原煤发热量测定结果影响因素分析

白亚亚，王生智

（1.兰州石化质检部，甘肃兰州 730060；2.兰州石化矿区事业部，甘肃兰州 730060）

电力系统和化工企业，原煤发热量测定是质量判等的重要指标，分析测试只有85 %测定结果达到GB/T213-2003 所规定的精密度范围（≤120 J/g）的要求，分析数据的重复性很不理想。因此，找出影响原煤发热量测定结果准确度的因素迫在眉睫。在分析方法确定的前提下，对充氧压力、充氧时间、仪器的标定、内外筒温差等条件进行测试，以确定影响原煤发热量测定结果准确度因素。

1 实验部分

1.1 原煤发热量测定结果影响因素的分析

对2014 年原煤发热量的测定结果进行统计，统计（见表1）。

表1 原煤发热量的分析数据统计表

从表1 看出，2014 年原煤发热量测定结果的重复性很不理想。

为了找出影响煤质发热量分析精密度的因素，对实际测定中存在的问题进行了统计，统计结果（见表2）。

表2 原煤发热量测定结果影响因素统计表

1.2 主要原因的确认

1.2.1 样品称量 对2014 年1 月－2014 年5 月的原煤分析原始数据进行了统计。统计结果发现样品质量符合要求，称量范围为0.9 g～1.1 g（称准至0.000 2 g），天平精度符合要求，故样品称量不是影响原煤发热量测定结果准确度的主要因素。

1.2.2 充氧压力 通过现场检查对不同充氧压力下发热量为30.81 MJ/kg 的标煤结果进行了统计（见表3）。

从以上数据可以看出：当充氧压力＜2.8 MPa 时，氧气量不足，样品燃烧不完全，发热量测定结果偏低，重复性差。氧气压力＞3.0 MPa 时，结果重复性差，且氧弹容易发生爆炸，极不安全。故充氧压力是影响原煤发热量测定结果准确度的主要因素。

1.2.3 充氧时间 对不同充氧时间下发热量为30.81 MJ/kg 的标煤结果进行了测试（见表4）。

充氧时间过短，导致充氧量不足，样品燃烧不完全，发热量测定结果偏低。充氧时间过长，氧气过量，容易使样品产生爆燃，导致结果偏低。故充氧时间是影响原煤发热量测定结果准确度的主要因素。

表3 发热量在不同充氧压力下测定结果统计表

表4 发热量在不同充氧时间下测定结果统计表

1.2.4 室内温度、内外筒温差 由于水的比热容较大，当室温变化较大时，会使内外筒温度产生较大误差，从而导致大的发热量误差。对结果为30.81 MJ/kg 的标煤在不同温度下进行了测试（见图1）。

图1 室内温度、内外筒温差对发热量的影响图

实验数据显示：一季度由于室温较低，分析精密度超出了120 J/g，误差较大，故室温及内外筒温差是影响原煤发热量测定结果准确度的主要因素。

1.2.5 仪器的标定（苯甲酸标定发热量） 选用热值为26 458 J/g 的苯甲酸标准物质对量热仪1403129 和1403133 进行发热量测定，数据（见表5）。

GB/T213-2003 规定：以苯甲酸作为样品进行5 次发热量测定, 其平均值与标准热值之差不超过50 J/g。从测试结果可以看出误差在允许范围内，仪器稳定可用。故样仪器的标定不是影响原煤发热量测定结果准确度的主要因素。

1.3 解决方案

1.3.1 控制充氧压力 当氧气瓶压力低于4 MPa 时，及时更换氧气瓶；更换完氧气瓶后及时试漏；定期检定氧压表，使减压阀上的压力与自动充氧器保持一致。

表5 不同仪器发热量测定结果统计表

实施效果：通过以上措施的实施，充氧压力稳定于2.8 MPa～3.0 MPa，解决了充氧压力过高或过低的问题。

1.3.2 严格控制充氧时间 当充氧时间短发热量测定结果偏低。充氧时间长样品易爆燃。控制充氧时间为25 s～40 s 进行实验测试（见图2）。

图2 不同充氧时间发热量的比较测试图

从数据统计情况来看，充氧时间控制在25 s～40 s 分析数据稳定。措施：在自动充氧器旁边安装一台电子计时器。

实施效果：通过安装电子计时器，有效解决了因充氧时间不够或不一致而引起数据稳定性差的问题。

1.3.3 控制内外筒温差 当室温变化较大时，内外筒温度变换较大，发热量测定结果误差较大。控制室温在19.5 ℃～21.5 ℃，对数据的稳定性进行测试（见图3）。

图3 内外筒在不同室温下发热量比较测试图

从数据统计情况来看，室温控制19.5 ℃～21.5 ℃分析数据稳定。措施：提出仪器室内安装空调。

实施效果：在仪器室内安装空调后，室内外温度控制在19.5 ℃～21.5 ℃，分析数据稳定，消除了由于室内温度低及内外筒温差大而引起的分析误差。

1.4 效果检查

措施实施前后的分析数据进行对比（见图4）。通过对充氧压力、充氧时间、内外筒温差等条件的严格控制。原煤发热量测定结果准确度得以提高，为锅炉用煤提供准确数据。

图4 措施实施前后的对比图

2 结论

不同充氧压力、充氧时间、内外筒温差是影响原煤发热量测定结果准确度的主要因素。控制充氧压力介于2.8 MPa～3.0 MPa，充氧时间为25 s～40 s，室内外温度为19.5 ℃～21.5 ℃，原煤发热量测定结果重复性好，准确度高。

［1］ 刘珍.化验员读本（上册）分析化学［M］.北京：化学工业出版社，2009.

［2］ 刘瑞雪.化验员习题集（第二版）［M］.北京：化学工业出版社，2005.

［3］ 申军会，邓小波，张颖君，李月霞，李建洮.石油化工产品实验方法标准汇编［M］.兰州：兰州石化公司技术处编，2004.

［4］ 工业锅炉水处理［M］.北京：气象出版社，2008.