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  • 鶴壁市華鼎電子科技有限公司

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    煤質技術百科

    1、煤質化驗設備化驗流程

    煤質化驗設備化驗流程大體為:
    采樣——破碎——干燥——制樣——實驗分析

    具體步驟為
    1    原煤采樣:根據原煤存放方式依據國標采樣,工具自備
    2 破碎:用破碎機破碎采樣煤樣粒度在6mm以下,供3使用
    3 干燥:用干燥箱依據國標干燥出制樣煤樣,并且做出全水分值(需要500克稱重器具自備)
    4     制樣:用制樣機把干燥過的煤樣制成粒度為0.2mm的分析煤樣,供分析實驗用
    5     分析實驗:全部分析實驗用電子天平稱重

    分析水(內水):用干燥箱做出灰分,
    揮發分:用馬弗爐做出

    全硫:用測硫儀做出
    發熱量:用量熱儀做出

    備注:準確的發熱量結果需要煤中的含硫值


    2、煤質分析方法-計算煤炭發熱量的新公式

     國家煤炭院于60年代推出了煙煤、無煙煤、褪煤空氣干燥基低位發熱量的計算公式,經過一段時間的應用,發現存在一定的缺陷和局限性。如煙煤的發熱量與水分、灰分、揮發分和焦渣特征有關,但當時推導這一公式時,沒有把焦渣特征定量化納入公式中,而是根據焦渣特征的大小分組列出K值。在計算煙煤的發熱量時,根據焦渣特征大小,查出K值再納入公式。這不僅計算麻煩,而且K值呈臺階式變化,對于某些揮發分在邊界處的煤樣,其計算誤差就會增加,為此,國家煤炭院陳文敏教授領導的七五科技攻關項目,收集了全國大量煤樣數據,利用多元回歸法,采用電子計算機進行大量的數據處理,研究推導出一套計算煙煤、無煙煤、褐煤低位發熱量經驗公式。    
      新公式有兩種計算方法,一是利用元素分析結果計算各種煤的低位發熱量,二是利用煤的工業分析結果計算煙煤、無煙煤、褐煤低位發熱量。利用元素分析結果計算發熱量更為準確,但目前水泥企業均未開展這一工作。因此,這里僅介紹利用煤的工業分析結果計算煤低位發熱量的新公式。    
     。1)計算煙煤空氣干燥基低位發熱量公式:    
      Qnet,ad = 35859.9—73.7Vad—395.7Aad—702.0Mad + 173.6CRC    
     。2)計算無煙煤空氣干燥基低位發熱量公式:    
      Qnet,ad = 34813.7—24.7Vad—382.2Aad—563.0Mad    
     。3)計算褐煤空氣干燥基低位發熱量公式:    
      Qnet,ad = 31732.9—70.5Vad—321.6Aad—388.4Mad    
       式中:Qnet,ad——空氣干燥基低位發熱量,Jg;    
       Mad、Aad、Vad——分別為煤的空氣干燥基水份、灰分、揮發分,%;    
       CRC——煙煤的焦渣特征。    
       利用上述三個公式計算出來的煤低位發熱量,與目前水泥企業應用的舊公式計算出來的低位發熱量相比,精度有較大提高,其中煙煤計算的低位發熱量標準偏差為372Jg,精度比舊公式提高15%,無煙煤計算的低位發熱量標準偏差為305Jg,精度比舊公式提高34%,褐煤計算的低位發熱量標準偏差為393Jg,精度比舊公式提高36%,新公式的誤差與灰分有關,如灰分(干基)大于40%,誤差增長,灰分越高其誤差越大。因此,使用時應注意,當干基灰分大于40%時,應另選公式計算。

     

    3、氧彈式量熱儀(熱量計)檢驗方法

    摘 要 氧彈式熱量計是目前檢測煤質發熱量指標的主要儀器,其測熱性能將會直接影響發熱量測定結果的可靠性,所以各檢測單位新購進熱量計,都應該在使用前對其性能進行檢驗。鶴壁市華鼎儀器儀表有限公司是專業生產氧彈式量熱儀、氧彈式熱量計的大型領軍企業,其產品性能超卓,測試準確,測定精度完全符合國家標準。 當前市場上其他眾多廠家生產的各種量熱儀層出不窮,性能各有差異,所以各檢測單位在購進量熱儀時更應對其測熱性能加以關注。根據長期的煤質分析儀器使用與維護經驗,系統地提出以密度、準確度作為考核儀器的指標來進行驗收,從而確立此類儀器選型、驗收標準。
      煤作為燃料廣泛地應用于國民經濟中,尤其是發電行業。電力生產主要是利用燃煤的化學能,通過燃燒把熱能轉化為電能,因此發熱量是發電用煤的重要測定項目。發熱量主要用于以下幾方面:設計鍋爐機組時,發熱量可用來計算爐膛熱負荷和選擇磨煤機容量;鍋爐運行時發熱量又可用來計算發、供電煤耗,而煤耗又是火電廠的重要考核經濟指標;在煤炭供需上,發熱量是作為動力用煤計價的主要依據。目前試驗室用于測定燃料發熱量的熱量計有恒溫式和絕熱式兩種。

      1  熱量計工作原理、種類及構造

      111  發熱量、發熱量測定原理

      發熱量定義為單位質量的可燃物質完全燃燒時所放出的熱量?扇嘉锇l熱量測量原理是將一定量的試樣置于充有一定壓力2.83.0MPa 密封的氧彈中,在充足的氧氣條件下,令試樣完全燃燒,燃燒所放出的熱量被氧彈周圍一定的水(內桶水所吸收,其水的溫升與試樣燃燒放出的熱量成正比。發熱量即可由燃燒前后的溫差計算出來。E( Tn-T0) /    

    試樣發熱量(J / g) ; 量熱系統熱容量(J / ) ; M試樣質量(g) ; T量熱系統起始溫度) ; T量熱系統吸收試樣放出熱量后的終值溫度。

      112  熱量計種類、構造

      通常實驗室用于測定燃料發熱量的熱量計有恒溫式熱量計、絕熱式熱量計兩種。測量原理相同,但構造上有些差異。恒溫式熱量計包圍量熱體系外筒是一個雙層水套,內裝較多的水。測熱過程中水是靜止的,外筒僅用于給內筒提供穩定的工作環境。絕熱式熱量計除有雙層水套外,其頂蓋也設計為雙層水套。測熱過程中,雙層中的水借助循環水泵從外筒流向頂蓋從而起到絕熱作用。同時在外筒中還安裝有跟蹤內筒水溫的加熱電極和溫控元件。恒溫式熱量計與絕熱式熱量計在市場上均有產品,也各有優缺點。前者構造簡單,操作簡便,但需對溫升進行校正,計算較為繁瑣。目前,隨著微機廣泛應用,問題已得到解決;后者構造復雜,操作難以掌握,有時還受到季節的影響,用于帶走外筒水中多余熱量的冷卻水溫度不能滿足試驗要求。因此在一般情況下,恒溫式熱量計被廣泛采用。

      2  熱量計檢驗方法的演進

      在以往的熱量計驗收過程中,儀器到場開箱后,一般按合同規定,進行密度測試,合格后,便可用于檢測。事實證明,這個單一的技術驗收指標與實際分析的樣品存在差距。密度測試所用物質為苯甲酸。苯甲酸是一種純凈物質,也是目前公認的量熱標準物質。它性能穩定、吸濕性低、容易完全燃燒。而平時分析的煤樣是一種混合物質,其熱性能并不穩定,因此儀器在使用苯甲酸做密度驗收后,其準確度并不一定可信。為此,建立一套寶鋼私有的熱量計驗收方法,使所購入的儀器更好地為現場服務這一迫切需要擺在技術人員面前。經過四年左右的摸索,初次系統地提出熱量計的驗收方法,并在一臺新儀器的驗收中初步進行使用,取得較好效果。

      3  熱量計檢驗方法

      3.1  熱量計密度檢驗

      3.11  熱容量測試(熱容量密度檢定 在規定條件下〔1,用燃燒熱標準物質苯甲酸檢定熱量計的熱容量,按不同的平均熱容量,其差不大于表1規定;次重復試驗結果的平均值(.E) 和標準差,其相對標準差不應超過0.2 %,若超過0.2 %,再補作1次試驗,取符合要求的次結果的平均值(修至1J / K)作為該儀器的熱容量。若任何次結果的相對標準差都超過0.2 %,則應對試驗條件和操作技術仔細檢查并糾正存在問題后,重新進行檢定,舍棄已有的全部結果(見表1) 。

     熱容量測試

    熱容值

    〈1500(J/K)

    900011000(J/K)

    1400015000(J/K)

    級差

    9

    40

    60

    取用1g 左右的燃燒熱標準物質苯甲酸(GBWE130035 標準值2480J/g)連續試驗熱容量密度測試結果(見表2) 。試驗表明:級差≤40J / K;RSD = 0.108 % (遠小于0.20 %) 密度測試合格。

     苯甲酸連續試驗熱容量密度

    苯甲酸質量g

    熱容量(J/k)

    平均值(J/k)

    級差(J/k)

    0.9965

    10432

     

    10439

     

    22

    0.9968

    10434

    0.9966

    10454

    0.9945

    10436

    0.9938

    10439

     

    3.12  熱值誤差測定 取約0.17g 1.13g 苯甲酸測量燃燒值,計算其熱值誤差Δ,該值不超過60J / g ,合格。其中ΔQA

    -QS ( Q為測得苯甲酸的平均熱J / g , Q為苯甲酸的標準熱值) (見表3) 。試驗表明誤差≤60J / g 合格。

     熱值誤差測定

    苯甲酸質量(g

    測得熱值(J / g

    平均熱值(J / g

    與標準熱值誤差(J / g

    0.1755

    26407

    26416

    38

    1.1346

    26425

    3.12  熱量計準確度檢驗

    標準煤樣測試結果與標準值之差應在不確定度范圍內或用燃燒熱標準物質苯甲酸作為樣品進行次發熱量測定,其平均值與標準熱值之差不超過50 J / g。根據煤質分析的經驗我們發現,采用苯甲酸進行準確度測試合格后標準煤樣測試結果并不理想,所以此次我們采用含硫量高和含硫量低的兩種國產標煤測試該儀器準確度(見表4) ,試驗表明標煤測試結果均在不確定度范圍內,儀器準確度合格(備注:標準煤樣應測定Mad 、Sad并作硝酸生成熱校正,經基態轉換以干燥基熱量作比較。

     準確度測試結果

    標煤號

    Mad(%)

    St,ad(%)

    熱容量(J/K

    GBW11108d

    2.36

    1.83

    10439

    GBW11101i

    2.89

    0.42

    10439

     

    Qd標準(J/g)

    Qb(J/g)

    測定值(J/g)

    (J/g)

    評價

    29470±120

    28665

    29358

    112

    良好

    31100±120

    30128

    31025

    75

    良好

     


    4、量熱儀的準備工作以及常規保養

    1)依照裝箱單,把箱內包裝物全部取出。

    2)應仔細查看是否有缺件或損壞,查看是否缺損,并及時與供貨單位聯系尋求解決,切不可貿然使用。

    3)量熱儀應遠離高溫熱源及蒸汽。

    4)量熱儀應安裝在水平的水泥板或其它無振動的工作臺面上,并且與墻壁或其它物體的間距不小于150毫米。

    5)切勿在儀器頂部位放置任何物品。

    6)警告——儀器須良好接地。

    7)依次將量熱儀主機、打印機、電腦擺放好。

    8)連接打印電纜、顯示器及鍵盤。

    9)接通具有良好接地的電源。

    氧彈:除每次試驗后對氧彈進行清洗外,對以下幾點也應該注意和檢查:

    1)氧彈只能用手擰動,當手感到有阻力時立即停止,切忌用工具硬擰。

    2)彈帽和閥座,用完后應沖洗干凈并擦干。

    3)彈杯沖洗干凈,擦洗螺紋,并檢查彈杯上部是否有機械損傷,注意不許將彈杯倒置。

    4)檢查密封圈有否磨損,如密封不嚴有漏氣現象,則應更換。

    5)進行定期絕緣性能檢查。

    (6)定期對氧彈進行20Mpa水壓試驗,每次水壓試驗后,氧彈的使用時間不得超過2年。

    (7)外套水筒:若長時間停做試驗,需將筒中的水放掉,保持內部清潔干凈,不要使臟物掉入筒內。


    5、煤含硫量檢測知識-硫分分級

    褐煤的硫分在基準發熱量
        級別名稱   代號   干燥基全硫分(St,d)范圍/%
        特低硫煤   SLS     0.45
        低硫煤     LS      0.450.85
        中硫煤     MS      0.861.50
        中高硫煤   MHS     1.513.00
        高硫煤     HS      3.00
        無煙煤和煙煤的硫分在基準發熱量
        級別名稱   代號   干燥基全硫分(St,d)范圍/%
        特低硫煤   SLS     0.50
        低硫煤     LS      0.500.90
        中硫煤     MS      0.911.50
        中高硫煤   MHS     1.513.00
        高硫煤     HS      3.00


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