影响煤炭发热量测定准确度的因素

王 艳

(山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局，山西 太原 030045)

引 言

在对煤质对项目进行分析的过程中，对煤炭发热量进行测定是一个重要的环节，通过测定煤炭发热量，能够对动力煤的质量进行有效的测量。随着相关设备的自动化水平越来越高，更加精密的设备应用到发热量测定中，但对其操作性却有一定的忽视，因此需要加强对发热量测定准确度的重视。

1 测定煤炭发热量作用

计算燃烧设备热工时，发热量是基础，同时煤炭发热量在很多方面的计算中，也有相应的应用。

2 煤中发热量测定原理

煤的发热量在氧弹热量计中进行燃烧测定，一定量的试样在氧弹热量计中，在充过量的氧气的氧弹内完全燃烧，所产生的热量使内筒的水温升高所产生的温升来求得弹筒热量。

3 影响煤中发热量检测的因素

有很多因素会影响测定煤炭发热量的精度，具体的因素如环境因素、温度因素、煤样因素、计算校准、材料因素、设备因素等。

3.1 制备煤样

相关工作人员在收集到煤样后，需要用烘箱对煤样进行干燥，从而保证干燥基的适应性。在燃烧煤样的过程中，热量会被煤样中多余的水分吸收，对不满足的煤样需要重新进行相应的干燥步骤。

煤样受到重力因素的影响，会导致不均匀的密度以及粒度。因此在对煤样进行测量的过程中需要充分混合煤样。不均匀的煤炭会不具有代表性，造成测定结果的不准。因此需要对煤样进行充分的混合[1]。

3.2 煤中发热量检测中的误差影响

在实验检测中都会存在各种误差，有人为操作的误差和仪器误差，这些都会存在，但是精密仪器可以减小误差，仪器精密度越高误差会越小，从而使得实验更加精准。实验中的误差有两种：系统误差和随机误差。

3.2.1 仪器及环境误差

误差的原因包括：1) 方法误差，也就是一定要按照国标要求操作，不按照国标要求自己操作产生的方法上的误差。2) 仪器误差，主要仪器的精密度决定，仪器越精密误差越小，还有些仪器没有进行日常标定和维护从而导致仪器精密度下降所导致的误差。3) 标定的基准物质和材料误差，实验中所用的标定的标准物质中含有杂质而导致的误差和做发热量所用的点火丝和擦镜纸等材料所产生的误差。4) 环境误差，环境没有达到国标要求的室温和水温要求的恒温状态，也没有及时调节室温与水温的平衡，所导致的误差。为了减少仪器误差，可以定期检查仪器的状态，检查仪器是否正常运行，仪器内外筒有无漏水现象，氧弹气密性是否完好。实验人员要定期对仪器进行维护，用空调控制室温使得室温保持恒定；实验人员要不断培训学习，提高专业知识，减少人为误差。

3.2.2 偶然不确定误差

导致偶然误差的原因是由于实验中偶然的微小误差，例如实验时天气温度的突然变化，实验人员操作的人为微小误差、采样时没有用多点采样法采样造成了煤样的片面性。减小随机误差的方法要严格按照国标中要求的用空调等手段控制随时变化的天气气温等偶然不确定的误差和严格按照国标中采样法采样，减小突变天气气温和采样片面所产生的偶然偶然误差。

3.3 准确称样及影响因素

制样时要严格按照国标中要求的粒度准确制备样品然后过筛，使得样品粒度均匀。在称样品前，先拧紧瓶盖，按住瓶盖将瓶子顺时针方向旋转，使得瓶中的煤样充分混匀，然后放下瓶子放置一会后打开瓶盖，用勺子顺时针和逆时针旋转着从下至上旋转搅拌使得二次充分混匀后进行多点少量分几次取样，可以分3～4小勺取样具有代表性，不会产生片面误差。

实验中，称样看着简单只是取一小勺煤样，但是却容易引起片面偶然误差。天平使用完要经常维护，天平在不使用时要放置干燥剂，微小的误差就会使测值不准确[2]。

3.4 干燥剂的维护和使用

干燥剂具有吸收水份的作用，防止样品吸水。也为了防止天平零件受潮生锈，使测量值不准确，天平不使用时要放入干燥剂，在称样子前要取出干燥剂，放置在密闭的干燥器中，将灼烧后的煤灰样品放入干燥器皿中防止煤灰吸水。隔段时间干燥剂变色了要放入烘箱烘干水份变成蓝色才能继续使用。

3.5 煤中发热量影响因素

3.5.1 温度变化的影响

水温与室温是影响测量值的主要因素。根据季节和天气温度的变化，将水温和室温控制在国标要求范围内，根据室内温度对水温进行调节，室温可以用空调控制在一个恒定的温度，水温与室温有关但不依附于室温，精密的恒温式发热量仪可以自动把水温调节到一个恒定的温度，外筒水温不能与筒内水温相差过大，国标要求，终点时内筒温度应高出外筒温度1 ℃左右：外筒温度于室温之差控制在1.5 ℃之内。

3.5.2 气密性的影响

实验前必须先检查氧弹的气密性，方法一，将氧弹注满氧气，将氧弹全部置于水中，水面淹没氧弹全部，观察盖上，盖下和充气嘴是否有气泡，可证明是否漏气；方法二，将水滴在氧弹头上，观察是否有气泡出现,这种检查方法具有片面性只能检查出充气嘴是否漏气，盖子周围漏气看不出来。检查漏气是为了防止氧弹会受到7 MPa～9 MPa的瞬间高压，如果漏气就会产生点火失败或者燃烧不完全，导致测值不准确。氧弹的螺丝扣要滑扣或者满两年就需要做打压检测，确保氧弹的安全性，防止滑扣导致点火的瞬间压力使氧弹飞出量热桶炸伤人。

3.6 煤炭发热量测定中的材料因素

不同氧气中的成分也是不同的，因此不同分类的氧气也会影响煤炭发热量测定的精准度。同时，内筒水也会对发热量测定的准确度造成一定的影响，水质中出现的一些杂质会影响最终测定的结果。因此在进行实际测定时，相关的工作人员要结合实际情况，对堵塞的情况进行及时的发现，并进行及时的清理，从而能够提升热量的精准性，促进煤炭发热量测定的准确度。此外，点火丝也会影响具体测定的数值。对于点火丝的选择，有具体的要求和规定，相关的工作人员需要严格按照有关规定进行相应的选择[3]。

3.7 测定煤炭发热量中的操作因素

作为测定发热量的重要环节，热容量相当于一把度量尺，实验人员需要正确标定热容量，从而提升发热量测定的准确性。在标定热容量时，一般需要5次重复性的实验，相互间不超过标准差，然后再计算相应的热容量。如果5次实验前后结果都相差较大，相关的工作人员就需要将数据舍弃，进行重新的标定工作。标定热容量的保存有效期是3个月，如果超过一定的期限，则需要再次标定。在一些情况中，热容量即使没有到有效期，也需要进行相应的更换，比如，对热量温度计进行更换的前提下，对热量计大部件更换的前提下，测定发热量与标定的发热量之间室温环境或季节相差过大等条件下。对煤炭发热量进行测定时，还需要注意煤炭是否燃烧充分。煤炭燃烧不充分，从而导致测定的不准确。导致煤炭燃烧不充分的原因，主要包括以及下几个方面：热值低高灰、较少的充氧量，埋入地底过深的点火丝等，都会导致煤燃烧不完全。

3.8 测定发热量中的计算校正因素

除上述影响测定发热量准确度的因素，由于较强的技术性和标准性，需要对其中一些测定的数据进行精准的校正。

4 总结

综上所述，煤炭发热量测量精度一般有重要的意义。在进行具体测定的过程中，相关的工作人员需要结合实际情况，提升自身的操作水平，减小外界

环境的影响。