提高量热仪测定煤样发热量的准确性

摘要：发热量是煤炭作为燃料利用的一个重要的煤质特性指标，它对于电力安全生和经济运行均具有重要的意义。在煤炭管理上，煤的发热量高低直接影响电厂的经营结算，核算电厂生产指标和核算能源利用效率等，都以发热量作为主要依据；本文针对量热仪测定发煤样热量准确性的问题进行分析及措施进行了论述。

关键词：量热仪；发热量；准确性分析；措施

1发热量测定的意义

在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 锅炉时，煤的发热量可用来计算炉膛热负荷、选择磨煤机容量和计算物料平衡等必不可少的煤质参数；在机组运行时，煤的发热量又是锅炉热平衡、配煤燃烧及负荷调节等的主要依据；煤的发热量还表征煤的变质程度，还用于作为煤种分类的指标。

现在电力用煤均采用收到基灰分、挥发分、全硫、收到基低位发热量计价，真正反映以质论价的原则。在锅炉使用中，主要是采用煤的发热量，故以热量计价较为合理，能实现以质论价，优质优价的原则；再者以热值计价，有利于煤矿加强煤质管理，提高煤质，更能有效合理的利用煤炭。

鉴于煤的发热量测定的重要性，测定步骤比较复杂，介绍通过结合实际操作能够准确、快速的测定发热量至关重要。

2项目背景

4台型号5E-AC自动量热仪进行发热量测定，校准依据参照JJG672-2001<<氧弹热量计>>。热量计发热量的每个样品都需做重复测定，取其平均值，且重复性限Qgr，ad≤120J/g。

3现状调查

4台自动热量仪设一单独的发热量室，室温通常在25℃（左右不超过1℃），室内无强烈的空气对流，热源、风扇，无阳光照射；周围无强烈震动、灰尘、强电干扰、腐蚀性气体。电源：220V±22V、50HZ±1HZ，功率不小于1KW。试验使用的苯甲酸和标煤均属于国家一级标准物质，在有效期范围内，储存在室温、干燥、阴凉无强光照射，使用时取样器洁净、干燥、无污染、无氧化变质。

4目标设定

1）每3个月进行一次热容量标定，热容量是准确测量发热量的前提。标定方法为：5次苯甲酸重复测定结果的标准差不大于0.20％，然后在以苯甲酸作为样品做5次发热量测定进行反校验，其平均值与标准热值之差不超过50J/g.

2）标准物质校验：标煤及苯甲酸每周一轮换一次。要求标煤做重复样测定，其平均值与标准发热量值之差在不确定范围以内，或将苯甲酸作为样品做5次发热量测定，其平均值与标准热值之差不超过50J/g。凡能达到上述性能要求的热量计均可使用。

最终使4台热量仪都达到100%的合格率。

5查找影响因素

根据量热仪的测定原理，分析能够导致其工作性能不稳定的因素以及造成偏差的原因，一般情况下由以下一些原因造成：1）环境温度与标定热容量时温度超过5℃；2）在对同一试样进行测定时，若室温变化较大超过1K，室温超过（15℃～30℃）；3）电磁阀故障问题；4）内桶和外桶水温偏差大的问题；5）测温元件故障问题；6）上次实验余热的影响问题；7）外筒周边等温度的可靠性问题；8）燃烧皿对发热量测定的影响；9）试祥制备中未达要求，如粒度不均匀、温度、时间未达要求，煤样未达到空气干燥基；l0）试样自身特性较大，在燃烧过程中发生喷溅及燃烧不完全；11）操作人员未按规范进行操作，如充氧时间不足，未加10ml蒸馏水，称样不准确。数据输入错误等；12）氧弹气密性不好，有漏气现象。13）量热仪附近有强烈的热源、冷源、和空调直吹、阳光直射等；13）量热仪进过较大的搬动；14）量热仪经过换水后，水温不均匀；15）内桶水量不足；16）搅拌器不搅拌；

6分析原因

6.1环境温度

1）进行发热量测定的试验室，应为单独房间，不应在同一房间内同时进行其他试验项目，试验时应将量热室的门关严，防止空气对流；2）室温应保持相对稳定，每次测定室温变化不应超过1℃，室温以在（15～30）℃范围为宜；室内安装空调，避免空调风直吹量热仪，严密监视室温的变化；3）室内应无强烈的空气对流，因此不应有强烈的热源、冷源和风扇等，试验过程中应避免开启门窗；4）试验室最好朝北，以避免阳光照射，否则热量计应放在不受阳光直射的地方。5）季节交替，环境温度变化较大时，应加强量热仪校验，使用国家一级标准物质苯甲酸或者标煤校验，不超出不确定度即为合格，投入使用；6）标定时的内桶温度与试验时的内桶温度变化应不超过1℃，保持量热仪水温始终恒定；试验前，多次进行水循环，以减小内外桶水的温差。7）同一煤样的两次测定应在尽量短的时间内完成，防止煤样吸潮或者散失水分。

6.2设备原因

1）进水电磁阀故障时会发生泄漏，不能保证内桶水的准确质量；2）当内外桶温度测量装置故障时，不能确保外筒水温可靠恒定和每次实验的内桶初始水温的均一性；3）当外桶周边各点不等温及室温温度不恒定时不能保证测试精度；4）当测温元件故障时其误差直接影响测试数据；5）上次实验余热不消除会留存在氧弹和内桶中必然影响测热结果；6）氧弹气密性不好，密封圈氧化，有漏气现象；7）搅拌器故障，不搅拌，使内桶水无法及时与氧弹换热。

6.3试样原因

1）与采制样人员进行共同探讨，现有设备使用一定时期间隙变化，发生磨损，致使煤样粒度不均匀，混合不彻底；2）煤样干燥时间不够，达不到空气干燥基状态；3）样品在制样的过程中被二次污染；4）操作人员操作手法不标准，产生偏差；

6.4对特性变化较大煤样处理措施不当原因

1）对灰分较大，热值偏低，燃烧不完全煤样是否加苯甲酸助燃；2）易飞溅的煤样是否包已知质量的擦镜纸或将煤样压饼切成小块（2mm-4mm）使用。3）清洗氧弹时未认真观察氧弹内部是否有飞溅的煤粉；

6.5人员操作和样品存放原因

1）称量时，速度要快，数据稳定后再读数；2）试验时，输入正确的样品质量和名称；3）粉样瓶磨砂口不严密，煤样发生氧化或者污染；4）煤样存放环境需干净，避光，室温15-30℃；

根据以上分析，加强对标准的学习，从而提高量热仪测试发热量准确性。

7制定对策

热量仪的维护及养护

1）仪器应放置在无腐蚀性气体、大量灰尘的室内；2）不要随便拆卸仪器，没有水的情况下不要启动水泵；3）间断使用或备用的仪器应经常通电进行废样试验，以防阀和泵长时间停用后不灵活或生锈；4）点火电极应经常擦拭，以免表面结垢，造成点火失败；5）热量仪设一单独的发热量室，室内无强烈的空气对流，热源、风扇，无阳光照射；周围无强烈震动、灰尘、强电干扰、腐蚀性气体；6）每月定期给4台热量仪加水，防止在无水的状况下启动水泵；7）每天试验之前都会将热量仪打开通电进行空转和废样试验，防止阀和泵长时间停用后不灵活或生锈；8）点火电极经常检查、擦拭，防止表面结垢，造成点火失败。

结语

定期检查精密感温探头、搅拌杆、点火抓及清洗平衡阀；在所有环境要求都满足的条件下，定期对4台热量仪进行标定，5次苯甲酸重复测定结果的标准差不大于0.20％，以苯甲酸作为样品做5次发热量测定进行反校验，其平均值与标准热值之差未超过50J/g，热量仪标定合格。每周对4台热量仪用苯甲酸、标煤交替进行校验，以此表明热量仪是否稳定正常；通过整改合格后，提高了设备的可靠性、稳定性和入厂煤化验的准确性。

Reference：

[1]GB/T211-2007煤中全水分的测定方法

[2]GB/T212-2008煤的工业分析方法

[3]GB/T213-2008煤的发热量测定方法

[4]GB/T18666-2014商品煤质量抽查和验收方法

[5]DL/T520火力发电厂入厂煤检测实验室技术导则

-全文完-