关于热量计的热容量有效工作范围分析

王小卫 包军 王维

【摘 要】煤炭热值影响燃煤发电企业的经济运行和安全生产，而量热计的性能决定了发热量测定的准确性。本文从热容量的标定、热容量的有效工作范围及标准物质煤样的测定结果等方面，对热量计工作的稳定性及准确性进行了研究。结果表明，该恒温热量计的准确度和精密度同时满足GB/T 213-2008和GB/T 29164-2012的要求。另外，当样品的热值范围为10973J/K～29437J/g时，该恒温热量计热容量可视作常数;当超出此范围时，需在相应热值范围内标定热量计，或者根据热容量与温升的线性关系计算出相应的热容量。

【关键词】发热量;准确度;精密度;

中图分类号： TQ533.4文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）06-0105-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.039

【Abstract】The calorific value of coal affects the economic operation and safe production of coal-fired power generation enterprises.The performance of calorimeter determines the accuracy of calorific value measurement.In this paper，the stability and accuracy of the calorimeter are studied from the aspects of the calibration of heat capacity，the effective working range of heat capacity and the determination results of standard coal samples.The results show that the accuracy and precision of the thermostat calorimeter meet the requirements of GB/T 213-2008 and GB/T 29164-2012 at the same time.In addition，when the calorific value of the sample ranges from 10973J/K to 29437J/g，the calorific capacity of the thermostat can be regarded as a constant.When exceeding this range，the calorimeter should be calibrated within the corresponding calorific value range，or the corresponding calorific capacity should be calculated according to the linear relationship between the thermal capacity and temperature rise.

【Key words】Calorific value;Accuracy;Precision

0 引言

燃煤发电企业的主体是煤炭，煤炭的采购费用占燃煤发电企业成本的80%，同时煤炭的发热量是燃煤发电企业碳排放核算、生产运行、能源利用效率和核算发电成本的重要依据。煤炭发热量结果的准确测定，對维护企业经济利益，防范贸易纠纷有着重要作用，同时对燃煤发电企业的经济运行和安全生产起着双重意义[1-4]。目前，煤炭的发热量主要依据氧弹热量计测定。一定量的煤样在氧弹热量计中，在充有足量氧气的氧弹热量计内完全燃烧，根据热量计的热容量及煤样燃烧前后的温升，计算煤炭的发热量[5-7]。随着计算机及发热量测定技术的飞速发展，热量计在操作模式和结构方面都取得了很大的进展，自动化和智能化水平大大提高，因此煤炭发热量测定的实验条件及热量计的性能决定了发热量测定的准确性[8-12]。以下主要从热容量的标定、热容量的有效工作范围及标准物质煤样的测定结果等方面，对热量计工作的稳定性及准确性进行探讨。

1 实验部分

1.1 实验原料

1.2 试验过程

试验设备选用某厂家的恒温式热量计。热容量标定试验：在不加衬垫的燃烧皿中称量经过干燥的苯甲酸，苯甲酸的质量在0.9g～1.1g。热容量的标定一般进行5次重复试验，然后计算5次重复试验结果的平均值和相对标准差。热容量有效工作范围试验：用苯甲酸进行14次热容量标定试验，苯甲酸的质量在0.1g～1.4g，然后比较温升和热容量值的关系。标准物质煤样评价热量计试验：选用标准物质煤样（10m）重复测定7次发热量，煤样的质量在0.9g～1.1g，然后进行热量计的精密度和准确度评价。

2 结果与讨论

2.1 热容量标定结果

从表2中可以得出，热量计在2018年12月27日标定的热容量平均值为10481.82J/K，其相对标准偏差为0.06%，满足GB/T 213-2008要求的相对标准偏差不超过0.20%。从表2中还可以得出，热量计在2019年2月20日标定的热容量平均值为10499.9J/K，较前一次的热容量差值为0.17%，满足GB/T 213-2008要求的热容量值相差不超过0.25%，另外此次热容量标定的相对标准偏差为0.18%，也满足GB/T 213-2008的精密度要求。

2.2 热容量的有效工作范围分析

2.3 标准物质煤样评价热量计分析

3 结论

1）通过5次苯甲酸的热容量标定试验得出，该恒温热量计的热容量较上一次的差值为0.17%，相对标准偏差为0.18%，精密度和稳定性满足GB/T 213-2008的要求。

2）该恒温热量计在测定10m标煤时的值为1.00，真实偏倚的95%概率置信限为19.90±39.29J/g。测量准确度和精密度满足GB/T 29164-2012的要求。

3）当样品的热值范围为10973J/K～29437J/g时，该恒温热量计热容量可视作常数。当超出此范围时需在相应热值范围内标定热量计，或者根据热容量与温升的线性关系计算出相应的热容量。

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