發(fā)布時(shí)間：2020-08-17所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的一個(gè)重要的指標(biāo)，在各項(xiàng)煤質(zhì)特性指標(biāo)中居于首位。在燃料的經(jīng)營管理與火電廠的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、燃料的消耗定額與計(jì)劃的編制、發(fā)電成本與能源利用效率等許多的方面，都需要用煤炭的發(fā)熱量來作為重要的依據(jù)。 關(guān)鍵詞：煤的發(fā)熱
摘要：煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的一個(gè)重要的指標(biāo)，在各項(xiàng)煤質(zhì)特性指標(biāo)中居于首位。在燃料的經(jīng)營管理與火電廠的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、燃料的消耗定額與計(jì)劃的編制、發(fā)電成本與能源利用效率等許多的方面，都需要用煤炭的發(fā)熱量來作為重要的依據(jù)。
關(guān)鍵詞：煤的發(fā)熱量測定;質(zhì)量控制措施
商品煤質(zhì)量抽查和驗(yàn)收中把煤的發(fā)熱量作為評(píng)價(jià)燃煤質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一，對(duì)煤中的發(fā)熱量的準(zhǔn)確測定，直接關(guān)系到供應(yīng)雙方的切身利益，準(zhǔn)確測定發(fā)熱量是煤化驗(yàn)室的重要工作之一，本文根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和日常工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了煤的發(fā)熱量測定的一些質(zhì)量控制措施，以確保測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
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1恒溫式熱量計(jì)的原理
恒溫式熱量計(jì)測定煤中發(fā)熱量在火電廠中煤質(zhì)分析中得到廣泛應(yīng)用，稱取(1.0±0.1)g0.2mm空氣干燥煤樣，置于氧彈中，氧彈中充以一定壓力的氧氣，煤樣在氧彈內(nèi)完全燃燒，所釋放出來的熱量被一定量的內(nèi)筒水所吸收，根據(jù)內(nèi)筒水水溫的升高，就可以計(jì)算出煤樣的發(fā)熱量。發(fā)熱量的測定首先解決兩個(gè)問題，一是熱容量標(biāo)定,因?yàn)槊喝紵尫艧崃勘凰⒀鯊棥⑺布皵嚢杵鳌囟扔?jì)等吸收;二是冷卻校正,因?yàn)榱繜嵯到y(tǒng)無法與外界隔絕，存在熱交換。
2 影響煤的發(fā)熱量測定的因素
2.1 外筒溫度
恒溫式量熱儀的外筒與內(nèi)筒之間會(huì)產(chǎn)生熱交換，但是在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中這個(gè)熱交換值卻會(huì)對(duì)冷卻校正產(chǎn)生影響，冷卻校正值卻是對(duì)主期溫升的補(bǔ)充和調(diào)整相當(dāng)?shù)闹匾膮?shù)。外筒水溫應(yīng)該是多個(gè)不同位置溫度的復(fù)雜函數(shù)。對(duì)于恒溫式量熱儀來講，如何能夠獲取一個(gè)較為均勻穩(wěn)定的外筒環(huán)境就顯得相當(dāng)?shù)闹匾?/p>
2.2 內(nèi)筒水量
內(nèi)筒水的熱容量在恒溫式量熱儀的熱容量中有著很大的比重，因?yàn)樗谋戎剌^大，如果不能確定內(nèi)筒水量就會(huì)使得儀器的熱容量出現(xiàn)變化，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)熱量的測定出現(xiàn)誤差。因此在對(duì)發(fā)熱量進(jìn)行測定的過程中，需要用稱量法來對(duì)內(nèi)筒水進(jìn)行量取，還需要在所有的熱容量標(biāo)定與發(fā)熱量測定試驗(yàn)中保持內(nèi)容水量的一致。
2.3 熱容量
對(duì)儀器的熱容量進(jìn)行正確的標(biāo)定是對(duì)發(fā)熱量進(jìn)行準(zhǔn)確測定的一個(gè)重要的條件。在對(duì)熱容量進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，必須要采用經(jīng)過計(jì)量部門檢定合格的基準(zhǔn)量熱物質(zhì)，同時(shí)還必須要注重計(jì)算的準(zhǔn)確性。熱容量標(biāo)定不夠準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致測定的發(fā)熱量不正確。在對(duì)發(fā)熱量進(jìn)行測定的過程，如果在內(nèi)筒水量與熱容量測定時(shí)水量不完全一致，也會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定的熱容量不適合用于發(fā)熱量測定實(shí)驗(yàn)。
2.4 攪拌器故障
量熱器的攪拌器接線存在問題，例如接觸不良，這樣的情況會(huì)使攪拌速度存在問題，導(dǎo)致攪拌不均，導(dǎo)致內(nèi)筒水在局部所獲得的熱能不能夠及時(shí)的均勻散出，就會(huì)導(dǎo)致所測得的內(nèi)筒溫度變化不是實(shí)際的溫度變化而是虛假的溫度變化。如果是基于這樣的溫升來進(jìn)行發(fā)熱量的計(jì)算，那么就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
3 煤的發(fā)熱量測定的質(zhì)量控制措施
3.1控制實(shí)驗(yàn)室環(huán)境
想要得到準(zhǔn)確的發(fā)熱量結(jié)果就必須把實(shí)驗(yàn)室溫度控制好。從國標(biāo)中看出，主要是溫度和氣流較為敏感，因此在實(shí)驗(yàn)室主要針對(duì)這兩項(xiàng)進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)室必須安裝空調(diào)，室溫保持在(15~30)℃為宜，且每次發(fā)熱量測定室溫變化不超過1K。室溫恒定才能夠保證每一次測定時(shí)內(nèi)外筒溫度的變化不會(huì)超過1K。同時(shí)還必須對(duì)內(nèi)筒水溫進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使得終點(diǎn)的時(shí)內(nèi)筒比外筒溫度高1K左右，以使終點(diǎn)時(shí)內(nèi)筒溫度出現(xiàn)明顯下降。外筒溫度與室溫保持接近，兩者之間溫差控制在1.5K以內(nèi)。在試驗(yàn)的過程中，還應(yīng)該要盡可能的避免開啟門窗，以盡量的減少室內(nèi)空氣的流通，對(duì)室溫造成影響。
3.2控制攪拌速度
在實(shí)際的煤發(fā)熱量測量過程中因?yàn)閿嚢杵鞴收匣蛘呤菙嚢璨痪斐傻膶?shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差是經(jīng)常出現(xiàn)的問題。因此，在實(shí)際的測量過程中不能夠忽視了對(duì)這種問題的處理。如果熱容量或者是發(fā)熱量在進(jìn)行重復(fù)測定的過程中所獲得的結(jié)果起伏不定，結(jié)果之間的差值非常大，就可以對(duì)攪拌器進(jìn)行檢查，確認(rèn)是不是攪拌器出現(xiàn)故障或者攪拌不均勻?qū)е陆Y(jié)果出現(xiàn)波動(dòng)的，在處理之后重新標(biāo)定熱容量。
3.3使用有證標(biāo)準(zhǔn)煤樣
如何確保發(fā)熱量測定結(jié)果的準(zhǔn)確性,最直接也是最有效的方法就是使用有證標(biāo)準(zhǔn)煤樣。利用有證標(biāo)準(zhǔn)煤樣分析結(jié)果，可以對(duì)儀器狀態(tài)、人員操作、環(huán)境條件等進(jìn)行綜合評(píng)判。熱量計(jì)準(zhǔn)確度檢查可以使用在有效期內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)煤樣，每天檢測前進(jìn)行質(zhì)量控制。將標(biāo)準(zhǔn)煤樣的測定值與其標(biāo)準(zhǔn)值比較，質(zhì)量控制達(dá)不到要求和未查到問題前不得進(jìn)行化驗(yàn)。利用質(zhì)量控制圖對(duì)標(biāo)準(zhǔn)煤樣檢測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和質(zhì)量跟蹤，以確保化驗(yàn)室所有檢測人員、儀器設(shè)備檢測環(huán)境基本可控、在控，避免煤樣化驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)問題，保證了煤炭化驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。
3.4熱量計(jì)的定期標(biāo)定
量熱儀熱容量是測定發(fā)熱量的前提和基礎(chǔ)，發(fā)熱量測定的系統(tǒng)誤差主要來自于量熱儀熱容量。由于各種復(fù)雜因素的存在，影響到熱容量大小，導(dǎo)致測定值與標(biāo)準(zhǔn)值之間存在系統(tǒng)誤差，需要對(duì)儀器進(jìn)行定期標(biāo)定。標(biāo)定值的有效期為3個(gè)月，當(dāng)遇到特殊情況時(shí)必須對(duì)熱容量進(jìn)行重新標(biāo)定，如更改量熱溫度計(jì)、更換量熱儀大部件、量熱儀有較大搬動(dòng)、標(biāo)定熱容量與測定發(fā)熱量時(shí)內(nèi)筒溫度相差超過5K等。另外用于標(biāo)定熱容量的苯甲酸五次重復(fù)測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差不大于0.20%，且標(biāo)準(zhǔn)煤樣測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值之差在不確定度范圍內(nèi)方可。如果熱量計(jì)量熱系統(tǒng)沒有顯著改變，重新標(biāo)定的熱容量與前一次的熱容量值相差不應(yīng)大于0.25%。檢查熱量計(jì)的標(biāo)定及反標(biāo)記錄了解設(shè)備性能及系統(tǒng)偏差情況，看反標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)煤樣測定值與標(biāo)準(zhǔn)值的差值，比較測定值是在標(biāo)準(zhǔn)值的上限還是下限，初步判斷該熱量計(jì)是否存在系統(tǒng)誤差。
3.5熱量計(jì)檢定
熱量計(jì)在使用一定時(shí)間后，準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和靈敏性等得不到保證，必須按照《氧彈量熱計(jì)》檢定規(guī)程，在規(guī)定的周期內(nèi)通過有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)，對(duì)熱量計(jì)進(jìn)行強(qiáng)制檢定，通過外觀要求、攪拌熱、熱容量重復(fù)性、熱值誤差、平衡點(diǎn)穩(wěn)定性幾個(gè)方面衡量，檢定合格并出具檢定證書，通過周期檢定來修正使用熱量計(jì)出現(xiàn)的誤差，從而保證熱量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
3.6氧彈安全性能
氧彈作為承壓部件，為保證安全，新氧彈使用前必須經(jīng)過20MPa的水壓試驗(yàn)，結(jié)果合格才能投入使用。使用中的氧彈每兩年也要進(jìn)行20MPa的水壓試驗(yàn)以檢驗(yàn)其耐壓能力。在每次試驗(yàn)前，充氧過后，還要檢查氧彈的氣密性，因?yàn)檫B接部分的墊圈會(huì)出現(xiàn)老化，導(dǎo)致漏氣，將對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。
3.7化驗(yàn)人員的要求
(1)加強(qiáng)人員培訓(xùn)
提高化驗(yàn)人員綜合素質(zhì)，除安排好參加集團(tuán)公司、江蘇電力行業(yè)組織的煤化驗(yàn)培訓(xùn)，并取得崗位資質(zhì)證，同時(shí)加強(qiáng)班組日常的理論和實(shí)操培訓(xùn)，努力提高提升化驗(yàn)人員的理論與實(shí)際操作水平。各級(jí)人員建立培訓(xùn)檔案，通過多層次的技術(shù)培訓(xùn)，提升業(yè)務(wù)人員操作技能。
(2)規(guī)范人員操作
為了保證對(duì)發(fā)熱量進(jìn)行準(zhǔn)確測定，要求人員的操作必須準(zhǔn)確。首先保證取煤樣能夠具有代表性，這就要求在稱樣之前煤樣要充分搖勻，不同部位多點(diǎn)進(jìn)行取樣。其次在測定時(shí)所需要的質(zhì)量因?yàn)橹挥?1.0±0.1)g，因此必須要能夠確保煤樣稱量時(shí)的準(zhǔn)確性，在稱量煤樣時(shí)注重天平的清潔，并定期的對(duì)天平進(jìn)行校準(zhǔn)。在每天試驗(yàn)之前，將氧彈按要求充入氧氣，并放置到水中浸沒數(shù)分鐘，查看氧彈的密封性能。對(duì)于不易燃燒的煤樣，使用淺底和壁薄的燃燒皿、在燃燒皿底部墊一層石棉絨、減少試樣量，適當(dāng)提高充氧壓力，利用標(biāo)準(zhǔn)煤樣均勻混合等多種方法來對(duì)試樣測試結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。對(duì)于易飛濺的煤樣用擦鏡紙包緊試樣或壓成餅后，切成2mm～4mm小塊使用，保證燃燒的完全。
4常州電廠煤質(zhì)檢測質(zhì)量控制
4.1使用標(biāo)煤開展內(nèi)部質(zhì)量控制
為保證測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，每天檢測前使用標(biāo)煤對(duì)量熱儀進(jìn)行質(zhì)量控制，標(biāo)煤測定值在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定范圍內(nèi)，才可以開始煤樣測試。表1是常州電廠6月10日煤化驗(yàn)室量熱儀1A用標(biāo)煤GBW11102Y，標(biāo)準(zhǔn)值為(28.40±0.16)MJ/kg，測試結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定范圍內(nèi)，說明儀器、人員等造成的誤差在可控范圍之內(nèi)，測量結(jié)果可信。——論文作者：林莉平
