煤发热量测定方法的思考论文_尤媛,曹阳

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【摘 要】发热量可以说是用来计算煤炭收购价格的一个决定性因素。决定发热量检测的因素多样,除了文章论述的那些常见因素之外,还受操作程序等方面因素的影响,因此工作人员在具体的检测过程中,应当严格根据相关标准开展检测工作,及时处理发生的问题并加以排除,从而保证检测得到的发热量较为准确。鉴于此,本文对煤发热量测定方法进行了分析探讨,仅供参考。

【关键词】煤发热量;测定;影响因素;准确性;措施

一、发热量测定原理

量热系统:指发热量测定过程中,试样放出的热量所能达到的各个部件,除了内筒水外,还包括内筒、氧弹及搅拌器、感温探头浸于水中的部分。用恒温式热量计测定发热量的过程中,它的内外筒水温总是存在一定的温差。为了消除内外筒的热交换对温升的影响,须对内筒温升加上一校正值,称为冷却校正值,用符号C表示。弹筒发热量的计算公式为:

Qb=(E(tn-to+C)-q1-q2)/m(1)

式中:Qb——弹筒发热量(J/g);m——试样质量;to——量热系统的起始温度(℃);tn——量热系统吸收试样放出的热量后的最终温度(℃);E——量热系统的热容量(J/K);q1——点火丝热值(J);q2——添加物热值(J)。

二、影响因素及措施

1、热容量的标定

热容量标定是否准确可以说是决定发热量检测准确度的一个基础条件。为确保能够科学标定煤的热容量,需要确保标定热容量过程当中做到温度不变,避免温度改变。同时,要确保标准物质质量可靠,其中苯甲酸需要使用干燥器皿存储。在测量过程当中,应当使用有证标准物质,从而保证热容量标定结果可靠,以及后续测试的可追溯性。除此之外,需要确保操作步骤的一致,从而保证标定的热容量具有理想的准确度。热容量受温度的影响非常显著,因此需要各自测量一次。要是换了弹筒,甚至是搬动量热仪,都需要重新标定,从而确定热容量。

2、样品的称量

样品在称量之前需要确保样品分量,在这一步骤可以通过转瓶法来实现。检测的样品需要即称即用,在测量之后盖上样品盖,从而确保样品有效含量以及水分含量没有改变。同时,要尽可能确保测试样品质量温度相同。

3、水箱水质

水中是否存在杂质会直接影响到导电导热水平,给检测精度带来不良影响。要是存在大量杂物会影响到阀门以及水泵的工作,因此需要确保水质干净。在进行发热量检测之前,工作人员需要洗干净双手,这是因为在检测准备环节往往会染上煤样以及灰尘。工作人员每天都要打扫操作台,清理干净残留物,检测用具需要妥善保管。擦洗氧弹以及内筒的时候要使用专用布料。水箱当中的水没半年进行更换一次,不过一旦出现污染物,需要及时更换。

4、温度探头及搅拌器

工作人员需要定期检查温度探头还有搅拌器,以防止出现探头失灵问题而,影响到测温精确度,或者是因搅拌器的问题导致水温不够平均。

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三、影响煤炭发热量计算的检测项目与提升准确性的措施

1、全水分(Mt)

全水分可以说是煤炭价格最为核心的判断标准之一,在煤炭的使用环节有不可替代的价值。煤当中全水分水平越高,表明无用成分越多,会给加工利用以及运输存储带来直接的不良影响,同时在燃烧的时候还会吸收热量,从而影响发热值。全水分在特定温度下,使用不同的方法来干燥煤样,并且需要根据不同的煤种来选择针对性的方法。全水分检测过程当中使用的煤样应当比较典型,煤样的粒度需要<5mm,同时样品总量需要>1kg。称量前需要混合煤样,并且制样过程需要尽可能在短时间内完成,制样结束之后送到实验室进行测量。

2、水分(Mad)

水分测量除粒度同全水分的测量有所不同外,其测量的作用以及方法同水分基本相同。

3、全硫(St,ad)

煤中的全硫同样属于煤炭质量评价的关键指标。硫作为煤中的有害元素之一,在燃烧过程当中会生成二氧化硫,一方面会造成设备的腐蚀,另一方面还会造成酸雨以及空气污染,严重影响环境。当前煤炭检测主要应用艾士卡法以及红外光谱法,其中艾士卡法属于硫检测的一种仲裁法,而红外光谱法作为新型检测技术,有着速度快、范围广以及操作简便的特点。

4、氢(Had)

氢和碳可以说是煤当中主要的有机质元素,两者同氧占据煤当中有机质的比例>90%。氢含量对于分析煤的性质有着非常关键的作用,也是实现煤炭分类的核心指标。与此同时,氢含量会直接影响到煤炭的发热量检测,主要是因为氢燃烧之后会同氧气结合而生成水蒸气,并且在气化环节造成热量的下降。对照新颁布的国标GB/T30733-2014,在使用LecoCHNG628碳氢氮元素分析仪的过程中,一方面要按照仪器的使用说明,另一方面要基于国标要求正确操作,分析可能出现的问题,保证测试结果准确可靠。采用LecoCHNG628碳氢氮元素分析仪时,试样称量与包样是关键。包样时必须戴手套,防止手上的汗水沾在锡箔杯上,影响实验结果。包样时要讲究手法与技巧,不能用力过猛,以防捏破锡箔杯,使样品外漏,又要尽量挤出锡箔杯中的空气。包好的试样要重新置于天平上进行称量,记录好试样质量。在每批样品试验开始和结束时要进行标定检查,在测定期间每进行10次样品测定后也要进行标定检查。LecoCHNG628碳氢氮元素分析仪要求每4h或在用标样检查仪器准确度不合格时执行一次漂移校正。

结束语

在检测煤发热量的时候,检测结果是否准确受环境因素、设备因素以及工作人员因素的影响。其中,任一环节发生问题都可能影响到测量结果的准确度。为控制煤炭发热量检测结果的误差,尽可能提升准确性,文章在此分析煤炭检测环节影响因素,并针对这些因素提出针对性的解决措施。

参考文献

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[3]韩建辉.煤的弹筒发热量测量不确定度评定[J].广东化工,2014,14:217-218.

[4]吴季玲.燃煤发热量测定中两个重要问题的探讨[J].应用能源技术,2014,10:11-14.

论文作者:尤媛,曹阳

论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期

论文发表时间:2016/11/18

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