馬文紅

1 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量和揮發(fā)分概述

1.1 煤炭發(fā)熱量指標(biāo)的概念

煤炭發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤炭完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量,其中熱量常用數(shù)據(jù)單位為卡,1卡就是指將1克純水升高1攝氏度所需要的熱量,由于水的比熱會(huì)隨不同的溫度而發(fā)生改變,所以卡這一常用的熱量單位還常常分成不同溫度下的卡。而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定包括煤炭等在內(nèi)的固體礦物燃料的發(fā)熱量單位還直接使用焦耳,其中熱量單位卡與焦耳的換算關(guān)系為1焦耳等于0.239卡。

1.2 煤炭揮發(fā)分指標(biāo)的概念

煤炭揮發(fā)分是指把煤炭放在一個(gè)隔絕空氣的容器內(nèi),然后對(duì)存放煤炭的容器進(jìn)行高溫加熱,加熱到一定溫度的條件下,固態(tài)的煤炭將會(huì)在高溫高壓的作用下分解出爭(zhēng)氣狀態(tài)的物質(zhì),然后出去煤炭中所含的水分,剩下的焦渣即為煤炭的不揮發(fā)物質(zhì)。需要說明的是煤炭揮發(fā)分受測(cè)定條件的影響比較大,一般不同測(cè)定條件下煤炭的揮發(fā)分的組成成分會(huì)有所不同。

2 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量的測(cè)定及其準(zhǔn)確性分析

2.1 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量的測(cè)定

(1)煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測(cè)定的意義,煤炭發(fā)熱量作為煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)之一,煤炭發(fā)熱量的測(cè)定具有如下幾個(gè)方面的意義:首先,煤炭發(fā)熱量的測(cè)定是評(píng)價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的需要。煤炭作為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的能源,在煤炭的使用過程中發(fā)現(xiàn)一般煤炭的發(fā)熱量越高,煤炭相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值就越大;其次,煤炭在燃燒火災(zāi)氣化的過程中可以根據(jù)其測(cè)定的發(fā)熱量來計(jì)算煤炭的利用率,并根據(jù)這些計(jì)算參數(shù)來改進(jìn)工藝流程和燃煤設(shè)備,充分保證煤炭的利用率;再次,煤炭發(fā)熱量的測(cè)定還可以有助于煤炭燃燒時(shí)理想燃燒溫度的估算以及所需空氣量和廢氣生成量的估算;最后,煤炭發(fā)熱量的測(cè)定是設(shè)計(jì)和選擇鍋爐種類和型號(hào)以及煤炭燃燒方式的重要參考依據(jù)。

(2)煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測(cè)定方法,當(dāng)前比較常用的煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測(cè)定方法主要有絕熱式熱量計(jì)法和恒溫式熱量計(jì)法兩種不同的測(cè)定方法,以下將分別給予詳細(xì)的說明:

第一、絕熱式熱量計(jì)法。絕熱式熱量計(jì)法的前期準(zhǔn)備包括測(cè)量煤炭試樣、氧彈以及一定量的水分。其中在使用絕熱式熱量計(jì)法進(jìn)行煤炭發(fā)熱量的測(cè)定時(shí)需要注意以下兩點(diǎn):一方面,水溫要盡量接近室溫,二者的溫差應(yīng)控制在5℃的范圍內(nèi),而且水溫應(yīng)以略低室溫為佳,如果水溫過高,可能導(dǎo)致水分蒸發(fā)過多,如果水溫過低,容易導(dǎo)致水蒸氣的凝結(jié),這些都將會(huì)引起最終測(cè)量結(jié)果的誤差;另一方面,氧彈、攪拌器和溫度計(jì)的設(shè)置問題,在溫度穩(wěn)定的情況下開動(dòng)攪拌器,然后調(diào)節(jié)冷卻水的流速,在溫度計(jì)的控制性使外筒加熱器每分鐘接通3到5次,充分保證煤炭發(fā)熱量測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

第二、恒溫式熱量計(jì)法。與絕熱式熱量計(jì)法不同的是恒溫式熱量計(jì)法要求室溫應(yīng)盡可能保持恒定,另外每次測(cè)定室溫的變化不得超過1℃,而且測(cè)定時(shí)的室溫要控制在一定的范圍內(nèi),并且室內(nèi)不能有強(qiáng)烈的空氣對(duì)流以及強(qiáng)烈的熱源等。同時(shí)在測(cè)量時(shí)不能有陽光照射,而且要把熱量測(cè)量?jī)x器放在避免陽光直射的地方。除此之外,恒溫式熱量計(jì)法與絕熱式熱量計(jì)法的操作過程是一致的。

2.2 煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測(cè)定的準(zhǔn)確性分析

總結(jié)來看,煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量測(cè)定的準(zhǔn)確性主要受如下幾個(gè)方面因素的影響。

第一、檢測(cè)員的操作水平。這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在煤樣稱量的精確度、點(diǎn)火絲的放置位置合理與否以及充氧條件的把握上,檢測(cè)員對(duì)上述任何一條操作不慎的話,都將會(huì)造成最終測(cè)量結(jié)果的嚴(yán)重誤差。

第二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)儀器的精確度。這主要包括主要測(cè)量?jī)x器量熱儀的精度以及其他配套儀器的精確度問題,這些問題不能得到有效控制的話,也會(huì)造成最終測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。

第三、外界環(huán)境因素。外界環(huán)境溫度和濕度的變化不僅影響測(cè)量?jī)x器的性能,而且會(huì)影響最終的測(cè)量結(jié)果。

第四、煤樣的選擇。選擇的煤樣一定要具有很好的代表性,否則最終的測(cè)定結(jié)果將失去其評(píng)價(jià)煤炭質(zhì)量的客觀價(jià)值。

3 煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分的測(cè)定及其準(zhǔn)確性分析

3.1 煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分的測(cè)定

(1)煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測(cè)定的意義,煤炭揮發(fā)分作為煤炭分類的一項(xiàng)重要指標(biāo),首先,可以根據(jù)煤炭揮發(fā)分的測(cè)量結(jié)果來對(duì)煤的加工利用途徑進(jìn)行科學(xué)合理的分類;其次,在配煤煉焦的過程中,還需要參考揮發(fā)分的測(cè)量結(jié)果來確定配煤比;再次,在煤炭燃燒的過程中,還需要根據(jù)揮發(fā)分的測(cè)量值來選擇合適的燃燒設(shè)備;最后,煤炭揮發(fā)分的測(cè)定在煤炭氣化和液化工藝的選擇上具有非常重要的參考價(jià)值。

(2)煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測(cè)定方法,煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分的測(cè)定通常采用如下的一種測(cè)定方法,首先稱取一定量的具有代表性的試驗(yàn)煤樣,將稱量好的煤樣放在帶蓋的瓷坩堝中,然后將瓷坩堝在900攝氏度左右的溫度下,隔絕空氣加熱7分鐘左右后,計(jì)算煤樣質(zhì)量的減少量,將計(jì)算結(jié)果減去煤樣的含水量后所得到的數(shù)據(jù)即為煤樣的揮發(fā)分。

3.2 煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測(cè)定的準(zhǔn)確性分析

總結(jié)來看,煤炭指標(biāo)中揮發(fā)分測(cè)定的準(zhǔn)確性主要受如下幾個(gè)方面因素的影響:

第一、煤樣的選取。同煤炭發(fā)熱量測(cè)定的準(zhǔn)確性分析一樣,煤炭揮發(fā)分的測(cè)定同樣要求選取的煤樣要具有很好的代表性,而且從采樣到制樣的時(shí)間間隔應(yīng)控制在7天的范圍內(nèi),要防止煤樣的氧化。

第二、測(cè)量設(shè)備及測(cè)量?jī)x器的精確度。同對(duì)煤炭發(fā)熱量測(cè)定的準(zhǔn)確性的影響一樣,測(cè)量?jī)x器設(shè)備的精確度不能得到有效控制的話,也會(huì)造成最終測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。

第三、加熱方式。加熱方式選擇的是否合理將在很大程度上決定煤炭揮發(fā)分測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確與否。

4 結(jié)語

煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量和揮發(fā)分作為評(píng)價(jià)煤炭質(zhì)量以及進(jìn)行煤炭分類的重要參考指標(biāo),提高煤炭發(fā)熱量和揮發(fā)分的測(cè)量精度具有非常重要的意義。然而煤炭發(fā)熱量和揮發(fā)分測(cè)定的準(zhǔn)確性容易受外界因素的干擾,因此,在測(cè)定的過程中還要控制好那些干擾因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 李繼紅.淺議煤揮發(fā)分的準(zhǔn)確測(cè)定[J].煤質(zhì)技術(shù),2010(5).

[2] 陳廣博.煤發(fā)熱量的準(zhǔn)確測(cè)定分析[J].煤炭工程,2010(3).

[3] 張棟梁.煤發(fā)熱量和煤揮發(fā)分測(cè)定的影響因素探討[J].煤炭工程,2011(23).