影响煤炭发热量准确测定的因素与对策

常艳(国家煤及盐化工产品质量监督检验中心(榆林)，陕西 榆林 719000)

1 煤炭发热量测定工作所开展的意义

在开展燃烧设备热工计算工作中，需要充分考虑到煤炭发热量作为其基础性条件所产生的巨大影响。一般来讲，其中所出现的热平衡、耗煤量以及热效率等计算，都会对后期热工计算工作的顺利开展产生直接影响。在开展该部分工作时，通常会从煤热值角度分析，完成热量计算工作。此外，还可以结合煤平均低位发热量的计算，完成对电厂锅炉、高压锅炉以及各种蒸发量较大的设备进行热量计算工作。从其种类、型号、燃烧方式等多重角度进行综合性考虑，针对其中所出现的理论空气量、湿烟气量进行系统性计算。从其影响来看，在这种计算方式的影响下，可以真实反映出煤的各种特征。在开展该部分工作时，可以将镜煤质的发热量看作是纯煤发热量，为燃煤煤化程度进行函数形式展示。一些国家在对煤分类时，通常会将含水无灰基煤的发热量，确定为年轻煤类的划分标准和依据[1]。比如：在开展干燥无灰基测定工作时，如果已经确定其为年轻煤，并且挥发份＞33%，则是采取的恒湿无灰基煤的高位发热量作为划分依据和标准。在这种分类方式的运用中，不仅可以帮助工作人员对烟煤、褐煤以及烟煤小类进行准确化判断。同时，还可以从煤发热量角度出发，针对和其变质程度相关性的影响因素进行准确判断，从而进一步提升检定结果的科学性和准确性。

2 煤炭发热量的测定依据、相关原理和程序

若想科学评价某一种煤品质的高低，便需要充分考虑到煤炭发热量对其所产生的影响。当前阶段，煤炭资源已经成为了我国发电厂、化工厂以及水泥厂中一项重要的燃料型资源。完成对其发热量的测定工作，将会直接影响到煤炭资源在市场上的份额和价格。从该方面特点来看，准确完成煤炭发热量测定工作，对其市场价格的稳定、煤炭交易活动的有序进行也会产生重大影响。就目前工作形势来看，在开展煤炭发热量测定工作时，通常性会使用国家相关部门所发布的GB/T 213—2008作为判定标准[2]。

在利用该方法开展煤炭发热量的测定工作时，主要表现在以下几个方面。首先，需要按照测定需求，选择一定量煤炭测试。随后，需要将其放置在氧弹中完成燃烧工作。在选择氧弹时，需要确定其中含有过量氧气，否则将会影响到其最终测定结果的准确性。与此同时，还需要有效结合热量计的积极作用，完成相应热量的测定工作。其次，在同等条件下，选择一定量的热物苯甲酸，对其进行燃烧。将两种物质在燃烧过程中所出现的热容量，进行综合性对比。根据煤炭试样在燃烧前后所出现的热系统，进行温度方面的对比和分析。如果发现其中出现了温度、热容量方面的较大偏差问题之后，则需要对其进行校正处理。通过这样的方式，便可以准确得出煤炭试样在氧弹中所燃烧的热量。将此热量减去在硝酸和硫酸中所产生的热量总和，便可以得出高位发热量值。现阶段，许多单位在开展煤炭发热量测定工作时，都会充分发挥出自动热量仪的积极作用，对其进行自动化测定。全程借用自动化控制手段的优势，可以在一定程度上有效提升最终测定结果的准确性。针对在传统测定工作中所出现的氧弹筒内外温度差问题，也减少了人工调节的工作流程，有效提升了工作效率，降低了人力成本的投入[3]。

3 影响煤炭发热量准确测定的因素及解决对策

3.1 热容量的标定对测量数据精准性所产生的影响

在开展实际煤炭发热量的测定工作时，最为重要的工作流程便是在开始阶段的热容量标定工作。需要注意的是，该部分的工作需要严格按照国家标准中所要求的相关内容开展。借助到量热仪的积极作用，完成对煤炭发热量的化验和分析工作。然而，在现阶段工作中，因很多企业对该部分工作的重要性认识不足。其所使用的量热仪往往是搁置了很长时间或者没有进行及时维修的仪器，在测量工作时，便会使得测量数据不准确的问题时有发生。如果发现量热仪在投入到正式使用工作之前没有进行严格校正，其所检测出的数据不准确，将会直接影响到后期热容量测定工作的顺利开展。为了针对性解决该方面所出现的各种问题，在应用量热仪之前，应该结合国家相关标准、具体测定要求，对其进行准确校正。其具体操作流程主要表现在以下几个方面中。

首先，需要对外筒的水量进行及时补充。如果在使用过程中出现了水量不足问题，将会使得测量工作不得不被迫停止，从而影响着最终的测定结果。从量热仪运行原理角度分析，其工作工程中需要充分借助到测量水的温升完成发热量计算工作。因此，在该仪器使用之前，若想进一步提升其最终测定结果和检测数据的准确性，便需要将量热仪外筒水加满。如果发现其溢水口流出了水，则是表示其水已经加满。否则，将需要一直加水。其次，需要完成对系统参数的合理化设置。具体来看，主要包括对苯甲酸热量参数值、注水时间、水位时间等相关参数的设置。在注水时间方面，需要将准确时间确定为注水面刚刚到达氧弹头界面时。在热容量标定工作方面，多是会选择在完成注水工作的四小时之后或者一天之后再开展标定工作。在量热仪使用过程中，需要对室内温度进行有效调节，将其控制在15～30 ℃之间便是最为理想的状态。同时，还需要确保其附近不会出现其他热源。最后，则需要完成量热仪标定工作。先选取一片苯甲酸，当加入了热棉线之后，对其点火。两处10 mL 蒸馏水，将其注入到氧弹筒中。在完成充氧30 s 工作之后，便可以将量热仪放置到三角支架上，开展相关测量工作。

3.2 温度对发热量的精准测量所产生的影响

在应用量热仪时，经常会因为其内部结构因素，导致其测定数据的精准性出现了一定偏差问题。如果可以在正式开始测量工作之前，确保其外筒的温度相对较为稳定，便可以在有效提升其测量的精准度。然而在研究中发现：在开展该部分工作时，经常会因为量热仪外筒方面的问题，影响了最终结果。这主要是因为该仪器在使用过程中经常性会受到外界因素所产生的影响，使得其交替性变化的特征极为明显。具体表现在：量热仪外筒温度急剧上升或下降的问题较为明显，有时还会伴随着快速吸热和放热的现象[4]。为此，在今后利用量热仪开展测量工作时，需要充分考虑到外界温度所产生的影响，确保外界温度的恒定性。在这种环境下所开展的煤炭发热量测量工作，可以降低外筒温度对其所产生的影响，从而有效提升测定结果的准确率。

3.3 氧气含量所产生的影响

当开展煤炭发热量测量工作时，通常会借助到氧气的辅助性作用。通过内部煤炭的完全燃烧，观察其中所出现的热量变化，更好的完成煤炭发热量工作。从该方面特点来看，在煤炭燃烧过程中对氧气纯度的控制将会直接影响到其最终测定结果的准确性。结合对国标要求中所规定的相关内容来看，在实验过程中，将该将氧气浓度严格控制在99.5%以及上。同时还需要注意的是，在氧气中不可出现可燃烧成分。也不可以使用电解氧气形式。在氧气压力方面，应该让其控制在2.7～3.0 MPa之间。但在实际应用时，经常会受到外界因素的影响，导致其浓度难以满足既定工作要求。在认识到该问题之后，笔者提出：煤炭发热量测量工作应该严格按照国际压力限定的氧气对其进行控制，将充氧时间控制在15 s 以上，确保煤炭可以完全燃烧。

3.4 燃烧皿的选择所产生的影响

在选择燃烧皿工作时，应该在综合考虑了多方面因素之后，对其进行合理化控制。从其特点来看，各种仪器的生产厂家不同、内部结构设计也会存在着较为明显的差异。如果所使用的燃烧皿和工作需求不匹配，也会出现煤炭未能完全烧然的现象。当化验室新购入了燃烧皿之后，应该先通过技术手段，对其进行处理。否则，将会在具体热量工作中，出现结果失准的问题。从具体要求来看，应该将其控制在800 ℃的高温条件下，进行重复性煅烧。等到其达到恒重状态之后，将其投入到发热量测量工作中。从其影响来看，这种方式，可以在一定程度上有效缓解在传统工作中因燃烧皿自身质量不稳定对测定结果所产生的影响[5]。

4 结语

综上所述，在整个煤炭发热量测量工作时，其中所涉及到的内容较多，程序相对较为复杂。其中任何一项因素都可能会直接影响到最终测量结果。在今后开展该部分工作时，便需要相关工作人员加强重视度。综合考虑到各方面影响因素，制定更为科学、合理的解决对策，从而逐步提升煤炭发热量测定结果的准确性和科学性，促进煤炭资源的高效利用。