關(guān)于低熱值煤測定過程中幾個(gè)問題的探討

孫喜龍（大唐韓城發(fā)電廠，陜西 渭南 715400）

關(guān)于低熱值煤測定過程中幾個(gè)問題的探討

孫喜龍（大唐韓城發(fā)電廠，陜西 渭南 715400）

火力發(fā)電廠入廠煤質(zhì)化驗(yàn)中，國標(biāo)《煤的發(fā)熱量測定方法》（GB/T213-2008）是必須依據(jù)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用過程中，在低熱值煤測定過程中，牽涉到添加物的選擇、添加熱計(jì)算、恒容高位發(fā)熱量的計(jì)算等方面存在一定的爭議，筆者根據(jù)自己多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行分析，旨在與煤質(zhì)應(yīng)用及管理人員共同探討，在使用過程中盡可能達(dá)到對國標(biāo)條款的一致認(rèn)知，避免分歧，使國標(biāo)更好的發(fā)揮對實(shí)踐的指導(dǎo)作用。

低熱值煤；添加物；硝酸生成熱；恒容高位發(fā)熱量

在日常的煤質(zhì)化驗(yàn)中，用于動(dòng)力煤的熱值一般都在18兆焦以上，化驗(yàn)室測定不需要特別處理，即可測出煤樣的彈筒熱值，在進(jìn)一步進(jìn)行換算到需要基準(zhǔn)。但有時(shí)出于對配煤摻燒或其他原因會(huì)有少量低熱值煤需要測定。現(xiàn)在廣泛使用的量熱儀，大部分可測出10兆焦的煤樣熱值。但從燃燒情況來看，會(huì)存在燃燒不全現(xiàn)象，更低熱值直接測定更不可靠，就需要一定的措施來完成熱值測定。

低熱值煤測定試驗(yàn)方法的選擇通常采用辦法是減少試樣量、用較薄的坩堝、加大充氧壓力、加入添加物等。前三種方法目的都是為了使試樣盡可能多接觸氧氣，增大與氧氣的接觸面，達(dá)到充分燃燒的目的，從而測出煤樣的熱值；而加入添加物則是為了提高燃燒溫度，從而使低熱值煤與添加物同時(shí)完全燃燒，雖然達(dá)到完全燃燒的目的，但后續(xù)計(jì)算在總熱量中除去添加物的影響，而在添加物的選擇和計(jì)算過程中就存在一定的爭議。

其一，就是添加物的選擇。

一般的低質(zhì)煤熱量測定中，多采用減少試樣量、用較薄的坩堝、加大充氧壓力等方法，只要煤樣燃燒完全，重復(fù)性好，計(jì)算方便且爭議少，但有時(shí)以上方法都無法測定，還是需要采用添加物的辦法，一般添加物有標(biāo)煤、苯甲酸、擦鏡紙等，三種添加物都可以應(yīng)用，各有利弊。

標(biāo)煤粒度均勻，與被測物形狀接近，添加操作便利，應(yīng)是較好的添加物，在日常操作中需要時(shí)常采用。但鑒于它的物化性質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間、溫度的變化發(fā)生變化，所以添加前應(yīng)對其熱值、水分進(jìn)行測定確認(rèn)無誤，方可進(jìn)行添加；另外，稱量后應(yīng)與被測煤進(jìn)行混合，混合過程要注意避免煤樣的損失。

苯甲酸作為一種穩(wěn)定的化合物，熱值恒定，添加熱計(jì)算方便，但存在苯甲酸相對價(jià)格貴，且粉狀容易燃燒不完全的問題，所以添加時(shí)要注意壓片，且刷去表面小毛刺；目前多采用已處理好的苯甲酸片劑切塊使用，應(yīng)用較方便，但成本較高。

而擦鏡紙的應(yīng)用相對多一點(diǎn)，一是相對經(jīng)濟(jì)，價(jià)格便宜，二是擦鏡紙熱值基本穩(wěn)定，確定一次后不更換情況下放入干燥潔凈環(huán)境可長期使用，但擦鏡紙?zhí)砑硬僮飨鄬?fù)雜，稱量后需要將煤樣緊緊包裹，操作不當(dāng)會(huì)引起包裹破裂、煤樣燃燒不全等問題，需要經(jīng)過一定的練習(xí)才能熟練掌握。

其二，是添加熱計(jì)算中硝酸生成熱校正系數(shù)а的取值。

按照國標(biāo)GB/T213-2008中規(guī)定，當(dāng)彈筒發(fā)熱量Qb≤16.70MJ/kg，α=0.0010；當(dāng)16.70 MJ/kg＜Qb≤25.10 MJ/kg，α= 0.0012；當(dāng)Qb＞25.10 MJ/kg，α=0.0016。加助燃劑后，應(yīng)按照總釋熱量來考慮。總釋熱Q=E*△t（其中，E為量熱儀的熱容量，單位J/K，△t為量熱系統(tǒng)總溫升，單位為K），由此可見，總釋熱單位為J。而在無添加熱的計(jì)算中，а取值是彈筒熱值Qb，單位為J/K，且已經(jīng)從總釋熱中減去點(diǎn)火熱和添加熱，從下式可以明確看到：

所以個(gè)人認(rèn)為，低熱值煤有添加熱的計(jì)算，а取值應(yīng)為總釋熱減去點(diǎn)火熱和添加熱，再除以煤樣和添加物的總質(zhì)量，才能與普通煤樣的計(jì)算相統(tǒng)一，這里也牽涉到單位一致性的問題。否則，所有煤樣的計(jì)算均應(yīng)全部按照總釋熱Q=E*△t來考慮а取值，而不僅僅是有添加熱的煤樣。在這里，國標(biāo)沒有明確，需要我們進(jìn)一步實(shí)踐和探索，細(xì)化條款，便于日常計(jì)算操作。

其三，是恒容高位發(fā)熱量計(jì)算時(shí)Qb，ad的取值。

在計(jì)算煤樣恒容高位發(fā)熱量時(shí)，GB/T213-2008中公式8給出了計(jì)算方法，Qgr,ad=Qb,ad-(94.1Sb,ad+aQb,ad)，其中硝酸生成熱為а*Qb，ad，個(gè)人認(rèn)為，在有添加熱的計(jì)算中，前后兩個(gè)Qb，ad取值不應(yīng)一致，前一個(gè)Qb，ad應(yīng)為所測煤樣的減去添加物、點(diǎn)火熱后按GB/T213-2008公式6算出的值，而后一個(gè)Qb，ad應(yīng)為總釋熱減去點(diǎn)火熱和添加熱，再除以煤樣和添加物的總質(zhì)量后的值，即與а取值對應(yīng)的總釋熱量。在實(shí)際運(yùn)用過程中，遇到這類問題，因?yàn)槿≈禌]有明確，所以會(huì)遇到一定的質(zhì)疑，只是因?yàn)橄跛嵘蔁釋φ麄€(gè)的煤樣測定影響小，兩種計(jì)算引起的差值更小，所以糾紛極少。但從科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來分析這個(gè)問題，因?yàn)橄跛嵘蔁崤c溫升，也就是總釋熱有著密不可分的關(guān)系，所以硝酸生成熱計(jì)算的Qb取值，應(yīng)與а取值時(shí)的總釋熱值相一致。

結(jié)語

在日常的煤質(zhì)化驗(yàn)過程中，GB/T213-2008是我們的試驗(yàn)依據(jù)，嚴(yán)格按照國標(biāo)進(jìn)行煤質(zhì)分析，針對低熱值煤，首先采用減少試樣量、用較薄的坩堝、加大充氧壓力等方法，避免添加熱介入；加入添加物時(shí)，選用適當(dāng)?shù)奶砑游铮_保添加物熱值測定準(zhǔn)確；在有添加物的煤樣熱值計(jì)算中，探索研究硝酸生成熱校正系數(shù)а的取值和恒容高位發(fā)熱量計(jì)算Qb，ad的取值的合理性，努力保證煤質(zhì)檢驗(yàn)工作的公平、公正、有效。