劣质煤发热量测定方法的探讨

杨帆

【摘要】针对测定劣质煤发热量过程中出现点火失败或燃烧不完全的情况，探讨以标准煤样为助燃剂，测定劣质煤发热量的试验方法和步骤，并将此法与直接测定法作比较，指出标准煤样掺入法可提高测定劣质煤发热量的精密度和准确度。

【关键词】劣质煤；发热量；标准煤样掺入法

一、引言

对于火电企业来说，影响企业利润的两大因素是发电量和煤炭价格。从发电成本角度看，燃煤成本几乎占到70%，煤炭价格的高低将直接影响企业的效益。随着煤炭价格近年来大幅上扬以及燃煤耗用量不断增加。为确保机组安全稳定经济运行，努力降低燃料成本，采取适度购进低热值的煤矸石、工程煤、水洗煤等劣质煤与优质粉煤进行混合掺烧的方式势在必行。由于劣质煤煤质较差，掺配不当会对锅炉安全性和经济性构成严重威胁，为此提供一个较为准确的劣质煤发热量分析指标，对于确保鍋炉安全经济运行来说显得尤为重要。但采用常规煤炭发热量测定方法测定劣质煤，会出现试样在氧弹中燃烧不完全或在仪器规定的测定时间内温升达不到规定值，被误判为“点火失败”的现象。基于以上情况，本文提出在试样中加入标准煤样帮助其能完全燃烧，从而得到最为真实的发热量测定结果。

二、实验部分

（一）实验方法和原理

通过向待测煤样中掺入一定比例已知发热量的标准煤样作为助燃剂，促进待测煤样完全燃烧。将测得混合煤样的弹筒发热量减去标准煤样燃烧释放的热量再除以待测煤样的质量，即得到所需劣质煤样发热量。文献[1]中给出的计算公式如下：

公式经过变换后得到：

（二）实验仪器和试剂

5E-C5500自动氧弹热量仪及氧弹、燃烧皿等配套设备（长沙开元仪器设备有限公司）；XP404S电子分析天平（梅特勒-托利多）；氧气瓶（纯度大于99.5%、压力足以使氧弹冲氧至3.0MPa）；点火丝（Φ0.12Χ100热值：25J）；标准煤样（GBW11113g国家煤炭质量监督检验中心，定值日期2015年6月）；蒸馏水（符合国家三级水要求）。

三、实验结果与讨论

经过实验可以得出以下结论：一）在标准煤样的选择上应考虑使用发热量和挥发分较高的煤种，其助燃效果较好。二）在计算标准煤样热量时应将标准煤样证书上的干基高位发热量换算为其弹筒发热量。三）标准煤样的质量选择。通过对同一劣质煤样品与标准煤样（GBW11113g）进行不同配比实验得出的数据如表1。

从表1数据中可得出，当劣质煤样品与标准煤样（GBW11113g）在5：5的配比下，测定所得劣质煤样的弹筒发热量结果最高，且混合煤样能完全燃烧。因此，在接下来的实验中，劣质煤样品与标准煤样均使用5：5的配比。

（四）随机从存煤场上，另取8份各不相同的劣质煤样制成分析试样，分别用直接测定法和标准煤样掺入法测定弹筒发热量，结果对比见表2。

从表2中可看出，直接法测劣质煤的弹筒发热量比标准煤样掺入法平均偏低151J/g。

四、结语

劣质煤发热量测定的方法还有很多，以上仅从标准煤样作为助燃剂这个角度进行讨论。然而采用标准煤样掺入法测定劣质煤的热值，能有效解决样品燃烧不完全和发生“点火失败”等情况，同时提出当劣质煤样品与标准煤样的比例在5：5的情况下实验效果最佳。此方法操作简单，重复性好，能得到一个准确可靠的测定结果。

参考文献

[1]李英华.煤质分析应用技术指南[M].第二版.中国标准出版社2009年3月

[2]GB/T213-2008煤的发热量测定方法[S].