊處理、配制，經(jīng)有關(guān)計(jì)量部門(mén)定值的煤樣。測(cè)試自動(dòng)量熱儀的運(yùn)行是否出現(xiàn)偏差，在測(cè)試過(guò)程中，最好采用高、中、低三種熱值不等的標(biāo)準(zhǔn)煤樣進(jìn)行測(cè)試，若實(shí)際測(cè)得的熱值均在標(biāo)準(zhǔn)煤樣熱值的不確定度范圍內(nèi)，則可以認(rèn)定該熱容量是有效的。

2 煤樣的均勻性

煤樣是從大量的煤中采取的具有代表性的一部分煤，實(shí)驗(yàn)中實(shí)際用到的煤樣僅有1g左右，如果煤樣的粒度不均勻，將會(huì)放大誤差，使煤樣失去代表性。因此在煤樣的采樣、制樣、稱(chēng)取過(guò)程中一定要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，均勻稱(chēng)取，以提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

首先用轉(zhuǎn)瓶法將煤樣搖勻，然后用多點(diǎn)取樣法稱(chēng)取粒度小于0.2mm的空氣干燥基煤樣0.9g～1.1g。每次實(shí)驗(yàn)稱(chēng)取煤樣應(yīng)使用同一臺(tái)天平。燃燒時(shí)不易燃燒或是易飛濺的煤樣要先經(jīng)過(guò)特殊處理后，再進(jìn)行燃燒測(cè)試。煤樣的稱(chēng)取是發(fā)熱量測(cè)試的第一步，正確的煤樣稱(chēng)取可以提高發(fā)熱量測(cè)試結(jié)果的精確度。

3 量熱儀攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況

有時(shí)量熱儀的攪拌器會(huì)出現(xiàn)虛接、接觸不良的情況，這樣會(huì)使攪拌速度不均勻、時(shí)快時(shí)慢，甚至出現(xiàn)停轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，在攪拌槳安裝不合適的情況下，槳葉可能被卡住而不能自由旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致量熱儀內(nèi)桶中的水局部獲得的熱不能及時(shí)、均勻的散出。這樣使測(cè)得內(nèi)桶溫度的變化不準(zhǔn)確。應(yīng)在每次測(cè)定前對(duì)量熱儀進(jìn)行檢查，以確保量熱儀處于正常狀態(tài)。每次試驗(yàn)的過(guò)程中也要時(shí)時(shí)觀察機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行情況，防止出現(xiàn)問(wèn)題。

4 難燃煤以及易飛濺煤的處理

在實(shí)際的測(cè)定過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到高灰分的難燃燒的煤和高揮發(fā)分的易飛濺的煤，這類(lèi)煤在測(cè)定時(shí)需要經(jīng)過(guò)特殊處理。在每次測(cè)定之前，可從煤炭顏色上來(lái)初步判斷該煤是否為高灰分煤。若煤的顏色發(fā)灰甚至發(fā)白，那么該煤可認(rèn)定為高灰分煤。或者在測(cè)定發(fā)熱量之前先測(cè)定煤炭的灰分來(lái)確定煤樣是否為難燃煤。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后還需要檢查彈桶內(nèi)壁是否發(fā)黑，是否沾有煤樣，來(lái)判斷是否為易于飛濺的煤。

4.1 難燃煤的處理

測(cè)定難燃煤會(huì)因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中煤樣燃燒不完全而使得測(cè)定結(jié)果偏低。對(duì)于這種煤，一般采用包擦鏡紙的方法進(jìn)行測(cè)定。如果在包擦鏡紙的情況下，煤樣仍不能完全燃燒，則采用摻苯甲酸的方式進(jìn)行測(cè)定。切記要在量熱儀操作軟件的“添加熱”一欄填入擦鏡紙和苯甲酸的熱值。

4.2 易飛濺煤的處理

這種煤一般來(lái)說(shuō)是揮發(fā)分較高的煤，這種煤在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)因?yàn)辄c(diǎn)火時(shí)煤樣的爆燃造成煤樣濺出，使煤樣不能完全燃燒造成測(cè)定結(jié)果偏低。對(duì)于該類(lèi)煤樣，常采用包擦鏡紙的方法進(jìn)行測(cè)試。如果仍然噴濺，可適當(dāng)減小充氧壓力或先在壓餅機(jī)中壓餅后進(jìn)行測(cè)試。同理，也要在量熱儀操作軟件的“添加熱”一欄填入擦鏡紙的熱值。

5 點(diǎn)火失敗的解決辦法

點(diǎn)火失敗有多種原因，主要原因?yàn)辄c(diǎn)火線路不通、發(fā)生短路、點(diǎn)火絲未與煤樣接觸或是氧氣壓力不夠。因此在測(cè)定過(guò)程中要仔細(xì)檢查兩個(gè)點(diǎn)火電極柱是否因?yàn)樯P而導(dǎo)致不能通暢導(dǎo)電，出現(xiàn)這種情況，可以先用砂紙打磨兩端電極柱來(lái)保證點(diǎn)火絲與電極柱接觸良好。兩個(gè)電極柱不要與氧彈接觸以防止發(fā)生短路。點(diǎn)火前認(rèn)真檢查點(diǎn)火絲是否與煤樣接觸良好，氧氣壓力是否充足等。

總之，影響發(fā)熱量測(cè)定的因素有很多，要想得到準(zhǔn)確的測(cè)值，每一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)都不能忽略，所以在實(shí)際的操作過(guò)程中，工作態(tài)度一定要認(rèn)真負(fù)責(zé)，不可大意馬虎，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)糾正，并且在糾正問(wèn)題的過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，確保下次測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

作者簡(jiǎn)介

梁雪松，工程師，現(xiàn)于錦州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所從事檢驗(yàn)工作。