煤的發熱量測定存在的問題及其解決措施

摘要：煤的發熱量體現了煤的質量，是考察煤質量的一個重要的指標，因此煤的發熱量測定工作是十分重要的，但在實際操作中，煤的發熱量測定中存在很多問題，如稱樣、水質以及氧彈等。文章旨在探討煤的發熱量測定中存在的問題，并提出相應的解決措施。

關鍵詞：發熱量；煤樣燃燒；熱值測定；充氧壓力；氧彈

中圖分類號：TQ533 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0077-02

煤的發熱量體現出了煤炭的質量，隨著科技的不斷發展，煤的發熱量測定從人工操作的發熱量測定儀發展到現在的微電腦控制測定儀，其中經歷了簡單電路控制煤發熱測定儀等階段。從人工操作到微電腦控制，操作員的操作越來越簡便。然而，無論是哪種發熱量測定儀，人工操作的準確性都是非常關鍵，不容忽視的。本文就煤發熱量測定中存在的問題進行分析，并提出相應的解決措施。

1 稱樣

樣品的稱量是煤的發熱量測定的開端，一旦稱樣的準確性出現問題，將影響整個煤熱量測定過程。在對煤進行稱樣時，要注意使稱量的樣品均勻的分布，可以對稱量的樣品進行攪拌。稱量好的煤樣及時密封好，防止空氣中的水質、雜質等進入使其變質。此外，稱量時質量要準確，盡量減小測量誤差。

稱樣過程中要注意使煤樣均勻，避免有煤粒大小不均的情況。在對樣本取樣后，要將樣品進行充分的搖勻，一般情況下，搖勻時間不小于兩分鐘，若此時仍有大煤粒存在，要考慮重新更換樣品，保證所有煤粒粒度都在0.2mm以下，因為煤粒太大會直接影響樣本的燃燒程度，進而影響煤熱量的測定。

2 測定中的水質問題

進行熱量測定的關鍵因素是氧氣和水，水質發生惡化對于測定結果的影響是很大的，會使水吸收熱量的能力上升或者下降，不均勻，吸熱后的水溫度分布不均勻。測定實驗中的水如果長時間未進行更換，會變渾濁，懸浮物大量增加，操作員要注意觀察水質情況，及時對實驗中的水進行清理。實驗中的水發生問題的原因主要有以下三個方面：（1）操作員在操作的過程中，將灰質等帶進水中，或者空氣中的灰塵進入水中；（2）水長時間未進行更換，微生物在水中繁殖；（3）水箱中有管道腐蝕，銹蝕影響了水質。

3 氧彈問題

在實際操作中，氧彈發生漏氣是非常常見的問題，氧彈漏氣會使測定中的煤燃燒不充分，釋放的熱量少于其實際值，進而導致熱量測定值不準確。氧彈漏氣的原因一般有以下幾種情況：（1）氧彈的彈頭與身體接觸的部分連接不密閉；（2）氧彈的橡皮圈使用時間過長，導致橡皮圈老化，沒有彈性。在實際中，要經常檢查橡皮圈是否老化，定期對橡皮圈進行加濕處理；（3）進出口氧氣的地方要經常清理，以防有臟東西粘在上面，導致接口擰不緊發生漏氣。

4 充氧壓力

氧氣是煤的熱測定中另一個關鍵因素，其目的是使樣品煤充分燃燒，根據有關規定，實驗要求充氧壓力為2.8～3.0MPa，達到壓力后的持續充氧時間不得少于15s，在實際操作中一般將充氧時間設置為標準時間的2倍，但要注意，不能使充氧壓力大于3.2MPa，實驗中一旦壓力超標，應立即停止充氧，將氧氣壓力釋放到標準壓力。

5 煤樣燃燒情況檢查

只有煤樣充分燃燒，煤樣的熱量才能充分釋放出來，煤的發熱量測定才是準確的。在實驗中，必須在燃燒結束后對煤樣的燃燒情況進行檢查，觀察煤樣是否燃燒完全，是否存在殘留的煤粒，是否有煤樣噴濺事實發生，若檢查中發現，煤樣燃燒不充分，則測定實驗不精確，必須重新取樣重新對該煤的發熱量進行測量，必須保證實驗數據準確可信。

6 燃燒皿

來源不同的燃燒皿，做工不盡相同。這就會導致不同的燃燒皿厚度和深淺不同，測量的結果也有差異，有實驗表明，較薄且較輕的燃燒皿測量的發熱量要明顯大于厚而重的燃燒皿測定出的發熱量。在選擇燃燒皿時，要注意選擇規格相同的燃燒皿，避免因做工不同而導致的差異。

燃燒皿使用過之后要及時地進行清洗，除去其表面的雜質，要用紗布將燃燒皿上附著的殘留物擦去，將其放在電爐上進行干燥，干燥后放在干燥器中備用。

7 特殊煤樣的熱值測定

特殊煤樣的熱值測定一般涉及兩種煤樣，一種是高灰難燃煤樣，另一種是飛濺煤樣。

7.1 高灰難燃煤樣

高灰難燃煤樣的發熱量一般較低，加之其難燃的特性，我們需要對其進行處理后再進行燃燒熱值測定。一種方法就是用擦鏡紙將煤樣包裝起來進行測量，另一種方法就是將煤樣與甲苯酸一起包在紙內測量其熱度。

用包擦鏡紙的方法進行測量時，首先要知道所包擦鏡紙可以釋放出來的熱值，取定量擦鏡紙，將其揉起來放在燃燒皿中，按照發熱量測定的方法測量器發熱量，重復進行至少三次，取其平均值確定擦鏡紙的熱度。將煤樣用擦鏡紙包起來，測量其發熱量，排除擦鏡紙的熱量后計算出煤樣的發熱量。注意，一般情況下每本擦鏡紙都有不同的發熱量，所以在用不同本的擦鏡紙時，要再次測定擦鏡紙的發熱量，不能一概而論。

在包擦鏡紙后依然難以燃燒的，可以將煤樣與甲苯酸按照4∶6或者5∶5（比例依據高灰難燃煤樣的難燃程度決定）的方式進行混合，混合后用紙包起來壓緊放入燃燒皿中進行燃燒試驗，注意要將煤粉與苯甲酸充分混合才能發揮作用。同包擦鏡紙的方法類似，這種方法也得提前測量出紙和苯甲酸的熱量，在總熱量的基礎上扣除掉紙和苯甲酸的熱量才是高灰難燃煤樣的發熱量。

7.2 飛濺煤樣

對于容易飛濺的煤樣，在實際熱量測定中我們采取類似高灰難燃煤樣熱度測量的方法，用擦鏡紙將飛濺煤樣包起來進行測量，將棉線和點火絲放在樣品的上表面。若包擦鏡紙后，煤樣依舊飛濺，則可以適當降低充氧的壓力，即降低煤樣的燃燒速度。此外，對于容易揮發的飛濺煤樣，可以提前對其進行壓餅操作并將其切成小塊。

8 環境溫度對發熱量測量準確性的影響

在對煤的發熱量進行測量時，環境溫度的變化會引起測量儀器熱容量的變化，進而使測量的準確性下降。有實驗證明，隨著環境溫度的上升，儀器的熱容量會隨之增大，從而使發熱量測定標準不準確。對實驗室的環境溫度要加以控制，使之完全符合實驗要求的環境溫度。測量儀器不宜放在能接受到光照的地方，儀器周圍也禁止使用各類發熱熱源，要定期對實驗室室溫進行測量，溫度不符合要求時對其立刻進行調整，保持室溫的穩定。具體要求為：實驗室溫度應在15℃～30℃的范圍內，可以在實驗室中安裝空調等設備對實驗室室溫進行調節，但要注意不要將空調或風扇正對著測量儀器吹。

9 總結

綜上所述，煤的發熱量測定作為測定煤質量的重要手段，有著非常重大的意義。然而，在煤的發熱量測定中也有很多的問題，如上述提到的稱樣、水質問題以及氧彈問題等。在實際操作中，隨著科技的發展，煤的發熱量測定儀器的自動化水平越來越高，這就需要操作員充分掌握專業技能，定期對儀器以及儀器的運行環境進行檢查和調整，保證煤的發熱量測定數據的準確性。

參考文獻

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作者簡介：王妍（1985-），女，山西汾陽人，山西省地質礦產研究院工程師。endprint