煤質化驗中發熱量與揮發分檢測分析

王順利 蔣登鋒 郎麗杰 李曉丹 屈慶臣 席海莉

（安陽鋼鐵集團公司，河南 安陽 455000）

煤在自然形成過程中，由于地質構造、植物等不同，加上堆放、運輸、生產等過程出現不同程度風干和氧化，造成煤質出現變化。在能源使用方面，雖然我國已經運用了多種新能源，如，風能、水能、太陽能等，但煤炭資源的使用仍然占據重要地位。煤炭質量關系到企業與用戶直接利益，所以，煤質化驗工作十分重要。若化驗結果不精確，之后的工作會受到嚴重影響。煤炭由于受重力作用，造成較大粒徑的煤炭集中于四周與下部，而粒徑較小的煤炭則在中間和上方，因此，如何準確采樣分布不均勻的煤炭樣本就是對化驗人員的考驗。煤質化驗中較為重要的2個測定指標就是發熱量與揮發分，這2個指標關系到煤炭質量，為此，技術操作人員要不斷完善測定技術，保障測量結果的準確性。

1 影響煤質化驗準確性的主要因素

影響煤質化驗準確性的影響因素有許多，其中主要的影響因素是系統誤差和隨機誤差。系統誤差的形成原因多種多樣，例如化驗儀器出現漏水漏氣問題、化驗人員的失誤操作、化驗設備老化等等，都會導致煤質化驗的結果出現誤差，進而影響化驗結果的準確性。基于系統誤差的影響因素，要想減少或者避免系統誤差，就需要從化驗儀器、化驗人員以及化驗設備三方面入手，首先需要對化驗儀器的水密性和氣密性進行檢測，確保水密性和氣密性能夠滿足化驗需求，與此同時，相關的化驗機構需要組織專業的技術人員對化驗設備的老化狀況進行檢測，并且對化驗操作人員進行專業培訓，提高操作人員的專業水平和專業素養。此外，為了降低系統誤差對化驗結果的影響，需要對試劑純度進行測定，確保化驗的試劑純度能夠達到標準要求。

2 煤質化驗中發熱量與揮發分檢測要點

2.1 調試計量儀器設備

在煤質化驗中，統一計量對測量準確性有較為重要的影響，特別是在發熱量和揮發分這2種精確性要求較高的指標測定中，更需要標定與調試計量單位。在分析煤質時，主要使用標準壓力表、分析天平、高溫毫伏計、溫度計、熱電隅等計量儀器，為了確保得到精確的測驗結果，需要檢定與校準器具的計量單位。達到合格標準的計量儀器要做上標志，將名稱與級別寫清楚，并記錄、標注檢定時間與有效期，確保器具計量使用的準確性。在初檢后，已經經過校準的器具要做登記卡，并對計量器具做記錄和定期的校驗與維修，保障在使用時的可靠性。因為煤質化驗對技術性有較高要求，影響因素多，測驗儀器的屬性、使用狀態及操作人員技術水平都會對煤質化驗數據分析和結果造成影響。所以，一臺新檢測儀器在投入使用之前，要預先進行嚴格檢驗與實驗，確保其準確度與精密度都達到國際標準后，才能夠應用于煤質化驗中。

2.2 煤質化驗測定發熱量

1）測定溫度控制。對測定結果造成影響的一個關鍵因素就是水溫與室溫。在測定發熱量時，要依據當地氣候控制水溫在合理范圍之內，室溫控制在國際標準規定范圍內，互相協調水溫和室溫。在測定中要依據室溫嚴格把控水溫，之后，依據測驗中煤炭溫度與外筒溫度上升幅度調節水溫和室溫，若外筒水溫和筒內水溫的差距比較大，測量結果準確性會被嚴重拉低。

2）測驗氣密性控制。在煤質化驗中，需要確保氧彈氣密性，為此要反復進行測試，保證其氣密性達到較高水平。可以采取的措施是：1) 將氧氣注滿氧彈，之后將氧彈放到水中，觀察是否出現氣泡。如果有氣泡出現，說明其氣密性不夠好，需要完善；如果沒有出現氣泡，則表示氣密性較好，可以使用；2）把水滴到氧彈頭部位置，觀察是否出現氣泡。需要保證氧彈氣密性良好的主要原因是，在進行發熱量測定中氧彈要承受瞬間高壓（7MPa～9MPa），假如氧彈氣密性不夠好，會造成測定失敗。

2.3 煤質化驗測定揮發分

揮發分即煤炭在一定條件下，隔絕空氣并加熱的操作后分解產生的產物。揮發分不是水與無機物產生的物質，而是一種有機物，煤礦加熱時間的長短、設備器材形狀和材質大小等都會使揮發分受到影響，因此在進行揮發分測定時需要化驗人員對各個方面進行嚴格檢查，除嚴格按照操作步驟進行外，還需要調整和檢查使用器材的性能、使用狀態，以保證化驗的準確性。

1）馬弗爐完善性檢查。煤質化驗中測定揮發分時，測定前要關閉馬弗爐煙囪，并且將馬弗爐透氣孔封閉。在加熱爐底與坩堝之間需要架設好熱電偶熱接觸點，同時，將它們的距離控制在30mm～40mm。在架設坩堝的過程中，一定要認真、細心，必須將坩堝架設到恒定的溫度范圍之內。與此同時，煤質化驗在測定揮發分時，要檢查馬弗爐、坩堝等儀器是否完善，在使用之前要測試其能不能正常工作。如果測試中工作人員沒有認真仔細檢查測定儀器，煙囪沒有被關閉，空氣就會持續向上面排出，導致馬弗爐熱量持續流失，繼而造成測驗失敗。因此，在測試馬弗爐前，要養成全面檢查的好習慣。

2）坩堝完善性檢查。煤質化驗在測定煤炭揮發分時，要全面檢查坩堝完善性，其檢查的具體步驟包括：（1）對坩堝與坩堝蓋做重點檢查，認真觀察有沒有出現缺口或者是裂紋；（2）不斷將坩堝蓋進行旋轉，雙眼與坩堝蓋保持平行，觀察鍋蓋能否完全接觸坩堝。如果測定中，坩堝蓋與坩堝的接觸不嚴密或者是有裂縫存在，都會對最終測試結果造成直接影響，導致得到不準確的測定數據。

3 結束語

綜上所述，煤炭是中國當前重要的應用能源之一，其質量直接影響相關企業和用戶的自身利益，因此對煤質進行化驗是十分重要的。作為煤質的常規分析，發熱量和揮發分測定具有規范性強、影響因素多的特點，對這兩種屬性的測量能夠充分體現操作人員的化驗水平。