探析煤質(zhì)檢測(cè)中的自動(dòng)化測(cè)試儀及其技術(shù)

張海振

華電濰坊發(fā)電有限公司 山東 濰坊 261204

引言

煤炭作為一種不可再生的重要能源資源，也是應(yīng)用最廣泛的一次能源，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。在火電廠，煤作為電力生產(chǎn)的原料，利用其燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為二次能源的電能，煤炭成本占火電廠生產(chǎn)成本的70%以上，煤質(zhì)檢測(cè)為入廠煤質(zhì)驗(yàn)收、采購(gòu)結(jié)算、煤耗計(jì)算、煤場(chǎng)管理、入爐煤質(zhì)監(jiān)督等提供可靠煤質(zhì)數(shù)據(jù)，對(duì)電廠安全生產(chǎn)具有重要意義。在煤質(zhì)檢測(cè)中引進(jìn)先進(jìn)自動(dòng)化測(cè)試儀，不僅可以提升煤質(zhì)檢測(cè)的工作效率，減輕檢測(cè)人員的工作量，還可以大大降低測(cè)試誤差，使檢測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)，有效提高了電廠燃煤的科學(xué)管理水平。

1 煤質(zhì)檢測(cè)與自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，有很多科研企業(yè)、高校紛紛對(duì)煤質(zhì)檢測(cè)信息化系統(tǒng)展開研究，并相繼開發(fā)了一些自動(dòng)化檢測(cè)儀器。一些煤質(zhì)檢測(cè)設(shè)備制造廠家為了進(jìn)一步提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，也參與到煤質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)備和軟件設(shè)施開發(fā)隊(duì)伍中來(lái)，這極大地推動(dòng)了煤質(zhì)自動(dòng)化檢測(cè)儀器和軟件的融合。很多裝機(jī)容量較大、技術(shù)較為先進(jìn)的火電廠都逐漸朝著信息化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，通過(guò)借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，為煤質(zhì)檢測(cè)設(shè)備使用奠定良好基礎(chǔ)，還有利于構(gòu)建高效、真實(shí)、精準(zhǔn)并且能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸信息數(shù)據(jù)的煤質(zhì)檢測(cè)管理體系，為電廠生產(chǎn)工作提供便利。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控煤質(zhì)，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)督，進(jìn)而對(duì)入爐煤進(jìn)行調(diào)整，改善燃燒效率和鍋爐運(yùn)行工況，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，很多企業(yè)在煤質(zhì)檢測(cè)、數(shù)據(jù)收集等方面沒有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而是處于一種半手工模式，導(dǎo)致信息收集不全面、傳遞不及時(shí)、信息不準(zhǔn)確、效率低下等多種問(wèn)題，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化火電廠燃煤質(zhì)量檢測(cè)和生產(chǎn)管理需求[1]。

2 煤質(zhì)檢測(cè)儀器技術(shù)概述

隨著煤質(zhì)檢測(cè)儀開始朝著自動(dòng)化方向發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)送樣、棄樣、換樣等自動(dòng)化處理，在檢測(cè)結(jié)果出來(lái)后，還可以自動(dòng)上傳至計(jì)算機(jī)，提升了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免了人工處理導(dǎo)致的誤差。檢測(cè)操作過(guò)程更加便捷，使用更加方便，更加人性化。

煤質(zhì)檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化還可以提升操作的安全性，并且還可以達(dá)到環(huán)保的目的。在檢測(cè)過(guò)程中，可以將檢測(cè)的廢棄物進(jìn)行自動(dòng)化處理，避免對(duì)環(huán)境造成污染。隨著檢測(cè)儀器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其檢測(cè)結(jié)果也更加精準(zhǔn)，可以達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求，并且煤質(zhì)檢測(cè)效率和儀器可靠性都大大提升。現(xiàn)代化檢測(cè)儀器和以往檢測(cè)儀器相對(duì)比，無(wú)論是檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)樣本的多樣性、指標(biāo)等多方面都更具有優(yōu)勢(shì)，而自動(dòng)化檢測(cè)儀器的檢測(cè)功能更加廣泛，其檢測(cè)指標(biāo)也更加全面、詳細(xì)和精細(xì)[2]。

3 煤質(zhì)檢測(cè)中自動(dòng)化檢測(cè)儀的應(yīng)用

3.1 氧彈量熱儀的應(yīng)用

發(fā)熱量是電力用煤最重要的質(zhì)量特性指標(biāo)，發(fā)熱量的測(cè)定采用氧彈熱量計(jì)法，氧彈熱量計(jì)可分為恒溫式和絕熱式兩種。C5500量熱儀主要用于測(cè)量煤質(zhì)的發(fā)熱量，由氧彈、內(nèi)筒、攪拌器、量熱溫度計(jì)等部件所組成。在測(cè)量時(shí)，需要將煤樣置于充有高壓過(guò)量氧氣的密閉氧彈中，確保煤樣的完全燃燒，放出的熱量為量熱系統(tǒng)所吸收，根據(jù)量熱系統(tǒng)中水的溫升計(jì)算出煤的發(fā)熱量。該設(shè)備具有測(cè)量精度高、操作方便、試驗(yàn)快捷、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最多的測(cè)熱設(shè)備。當(dāng)前市場(chǎng)上新推出了一種新型量熱儀C5808，該量熱儀具有氧彈自動(dòng)升降、識(shí)別氧彈編號(hào)、自動(dòng)充氧和放氣、自動(dòng)檢測(cè)充氧壓力、自動(dòng)定量?jī)?nèi)筒水量等功能，采用的激光點(diǎn)火技術(shù)徹底告別了傳統(tǒng)的點(diǎn)火絲或棉線點(diǎn)火方式，自動(dòng)化程度和智能化水平更高。

3.2 AS3200B自動(dòng)測(cè)硫儀的應(yīng)用

AS3200B自動(dòng)測(cè)硫儀采用恒電流庫(kù)侖法，主要用于煤中全硫含量的測(cè)定，由空氣預(yù)處理、庫(kù)侖積分器、溫度控制、燃燒爐、電解池和攪拌器等部件所組成。可連續(xù)測(cè)20個(gè)試樣，也可在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)添加或插入樣品。采用網(wǎng)口通訊，可以實(shí)現(xiàn)多端口控制、甚至遠(yuǎn)程控制，具有自動(dòng)保存試驗(yàn)過(guò)程記錄的功能。樣品在500℃預(yù)熱后，送樣桿將試樣送入1150℃高溫區(qū)，煤樣在催化劑作用下完全燃燒分解，生成硫氧化物，被氣流帶入電解池中，二氧化硫與水生成亞硫酸，以電解碘化鉀溶液產(chǎn)生的碘滴定，根據(jù)電解所消耗的電量計(jì)算出煤中全硫含量。該儀器測(cè)定準(zhǔn)確度高，測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較好，檢測(cè)過(guò)程更加方便，不需要太多樣本就能夠完成檢測(cè)，自動(dòng)化程度高，設(shè)計(jì)合理，故障維修便利，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確。

3.3 工業(yè)分析儀的應(yīng)用

煤的工業(yè)分析是一項(xiàng)電煤基礎(chǔ)測(cè)試項(xiàng)目，按照國(guó)標(biāo)經(jīng)典法完成一個(gè)煤樣的工業(yè)分析測(cè)定，通常需要6h或更長(zhǎng)時(shí)間，而工業(yè)分析儀在樣品批量測(cè)定中，大大提升測(cè)試效率，能有效避免檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)出時(shí)間的滯后，具有顯著優(yōu)勢(shì)。MAG6700全自動(dòng)工業(yè)分析儀采用熱重分析方法，將遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)備與稱量用的電子天平結(jié)合，在特定氣氛、溫度、時(shí)間條件下，對(duì)樣品稱重，計(jì)算出水分、灰分及揮發(fā)分等工業(yè)分析指標(biāo)。該設(shè)備采用雙爐體設(shè)計(jì)，揮發(fā)分測(cè)試為單式爐，內(nèi)水分和灰分測(cè)試為復(fù)式爐，可一次性完成19個(gè)樣品的指標(biāo)測(cè)試，外置式天平配有實(shí)時(shí)稱重顯示屏，能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)稱量放樣，操作方便快捷，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

4 結(jié)束語(yǔ)

在煤質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中量熱儀、測(cè)硫儀和工分儀是應(yīng)用比較普遍的自動(dòng)化檢測(cè)儀器，能夠?qū)崿F(xiàn)煤質(zhì)快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。應(yīng)用自動(dòng)化測(cè)試儀及其技術(shù)進(jìn)行電廠燃煤質(zhì)量檢測(cè)，可以有效提升火電廠燃料管理水平，有效改善燃燒效率和鍋爐運(yùn)行工況，為企業(yè)帶來(lái)更多的效益，對(duì)推動(dòng)我國(guó)數(shù)字化電廠建設(shè)和電煤行業(yè)發(fā)展具有重要價(jià)值。