摘要：筆者通過大量一線工作實踐，針對量熱儀熱容量標(biāo)定中易出現(xiàn)的問題進行了歸納，總結(jié)了一些標(biāo)定時應(yīng)當(dāng)注意的方面以及操作細節(jié)，以使量熱儀的熱容量標(biāo)定更準確，從而獲得準確的發(fā)熱量測值。煤炭發(fā)熱量測定試驗是通過量熱儀測定出來的，而量熱儀又有一個本機熱容量關(guān)系到測值的準確性，因此，試驗時不但要按國標(biāo)要求控制試驗條件，按操作規(guī)程進行每一個步驟的操作，還要對儀器的準確性有一個規(guī)范的要求，這就需要我們通過標(biāo)定儀器熱容量，用標(biāo)準煤樣進行校驗，確定儀器準確度符合要求，方能投入使用。

關(guān)鍵詞：煤質(zhì)化驗；標(biāo)定；熱容量；準確性

一、前言

煤炭的試驗熱值分為彈筒發(fā)熱量，恒容（恒壓）高位發(fā)熱量以及恒容（恒壓）低位發(fā)熱量，彈筒發(fā)熱量是通過一定量的符合要求的煤樣，在量熱儀的氧彈內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的熱量，恒容（恒壓）高位發(fā)熱量以及恒容（恒壓）低位發(fā)熱量是通過本煤樣的彈筒發(fā)熱量及其它指標(biāo)計算出來的，其中熱容量對測值的準確性起著重要的作用。筆者從多年的一線工作實踐中，總結(jié)了一些儀器標(biāo)定時的注意事項和操作方法，與同行共同探討。

二、按時標(biāo)定熱容量

煤炭的發(fā)熱量是煤炭貿(mào)易中一個常用的、基本的指標(biāo)，它關(guān)系到煤炭企業(yè)的發(fā)展，關(guān)系到用煤單位的成本。因此，煤炭發(fā)熱量值的準確性非常重要。煤的發(fā)熱量的測定方法國標(biāo)中規(guī)定熱容量標(biāo)定的有效期為3個月，超過此期限應(yīng)重新標(biāo)定；但有如下情況發(fā)生時，應(yīng)對儀器的熱容量立即重新標(biāo)定：第一，更換量熱溫度計；第二，更換熱量計的大部件如氧彈蓋，連接環(huán)（由廠家供給或自制的相同規(guī)格的小部件如氧彈的密封圈、電極柱、螺母等不在此列）；第三，標(biāo)定熱容量與測定發(fā)熱量時的內(nèi)筒溫度相差超過5K；第四，熱時計經(jīng)過較大的搬動之后。除了上述這些，如果熱量計量熱系統(tǒng)沒有顯著改變，重新標(biāo)定的熱容量值與前一次的熱容量值相差不應(yīng)大于0.25%，否則，應(yīng)檢查試驗程序，解決問題后再重新進行標(biāo)定。此外，缺乏確切的物理定義或偏離經(jīng)典方法的高度自動化的熱量計應(yīng)增加標(biāo)定頻率，必要時，應(yīng)當(dāng)每天進行標(biāo)定。

三、標(biāo)定前的工作

（一）外筒水長時間使用會混入雜質(zhì)，從而影響量熱系統(tǒng)的正常循環(huán)

一般可視試驗次數(shù)多少6個月到1年更換1次外筒水，但如果發(fā)現(xiàn)外筒水中有雜物時，就應(yīng)當(dāng)立即換水，以免影響水泵和閥門正常工作。標(biāo)定熱容量如需更換大桶水，應(yīng)先將內(nèi)桶清理干凈，再按換水程序更換。換水后放置不少于24h，使其水溫與室溫達到平衡狀態(tài)。如無需更換大桶水，則需在試驗前向內(nèi)桶適當(dāng)加水，使溢水口有少量水流出，即保證大桶水量充足。

（二）調(diào)節(jié)室溫

標(biāo)定前應(yīng)當(dāng)將室溫調(diào)節(jié)在15-30℃范圍內(nèi)，并保持相對穩(wěn)定，每次測定室溫變化不應(yīng)超過1℃；理論上，外筒水溫與環(huán)境溫度差值越大，其熱交換的量也越大，因此引起內(nèi)筒的熱損失也越多。假設(shè)儀器的熱容量為10000J/K，則校正值每偏離0.01K，發(fā)熱量就會偏離約100J/G，再加上其它因素影響，發(fā)熱量測值會偏離更大。從經(jīng)驗來看，每做一個發(fā)熱量，外筒溫度就會上升0.1-0.2K，如果連續(xù)做10次樣，外筒就要上升約1-2℃，這時外筒溫度與室溫之間的溫差就可能超過1.5℃的要求，因此，要綜合考慮室溫與儀器水溫的關(guān)系，根據(jù)情況調(diào)整至符合要求。

（三）其它準備工作

檢查儀器運轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證儀器運轉(zhuǎn)正常，無故障，與各信號線的連線完好。

檢查攪拌器有無故障，攪拌速度是否均勻。攪拌器轉(zhuǎn)速保持在（400-600）為宜，并應(yīng)保持恒定，攪拌器風(fēng)葉應(yīng)注意清潔，防止沉積上面的臟雜物再次進入內(nèi)筒中。與此同時，清理氧彈，將擋火板、氧彈蓋等處的水垢等清理干凈，并用蒸餾水沖洗、晾干；點火電極應(yīng)經(jīng)常擦拭，以免表面結(jié)垢，造成點火失??；除此之外，選擇苯甲酸，應(yīng)選用經(jīng)計量部門檢定合格并在保質(zhì)期內(nèi)的基準量熱物，并保證苯甲酸干燥且表面無污染。

四、標(biāo)定中注意事項

由于所用量熱溫度計的特性和設(shè)計上的原因，某些熱量計的熱容量值在整個工作范圍不是一個常數(shù)，即熱容量值隨被測熱值的大?。厣拇笮。┒?。因此，在使用新型熱量計前，需確定熱容量的有效工作范圍。其方法是：至少進行8次苯甲酸的熱容量標(biāo)定試驗，繪制溫升與熱容量值的關(guān)系圖。如果從圖中觀察到熱容量值在整個范圍內(nèi)沒有明顯的變化，該熱量計的熱容量可視為常數(shù)。如果從圖中觀察到熱容量值與溫升有明顯的相關(guān)性，用一元線性回歸法法求得熱容量和溫升的關(guān)系式，并計算線性回歸方程的剩余標(biāo)準差，其相對標(biāo)準差不應(yīng)超過0.20%。如果精密度不能滿足要求，應(yīng)查找原因，解決問題后再重新標(biāo)定。在測定煤樣的發(fā)熱量時，應(yīng)根據(jù)實際的溫升確定所用的熱容量值。

與此同時，標(biāo)定熱容量時的試驗條件應(yīng)同測定發(fā)熱量時一致；苯甲酸可直接購買片劑型的也可以用粉狀的在燃燒皿中熔融后使用；鋼瓶壓力應(yīng)不小于4.0Mpa，并保證有足夠的充氧時間，不得少于15s；還要確保點火絲綁好后與接線柱接觸良好，點火絲緊貼苯甲酸表面放置；充氧完成后要檢測氧彈是否漏氣；氧彈放入內(nèi)桶前要用專用毛巾擦干凈，防止桌面上的點火絲等雜物帶入內(nèi)桶，造成內(nèi)桶出水口阻塞；放入氧彈后，輕輕的蓋上內(nèi)桶蓋子，進入試驗。除了上述這些，試驗結(jié)束打開氧彈蓋后，要仔細觀察氧彈內(nèi)部，包括氧彈帽、坩堝支架以及坩堝內(nèi)部等處，看有無黑炭粒、黑跡，或坩堝內(nèi)有無灰色的物質(zhì)，若有則應(yīng)判定苯甲酸燃燒不完全，應(yīng)將此次測定結(jié)果舍棄。重新按程序開始試驗。

五、其它注意事項

標(biāo)定結(jié)束進行標(biāo)定準確度驗證時，若用標(biāo)準煤樣試驗時，其測定結(jié)果應(yīng)注意換算成干基高位發(fā)熱量，水分要同時測定，如不能同時測定則應(yīng)在盡可能短的時間（不超過5天）內(nèi)測定。若用標(biāo)準苯甲酸標(biāo)定儀器的熱容量時，在計算氧彈內(nèi)的總釋放熱量時應(yīng)加上硝酸形成熱，而在用苯甲酸來反標(biāo)定儀器的準確度時，應(yīng)扣除硝酸形成熱。

六、結(jié)論及建議

綜上所述，要想準確標(biāo)定儀器的熱容量，使煤樣測定結(jié)果真實可靠，需要嚴格按照上述步驟操作，注意操作細節(jié)，避免人為因素的影響。這就要求操作者具有高度的責(zé)任心，在實際操作中能夠靈活機動的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，提高儀器熱容量標(biāo)定的準確度。

（作者單位：河南能源義煤公司耿村煤礦）