探析影响煤炭发热量准确度测定的因素

探析影响煤炭发热量准确度测定的因素

乔羽

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司 内蒙古 呼和浩特

010200

摘要：发热量是单位质量的煤燃烧后释放的热量。根据发热量指标对煤质进行分析分类，不仅为燃煤设备提供了依据，还为煤样的煤耗、热效率、热平衡等提供数据源，为动力用煤提供重要的质量指标。同时也能反映煤质的变化规律，为煤炭分类提供依据。受煤炭形成的自然条件影响，不同地区、不同类型的煤质差异较大，对煤的发热量有着巨大的影响。

关键词：煤炭发热量；测定准确度；影响因素；

在分析煤质的检测项目中，测定其发热量是一个关键内容，不仅是评估动力煤的重要质量指标，也可以为分析煤质改变规律提供参考。由于量热仪设备的自动化水平随着科技不断提升，大多数实验室虽然采用了更加精密的设备，却明显忽略了操作性。不管多么精密的设备，若无法准确规范使用，都会对发热量的准确度产生影响。结合煤炭发热量测定实验，对结果准确度造成影响的因素进行整体分析，希望可以提升测定水平。

一、发热量测定的意义

发热量是燃烧设备热工计算的基础，在燃煤使用过程中，各种参数如热平衡、耗煤量及热效率等的计算，通常都是根据所用煤的热值来进行的;此外还可根据煤的平均低位发热量来选择电厂锅炉和蒸发量大的各种高压锅炉的种类、型号、燃烧方式，估算出锅炉燃烧时的理论空气量、理论干烟气量及湿烟气量。在一定程度上，煤炭的发热量还反映了煤的各种特征，同时是煤质分类研究中重要的参数指标。煤的发热量与燃煤的煤化程度具有一定关系，的国家在进行煤分类时，经常将含水无灰基煤的发热量，定为年轻煤类的划分指标，例如，干燥无灰基挥发份大于37%的年轻煤所采用的就是以恒湿无灰基煤的高位发热量作为划分指标，根据这一标准，来划分烟煤、褐煤。我们还可利用煤的发热量来推测其他一些与变质程度有关的煤质特征，如黏结性、结焦性等。同时煤的收到基低位发热量是动力用煤计价结算的依据，只有提高检验结果的准确性，才能避免煤炭因质量原因发生投诉及纠纷，确保与煤炭供应商保持长期平等友好的合作关系。

二、影响常见因素

1.选择布置实验场所。在对发热量进行测定的过程中，应独立安排实验室。同时，该实验室禁止开展其他项目，避免结果受到马弗炉或干燥箱等发热设备的影响。在实际测定中，空气的流通也会使温度不断改变从而影响结果的精准性，因此，实验过程中应注意紧闭场所的门窗，防止空气对流的出现。由于温度变化较大或空气对流，造成量热仪外筒发生突然升降温度的现象，所以最好将温度计放置在仪器附近，并将室内温度控制在15~30℃，实验前后观察温度计，保证其始终平稳。若量热仪在测定操作中不可避免的发生了温度的变化，试验前后也不应超过1℃。最好在实验室规划时就选择可以避免阳光直接照射的场所作为发热量测定室，若不可避免也可以使用窗帘遮挡阳光，防止温度波动过大；或通过空调设备保持恒温状态，还可以借助恒温材料对场所墙体包裹进行保温处理。

2.标定热容量。具体指在测定环境中量热系统每升高1K需要的热量。它缺乏准确性会产生系统误差，不仅环境温湿度的改变会使热容量发生变化，操作过程中可更换的大部件也会对热容量产生影响，因此氧弹和探头也会不同程度影响测定数值，所以应使用测定热容量时的氧弹进行试验。在开始之前根据标准煤样建立一个平衡系统，反复进行5次检测，标准数值严禁超出0.2%。若超出，则需要补充进行测试，选择5次合格的平均结果数值。若依然超过规定标准，则需要全面检验测试条件和技术，再次实行标定。标定值只有3个月的有效期，超出则需要重新设定。

3.温度与含氧量。结合设备结构了解到，环境可以理解为外筒。若其温度能保证较强的稳定性，便可以获得最佳的工作状态，但这缺少现实意义，大部分情况下环境温度不会恒定在一个数值。外筒十分容易出现热交换现象，主要是由于环境温度发生了改变，出现吸收和排出热量的现象，每次形成的热量也不一样，若外筒产生较大的温度变化，必将影响结果的精准度。客观分析，含氧量也会严重影响发热量，若氧气超过99.5%，则不会出现可燃烧成分，更加不会包含电解氧气。

4.不完全燃烧。结束测定以后，煤样发现尚未完全燃烧，这一问题会降低结果数值。造成这个问题的原因较多，除了样品本质因素之外，点火丝深入煤粉、充氧时间明显不足、氧气缺乏规定压力、氧弹气密性不佳等，都可能造成不完全燃烧。在真实操作中。应使用包纸或掺苯甲酸方式解决煤化程度不高难以燃烧、高灰低热值煤等问题。具体操作是准备擦镜纸，获得其质量，在放置煤样，比如混合苯甲酸，混匀搅拌以后包裹处理，开展测定热量。另外还要加入包纸产生的热量数值，设备使用结束以后自行除去这部分数值，对煤样热值有效换算。针对容易出现飞溅问题的煤样，应当采取质量已知的擦镜纸进行包裹之后测试，如此有效解决飞溅问题，减少了结果数值。测定操作过程中还需要对点火丝准确连接，避免过度深入，也防止与煤粉距离较远。

5.选择燃烧皿。在选择过程中应完全燃烧样品，同时本身也不会发生腐蚀及热效应。由于设备出现的不同设计，选择的燃烧皿缺乏匹配性必将引起不完全燃烧问题。对全新购入的设备应实施技术处理，否则将会造成结果失去准确性。结合实际要求，应当在高温炉中煅烧设备，达到恒温才可以充分测定，防止设备缺少稳定性而出现结果误差。每个厂商生产的产品都不相同，性质也不一样，测定时应尽可能选择统一的设备。

6.煤中发热量影响因素。（1）温度变化的影响。水温与室温是影响测量值的主要因素。根据季节和天气温度的变化，将水温和室温控制在国标要求范围内，根据室内温度对水温进行调节，室温可以用空调控制在一个恒定的温度，水温与室温有关但不依附于室温，精密的恒温式发热量仪可以自动把水温调节到一个恒定的温度，外筒水温不能与筒内水温相差过大，国标要求，终点时内筒温度应高出外筒温度１℃左右：外筒温度于室温之差控制在１．５℃之内。（2）气密性的影响。实验前必须先检查氧弹的气密性，方法一，将氧弹注满氧气，将氧弹全部置于水中，水面淹没氧弹全部，观察盖上，盖下和充气嘴是否有气泡，可证明是否漏气；方法二，将水滴在氧弹头上，观察是否有气泡出现，这种检查方法具有片面性只能检查出充气嘴是否漏气，盖子周围漏气看不出来。检查漏气是为了防止氧弹会受到７ＭＰａ～９ＭＰａ的瞬间高压，如果漏气就会产生点火失败或者燃烧不完全，导致测值不准确。氧弹的螺丝扣要滑扣或者满两年就需要做打压检测，确保氧弹的安全性，防止滑扣导致点火的瞬间压力使氧弹飞出量热桶炸伤人。

7.用标准煤炭物质进行核验。除了在满足试验各要素的条件下，对每次发热量试验采取有效标准物质校准，发现与标准物质偏倚性的可疑结果采取科学的方法进行校验。一般采取低、中、高三组不同的标准物质对以标定的仪器进行核验，满足数据要求方可进行试验。对同一个样品采取双结果校准，对超出标准范围规定重复性数据的试验样品，采取排除法逐一进行核验。

总之，影响煤炭发热量因素是多方面的，除了上述因素外，操作方法、人员素质、过程控制等都会影响试验的准确性。为了进一步提高数据的科学性、准确性，提高试验人员的综合素质至关重要，加大培训力度，采取多方位的措施保证操作过程的科学准确。为各项经济活动提供可靠的目标数据。

参考文献：

[1]刘英鹏.郎天赋，等，煤质分析应用技术研究.2019.

[2]李宏宇.影响煤炭发热量准确度测定的因素探讨.2021.