劉成

摘 要：介紹了5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀的工作原理、結(jié)構(gòu)、工作過程，研究了其在使用和維護中應注意的問題，對高溫爐不升溫、儀器發(fā)生漏氣、測量結(jié)果不準確等故障進行分析，并列舉了各種故障產(chǎn)生的原因和解決方法。

關(guān)鍵詞：全自動工業(yè)分析儀 工業(yè)分析 工作原理 故障排除

中圖分類號：TQ533.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0059-02

煤是一種非常復雜的有機巖，為了了解煤的性質(zhì)、組成和結(jié)構(gòu)，以便于在生產(chǎn)實踐中更好使用煤炭，必須通過一定的方法對煤樣進行測試和研究。而煤的工業(yè)分析就是其中一種分析方法，工業(yè)分析包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分的測定和固定碳的計算。而隨著科技水平的提高和實際生產(chǎn)的需要，煤質(zhì)測量的自動化程度越來越高，為此安徽池州九華發(fā)電廠煤質(zhì)檢測實驗室引進了5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀。

1 5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 工作原理

5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀采用了熱重分析法的工作原理，它將遠紅外加熱設備與稱量用的電子天平結(jié)合在一起，在特定的氣氛條件、規(guī)定的溫度、規(guī)定的時間內(nèi)對受熱過程中的試樣予以稱重，以此計算出試樣的水分、灰分及揮發(fā)分等工業(yè)分析指標。

水分：在水灰坩堝中稱取（1±0.1）g的一般分析試驗煤樣置于水灰加熱爐陶瓷轉(zhuǎn)盤上，在（105～110）℃的干燥氮氣流中干燥至質(zhì)量恒定。根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計算出水分的質(zhì)量百分比。

灰分：將測定完水分的殘留物在充足的氧氣流中以一定的速度加熱到（500±10）℃，在此溫度下保持30 min，然后繼續(xù)加熱到（815±10）℃，在此溫度下灼燒至質(zhì)量恒定。以殘留物的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的質(zhì)量百分比作為煤的灰分。

揮發(fā)分：在帶蓋揮發(fā)分坩堝中稱?。?±0.1）g的一般分析試驗煤樣置于揮發(fā)分恒溫爐陶瓷轉(zhuǎn)盤上，待高溫爐溫度升到900 ℃時，高溫爐保持（900±10）℃。待高溫爐溫度穩(wěn)定后，送樣桿將0號校準坩堝送入高溫爐中灼燒7 min，然后將0號坩堝送回恒溫爐中；然后將1號坩堝送入高溫爐中，同樣灼燒7 min后送回恒溫爐中；以后依次將分析煤樣進行灼燒，直至所有分析煤樣全部灼燒完畢。所有分析煤樣在恒溫爐中冷卻至室溫，然后依次稱量，以分析煤樣減少的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分數(shù)減去該分析煤樣空氣干燥基水分作為該分析煤樣的空氣干燥基揮發(fā)分。

1.2 儀器工作過程

5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀包括一臺PC主機和兩臺分析儀，其中分析儀Ⅰ用于測定揮發(fā)分，分析儀Ⅱ用于測定水分和灰分。PC機既可以同時控制分析儀Ⅰ和分析儀Ⅱ，同時進行水分、灰分、揮發(fā)分的測定；PC機也可以單獨控制分析儀Ⅰ或者分析儀Ⅱ單獨測定試樣的揮發(fā)分或者水分和灰分。

1.3 儀器結(jié)構(gòu)示意圖

儀器結(jié)構(gòu)示意圖（如圖1）。

2 5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀的使用及維護

2.1 儀器特點

5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀自動化程度高，實時性和可靠性高，并具有以下特點。

（1）儀器測量效率高，全程可自動化進行：儀器開機即可以進行實驗，無需預熱等過程；儀器內(nèi)置精密電子天平，自動稱樣、送樣，實驗結(jié)束自動稱量，保存測量結(jié)果，整個實驗過程無需人工干預；儀器可以同時完成19個試樣的水分、灰分、揮發(fā)分測定。

（2）儀器設計合理，便于操作：儀器采用雙爐設計，水灰和揮發(fā)分分開，相互之間不會形成干擾，兩部分既同時進行水灰和揮發(fā)分的測定，也可以單獨進行相關(guān)的測定；儀器采用圓井式高溫爐，溫度分布更均勻、穩(wěn)定，解決了手動工作方式頻繁開啟爐門引起的不均勻、不穩(wěn)定的難題；儀器設計傳送裝置合理，避免了傳送過程中出現(xiàn)掉坩堝、摔壞坩堝等情況的出現(xiàn)。

（3）儀器測量結(jié)果準確，完全符合國標的要求：儀器測量嚴格采用國家標準方法-《煤的工業(yè)分析方法——儀器法》（GB/T 30732-2014），可用于仲裁。

（4）儀器可以選用的測量方法齊全：儀器軟件設置里有“國標”和“自定義”兩種測定方式可以選擇，水分測定中有“空氣干燥法”和“氮氣干燥法”可供選擇，灰分測定有“經(jīng)典法”和“快速法”兩種方法。

（5）儀器采用先進技術(shù)，保證了安全性：采用新一代自主控制技術(shù)，使儀器控制更智能化、穩(wěn)定，儀器通氣采用靜音空氣泵，無須氧氣、氮氣也可以進行實驗，解決了壓縮機氣泵噪音大、存在安全隱患的問題。

2.2 儀器日常使用及注意事項

（1）放置揮發(fā)分坩堝到陶瓷轉(zhuǎn)盤時，一定要注意坩堝蓋是否蓋嚴實，以保證揮發(fā)分測量時，試樣隔絕空氣，保證測量結(jié)果的準確性。

（2）放置坩堝時，要求帶上清潔、干燥的手套，防止對試樣造成污染。

（3）測量揮發(fā)分過程中，儀器會自動打開氮氣閥，向高溫爐通氮氣，注意調(diào)節(jié)氮氣流量，保持在4～5 L/min。

（4）工業(yè)分析儀在加熱升溫時，如果要進行操作，請注意防止燙傷，需要穿上工作服、佩戴防護手套。

（5）當需要移動全自動工業(yè)分析儀時，請先將工分儀內(nèi)置的天平取出。

（6）平時應保持工分儀的干凈衛(wèi)生，如果長期不使用，請切斷電源，再次使用時，建議對高溫爐加熱一次。

3 儀器常見故障及排除方法

全自動工業(yè)分析儀在使用過程中的常見故障、故障原因及排除方法如以下幾點。

（1）高溫爐不升溫。故障原因可能是無220 V交流電源；亦或是熔斷器故障；電爐絲燒斷；熱電偶損壞、無法正常工作；控制板或測試卡壞；變壓器沒有輸出電壓。排除方法接通220 V交流電源，更換熔斷器、高溫爐、熱電偶、控制板或測試卡、更換變壓器或重新焊接。

（2）轉(zhuǎn)盤不轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動時發(fā)生錯位。故障原因可能是電機三相未連接好或者接觸不良；步進電機損壞或步進驅(qū)動器故障；轉(zhuǎn)盤軸緊固螺絲未緊固或轉(zhuǎn)盤軸斷裂；控制面板損壞。排除方法為檢查電機三相線、步進電機、轉(zhuǎn)盤軸、控制面板等部位，及時處理或更換部件。

（3）儀器發(fā)生漏氣，聽見明顯的氣體泄漏聲音。漏氣原因可能是電磁閥進、出口不密封或電磁閥損壞；兩通閥松脫或損壞；流量計前硅膠管脫落或流量計密封圈老化。排除方法檢查電磁閥、兩通閥、流量計等部件，根據(jù)具體情況處理好。

（4）進入程序時顯示溫度大于950 ℃，模擬升溫無反應。故障原因可能是單片機放大倍數(shù)丟失；信號線接觸不好；電路板卡有故障。排除方法：進入測試程序重新校正放大倍數(shù)；查出原因或更換信號線；更換電路板卡。

（5）測試水分結(jié)果偏高（與國標中規(guī)定的方法比較）。原因可能是爐溫偏高；氣氛過低，造成氧化；升溫過久電阻絲有問題；恒溫時間過久；天平稱量有誤。排除方法：降低恒溫度點；調(diào)高氣體流量；認真檢查電阻絲，處理或更換；減少恒溫時間；檢查天平故障，及時處理。

（6）測量水分結(jié)果平行性有異常，原因可能有3種情況：坩堝錯位、坩堝或稱桿與轉(zhuǎn)盤爐體接觸，煤樣有問題。排除方法為查出坩堝或者煤樣問題，及時調(diào)整，并重做實驗。

（7）揮發(fā)分測定結(jié)果有異常（比標準值高出很多）。原因可能是：坩堝或坩堝蓋有裂紋或變形；未蓋嚴坩堝蓋；坩堝錯位或接觸轉(zhuǎn)盤。解決方法為及時檢查坩堝等部件，查出原因調(diào)整好，重做實驗。

（8）灰分測定結(jié)果偏高或偏低（與國標中規(guī)定的測定方法比較）。原因可能是：氣氛有問題；恒溫時間或恒溫點有問題；煤樣有問題。解決方法為調(diào)整氣體流量；調(diào)整恒溫時間、恒溫點；查出煤樣問題并解決。

4 結(jié)語

總而言之，安徽池州九華發(fā)電廠煤質(zhì)檢測實驗室自2011年引進5E-MAG6600全自動工業(yè)分析儀以來，儀器故障率偏低，基本上達到了快速準確測定工業(yè)分析結(jié)果的目的，減少了實驗過程中人為操作失誤的概率，大大提高了勞動效率。

參考文獻

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