影響煤炭發(fā)熱量測定結果因素的分析

【摘 要】 依據(jù)國家標準GB/T 213-2008《煤的發(fā)熱量測定》，結合在實際測定發(fā)熱量指標中的工作經(jīng)驗，總結了影響測定發(fā)熱量指標的幾種常見問題并且提出了相應的解決辦法。

【關鍵詞】 煤質分析 發(fā)熱量 熱容量

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

煤的發(fā)熱量是指單位質量的煤樣在完全燃燒后所釋放出來的熱量。煤炭的發(fā)熱量是衡量煤炭質量好壞的一個關鍵指標，也是煤炭定價的重要環(huán)節(jié)。煤炭的市場價格與煤炭發(fā)熱量緊密相關，只有掌握煤炭發(fā)熱量指標才能確定煤炭市場價格，并判斷煤炭價格是否與市場的價格變動趨勢相符。結合在實際測定工作中的操作經(jīng)驗，總結了以下幾點對發(fā)熱量指標的影響因素。

1 自動量熱儀性能的穩(wěn)定性

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

1.1 用已知的標準熱值苯甲酸進行反標測試

首先稱取一定質量的苯甲酸（0.9g～1.1g）放在燃燒皿中，然后將燃燒皿放入彈桶中進行發(fā)熱量的測定試驗，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際熱值之差的絕對值小于50J，那么，該熱容量是有效的。

1.2 用標準煤樣對熱容量進行檢測

標準煤樣是經(jīng)過特殊處理、配制，經(jīng)有關計量部門定值的煤樣。測試自動量熱儀的運行是否出現(xiàn)偏差，在測試過程中，最好采用高、中、低三種熱值不等的標準煤樣進行測試，若實際測得的熱值均在標準煤樣熱值的不確定度范圍內，則可以認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，實驗中實際用到的煤樣僅有1g左右，如果煤樣的粒度不均勻，將會放大誤差，使煤樣失去代表性。因此在煤樣的采樣、制樣、稱取過程中一定要嚴格按照相關標準進行操作，均勻稱取，以提高測試結果的準確度。

首先用轉瓶法將煤樣搖勻，然后用多點取樣法稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥基煤樣0.9g～1.1g。每次實驗稱取煤樣應使用同一臺天平。燃燒時不易燃燒或是易飛濺的煤樣要先經(jīng)過特殊處理后，再進行燃燒測試。煤樣的稱取是發(fā)熱量測試的第一步，正確的煤樣稱取可以提高發(fā)熱量測試結果的精確度。

3 量熱儀攪拌器的運轉情況

有時量熱儀的攪拌器會出現(xiàn)虛接、接觸不良的情況，這樣會使攪拌速度不均勻、時快時慢，甚至出現(xiàn)停轉的現(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，導致量熱儀內桶中的水局部獲得的熱不能及時、均勻的散出。這樣使測得內桶溫度的變化不準確。應在每次測定前對量熱儀進行檢查，以確保量熱儀處于正常狀態(tài)。每次試驗的過程中也要時時觀察機器的運行狀態(tài)、運行情況，防止出現(xiàn)問題。

4 難燃煤以及易飛濺煤的處理

在實際的測定過程中經(jīng)常會遇到高灰分的難燃燒的煤和高揮發(fā)分的易飛濺的煤，這類煤在測定時需要經(jīng)過特殊處理。在每次測定之前，可從煤炭顏色上來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，那么該煤可認定為高灰分煤。或者在測定發(fā)熱量之前先測定煤炭的灰分來確定煤樣是否為難燃煤。在實驗結束后還需要檢查彈桶內壁是否發(fā)黑，是否沾有煤樣，來判斷是否為易于飛濺的煤。

4.1 難燃煤的處理

測定難燃煤會因為在實驗過程中煤樣燃燒不完全而使得測定結果偏低。對于這種煤，一般采用包擦鏡紙的方法進行測定。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行測定。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

這種煤一般來說是揮發(fā)分較高的煤，這種煤在實驗過程中會因為點火時煤樣的爆燃造成煤樣濺出，使煤樣不能完全燃燒造成測定結果偏低。對于該類煤樣，常采用包擦鏡紙的方法進行測試。如果仍然噴濺，可適當減小充氧壓力或先在壓餅機中壓餅后進行測試。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 點火失敗的解決辦法

點火失敗有多種原因，主要原因為點火線路不通、發(fā)生短路、點火絲未與煤樣接觸或是氧氣壓力不夠。因此在測定過程中要仔細檢查兩個點火電極柱是否因為生銹而導致不能通暢導電，出現(xiàn)這種情況，可以先用砂紙打磨兩端電極柱來保證點火絲與電極柱接觸良好。兩個電極柱不要與氧彈接觸以防止發(fā)生短路。點火前認真檢查點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)熱量測定的因素有很多，要想得到準確的測值，每一個細小的環(huán)節(jié)都不能忽略，所以在實際的操作過程中，工作態(tài)度一定要認真負責，不可大意馬虎，一旦發(fā)現(xiàn)問題應及時糾正，并且在糾正問題的過程中總結經(jīng)驗教訓，確保下次測試結果的準確性。

作者簡介

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