影響煤炭發熱量準確測定的因素與對策

常艷(國家煤及鹽化工產品質量監督檢驗中心(榆林)，陜西 榆林 719000)

1 煤炭發熱量測定工作所開展的意義

在開展燃燒設備熱工計算工作中，需要充分考慮到煤炭發熱量作為其基礎性條件所產生的巨大影響。一般來講，其中所出現的熱平衡、耗煤量以及熱效率等計算，都會對后期熱工計算工作的順利開展產生直接影響。在開展該部分工作時，通常會從煤熱值角度分析，完成熱量計算工作。此外，還可以結合煤平均低位發熱量的計算，完成對電廠鍋爐、高壓鍋爐以及各種蒸發量較大的設備進行熱量計算工作。從其種類、型號、燃燒方式等多重角度進行綜合性考慮，針對其中所出現的理論空氣量、濕煙氣量進行系統性計算。從其影響來看，在這種計算方式的影響下，可以真實反映出煤的各種特征。在開展該部分工作時，可以將鏡煤質的發熱量看作是純煤發熱量，為燃煤煤化程度進行函數形式展示。一些國家在對煤分類時，通常會將含水無灰基煤的發熱量，確定為年輕煤類的劃分標準和依據[1]。比如：在開展干燥無灰基測定工作時，如果已經確定其為年輕煤，并且揮發份＞33%，則是采取的恒濕無灰基煤的高位發熱量作為劃分依據和標準。在這種分類方式的運用中，不僅可以幫助工作人員對煙煤、褐煤以及煙煤小類進行準確化判斷。同時，還可以從煤發熱量角度出發，針對和其變質程度相關性的影響因素進行準確判斷，從而進一步提升檢定結果的科學性和準確性。

2 煤炭發熱量的測定依據、相關原理和程序

若想科學評價某一種煤品質的高低，便需要充分考慮到煤炭發熱量對其所產生的影響。當前階段，煤炭資源已經成為了我國發電廠、化工廠以及水泥廠中一項重要的燃料型資源。完成對其發熱量的測定工作，將會直接影響到煤炭資源在市場上的份額和價格。從該方面特點來看，準確完成煤炭發熱量測定工作，對其市場價格的穩定、煤炭交易活動的有序進行也會產生重大影響。就目前工作形勢來看，在開展煤炭發熱量測定工作時，通常性會使用國家相關部門所發布的GB/T 213—2008作為判定標準[2]。

在利用該方法開展煤炭發熱量的測定工作時，主要表現在以下幾個方面。首先，需要按照測定需求，選擇一定量煤炭測試。隨后，需要將其放置在氧彈中完成燃燒工作。在選擇氧彈時，需要確定其中含有過量氧氣，否則將會影響到其最終測定結果的準確性。與此同時，還需要有效結合熱量計的積極作用，完成相應熱量的測定工作。其次，在同等條件下，選擇一定量的熱物苯甲酸，對其進行燃燒。將兩種物質在燃燒過程中所出現的熱容量，進行綜合性對比。根據煤炭試樣在燃燒前后所出現的熱系統，進行溫度方面的對比和分析。如果發現其中出現了溫度、熱容量方面的較大偏差問題之后，則需要對其進行校正處理。通過這樣的方式，便可以準確得出煤炭試樣在氧彈中所燃燒的熱量。將此熱量減去在硝酸和硫酸中所產生的熱量總和，便可以得出高位發熱量值。現階段，許多單位在開展煤炭發熱量測定工作時，都會充分發揮出自動熱量儀的積極作用，對其進行自動化測定。全程借用自動化控制手段的優勢，可以在一定程度上有效提升最終測定結果的準確性。針對在傳統測定工作中所出現的氧彈筒內外溫度差問題，也減少了人工調節的工作流程，有效提升了工作效率，降低了人力成本的投入[3]。

3 影響煤炭發熱量準確測定的因素及解決對策

3.1 熱容量的標定對測量數據精準性所產生的影響

在開展實際煤炭發熱量的測定工作時，最為重要的工作流程便是在開始階段的熱容量標定工作。需要注意的是，該部分的工作需要嚴格按照國家標準中所要求的相關內容開展。借助到量熱儀的積極作用，完成對煤炭發熱量的化驗和分析工作。然而，在現階段工作中，因很多企業對該部分工作的重要性認識不足。其所使用的量熱儀往往是擱置了很長時間或者沒有進行及時維修的儀器，在測量工作時，便會使得測量數據不準確的問題時有發生。如果發現量熱儀在投入到正式使用工作之前沒有進行嚴格校正，其所檢測出的數據不準確，將會直接影響到后期熱容量測定工作的順利開展。為了針對性解決該方面所出現的各種問題，在應用量熱儀之前，應該結合國家相關標準、具體測定要求，對其進行準確校正。其具體操作流程主要表現在以下幾個方面中。

首先，需要對外筒的水量進行及時補充。如果在使用過程中出現了水量不足問題，將會使得測量工作不得不被迫停止，從而影響著最終的測定結果。從量熱儀運行原理角度分析，其工作工程中需要充分借助到測量水的溫升完成發熱量計算工作。因此，在該儀器使用之前，若想進一步提升其最終測定結果和檢測數據的準確性，便需要將量熱儀外筒水加滿。如果發現其溢水口流出了水，則是表示其水已經加滿。否則，將需要一直加水。其次，需要完成對系統參數的合理化設置。具體來看，主要包括對苯甲酸熱量參數值、注水時間、水位時間等相關參數的設置。在注水時間方面，需要將準確時間確定為注水面剛剛到達氧彈頭界面時。在熱容量標定工作方面，多是會選擇在完成注水工作的四小時之后或者一天之后再開展標定工作。在量熱儀使用過程中，需要對室內溫度進行有效調節，將其控制在15～30 ℃之間便是最為理想的狀態。同時，還需要確保其附近不會出現其他熱源。最后，則需要完成量熱儀標定工作。先選取一片苯甲酸，當加入了熱棉線之后，對其點火。兩處10 mL 蒸餾水，將其注入到氧彈筒中。在完成充氧30 s 工作之后，便可以將量熱儀放置到三角支架上，開展相關測量工作。

3.2 溫度對發熱量的精準測量所產生的影響

在應用量熱儀時，經常會因為其內部結構因素，導致其測定數據的精準性出現了一定偏差問題。如果可以在正式開始測量工作之前，確保其外筒的溫度相對較為穩定，便可以在有效提升其測量的精準度。然而在研究中發現：在開展該部分工作時，經常會因為量熱儀外筒方面的問題，影響了最終結果。這主要是因為該儀器在使用過程中經常性會受到外界因素所產生的影響，使得其交替性變化的特征極為明顯。具體表現在：量熱儀外筒溫度急劇上升或下降的問題較為明顯，有時還會伴隨著快速吸熱和放熱的現象[4]。為此，在今后利用量熱儀開展測量工作時，需要充分考慮到外界溫度所產生的影響，確保外界溫度的恒定性。在這種環境下所開展的煤炭發熱量測量工作，可以降低外筒溫度對其所產生的影響，從而有效提升測定結果的準確率。

3.3 氧氣含量所產生的影響

當開展煤炭發熱量測量工作時，通常會借助到氧氣的輔助性作用。通過內部煤炭的完全燃燒，觀察其中所出現的熱量變化，更好的完成煤炭發熱量工作。從該方面特點來看，在煤炭燃燒過程中對氧氣純度的控制將會直接影響到其最終測定結果的準確性。結合對國標要求中所規定的相關內容來看，在實驗過程中，將該將氧氣濃度嚴格控制在99.5%以及上。同時還需要注意的是，在氧氣中不可出現可燃燒成分。也不可以使用電解氧氣形式。在氧氣壓力方面，應該讓其控制在2.7～3.0 MPa之間。但在實際應用時，經常會受到外界因素的影響，導致其濃度難以滿足既定工作要求。在認識到該問題之后，筆者提出：煤炭發熱量測量工作應該嚴格按照國際壓力限定的氧氣對其進行控制，將充氧時間控制在15 s 以上，確保煤炭可以完全燃燒。

3.4 燃燒皿的選擇所產生的影響

在選擇燃燒皿工作時，應該在綜合考慮了多方面因素之后，對其進行合理化控制。從其特點來看，各種儀器的生產廠家不同、內部結構設計也會存在著較為明顯的差異。如果所使用的燃燒皿和工作需求不匹配，也會出現煤炭未能完全燒然的現象。當化驗室新購入了燃燒皿之后，應該先通過技術手段，對其進行處理。否則，將會在具體熱量工作中，出現結果失準的問題。從具體要求來看，應該將其控制在800 ℃的高溫條件下，進行重復性煅燒。等到其達到恒重狀態之后，將其投入到發熱量測量工作中。從其影響來看，這種方式，可以在一定程度上有效緩解在傳統工作中因燃燒皿自身質量不穩定對測定結果所產生的影響[5]。

4 結語

綜上所述，在整個煤炭發熱量測量工作時，其中所涉及到的內容較多，程序相對較為復雜。其中任何一項因素都可能會直接影響到最終測量結果。在今后開展該部分工作時，便需要相關工作人員加強重視度。綜合考慮到各方面影響因素，制定更為科學、合理的解決對策，從而逐步提升煤炭發熱量測定結果的準確性和科學性，促進煤炭資源的高效利用。