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煤質(zhì)技術(shù)百科

1、煤質(zhì)化驗設(shè)備化驗流程

煤質(zhì)化驗設(shè)備化驗流程大體為:
采樣——破碎——干燥——制樣——實驗分析

具體步驟為
1    原煤采樣:根據(jù)原煤存放方式依據(jù)國標采樣,工具自備
2 破碎:用破碎機破碎采樣煤樣粒度在6mm以下,供3使用
3 干燥:用干燥箱依據(jù)國標干燥出制樣煤樣,并且做出全水分值(需要500克稱重器具自備)
4     制樣:用制樣機把干燥過的煤樣制成粒度為0.2mm的分析煤樣,供分析實驗用
5     分析實驗:全部分析實驗用電子天平稱重

分析水(內(nèi)水):用干燥箱做出灰分,
揮發(fā)分:用馬弗爐做出

全硫:用測硫儀做出
發(fā)熱量:用量熱儀做出

備注:準確的發(fā)熱量結(jié)果需要煤中的含硫值


2、煤質(zhì)分析方法-計算煤炭發(fā)熱量的新公式

 國家煤炭院于60年代推出了煙煤、無煙煤、褪煤空氣干燥基低位發(fā)熱量的計算公式,經(jīng)過一段時間的應用,發(fā)現(xiàn)存在一定的缺陷和局限性。如煙煤的發(fā)熱量與水分、灰分、揮發(fā)分和焦渣特征有關(guān),但當時推導這一公式時,沒有把焦渣特征定量化納入公式中,而是根據(jù)焦渣特征的大小分組列出K值。在計算煙煤的發(fā)熱量時,根據(jù)焦渣特征大小,查出K值再納入公式。這不僅計算麻煩,而且K值呈臺階式變化,對于某些揮發(fā)分在邊界處的煤樣,其計算誤差就會增加,為此,國家煤炭院陳文敏教授領(lǐng)導的七五科技攻關(guān)項目,收集了全國大量煤樣數(shù)據(jù),利用多元回歸法,采用電子計算機進行大量的數(shù)據(jù)處理,研究推導出一套計算煙煤、無煙煤、褐煤低位發(fā)熱量經(jīng)驗公式。    
  新公式有兩種計算方法,一是利用元素分析結(jié)果計算各種煤的低位發(fā)熱量,二是利用煤的工業(yè)分析結(jié)果計算煙煤、無煙煤、褐煤低位發(fā)熱量。利用元素分析結(jié)果計算發(fā)熱量更為準確,但目前水泥企業(yè)均未開展這一工作。因此,這里僅介紹利用煤的工業(yè)分析結(jié)果計算煤低位發(fā)熱量的新公式。    
 。1)計算煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量公式:    
  Qnet,ad = 35859.9—73.7Vad—395.7Aad—702.0Mad + 173.6CRC    
 。2)計算無煙煤空氣干燥基低位發(fā)熱量公式:    
  Qnet,ad = 34813.7—24.7Vad—382.2Aad—563.0Mad    
 。3)計算褐煤空氣干燥基低位發(fā)熱量公式:    
  Qnet,ad = 31732.9—70.5Vad—321.6Aad—388.4Mad    
   式中:Qnet,ad——空氣干燥基低位發(fā)熱量,Jg;    
   MadAad、Vad——分別為煤的空氣干燥基水份、灰分、揮發(fā)分,%;    
   CRC——煙煤的焦渣特征。    
   利用上述三個公式計算出來的煤低位發(fā)熱量,與目前水泥企業(yè)應用的舊公式計算出來的低位發(fā)熱量相比,精度有較大提高,其中煙煤計算的低位發(fā)熱量標準偏差為372Jg,精度比舊公式提高15%,無煙煤計算的低位發(fā)熱量標準偏差為305Jg,精度比舊公式提高34%,褐煤計算的低位發(fā)熱量標準偏差為393Jg,精度比舊公式提高36%,新公式的誤差與灰分有關(guān),如灰分(干基)大于40%,誤差增長,灰分越高其誤差越大。因此,使用時應注意,當干基灰分大于40%時,應另選公式計算。

 

3、氧彈式量熱儀(熱量計)檢驗方法

摘 要 氧彈式熱量計是目前檢測煤質(zhì)發(fā)熱量指標的主要儀器,其測熱性能將會直接影響發(fā)熱量測定結(jié)果的可靠性,所以各檢測單位新購進熱量計,都應該在使用前對其性能進行檢驗。鶴壁市華鼎儀器儀表有限公司是專業(yè)生產(chǎn)氧彈式量熱儀、氧彈式熱量計的大型領(lǐng)軍企業(yè),其產(chǎn)品性能超卓,測試準確,測定精度完全符合國家標準。 當前市場上其他眾多廠家生產(chǎn)的各種量熱儀層出不窮,性能各有差異,所以各檢測單位在購進量熱儀時更應對其測熱性能加以關(guān)注。根據(jù)長期的煤質(zhì)分析儀器使用與維護經(jīng)驗,系統(tǒng)地提出以密度、準確度作為考核儀器的指標來進行驗收,從而確立此類儀器選型、驗收標準。
  煤作為燃料廣泛地應用于國民經(jīng)濟中,尤其是發(fā)電行業(yè)。電力生產(chǎn)主要是利用燃煤的化學能,通過燃燒把熱能轉(zhuǎn)化為電能,因此發(fā)熱量是發(fā)電用煤的重要測定項目。發(fā)熱量主要用于以下幾方面:設(shè)計鍋爐機組時,發(fā)熱量可用來計算爐膛熱負荷和選擇磨煤機容量;鍋爐運行時發(fā)熱量又可用來計算發(fā)、供電煤耗,而煤耗又是火電廠的重要考核經(jīng)濟指標;在煤炭供需上,發(fā)熱量是作為動力用煤計價的主要依據(jù)。目前試驗室用于測定燃料發(fā)熱量的熱量計有恒溫式和絕熱式兩種。

  1  熱量計工作原理、種類及構(gòu)造

  111  發(fā)熱量、發(fā)熱量測定原理

  發(fā)熱量定義為單位質(zhì)量的可燃物質(zhì)完全燃燒時所放出的熱量?扇嘉锇l(fā)熱量測量原理是將一定量的試樣置于充有一定壓力2.83.0MPa 密封的氧彈中,在充足的氧氣條件下,令試樣完全燃燒,燃燒所放出的熱量被氧彈周圍一定的水(內(nèi)桶水所吸收,其水的溫升與試樣燃燒放出的熱量成正比。發(fā)熱量即可由燃燒前后的溫差計算出來。E( Tn-T0) /    

試樣發(fā)熱量(J / g) ; 量熱系統(tǒng)熱容量(J / ) ; M試樣質(zhì)量(g) ; T量熱系統(tǒng)起始溫度) ; T量熱系統(tǒng)吸收試樣放出熱量后的終值溫度

  112  熱量計種類、構(gòu)造

  通常實驗室用于測定燃料發(fā)熱量的熱量計有恒溫式熱量計、絕熱式熱量計兩種。測量原理相同,但構(gòu)造上有些差異。恒溫式熱量計包圍量熱體系外筒是一個雙層水套,內(nèi)裝較多的水。測熱過程中水是靜止的,外筒僅用于給內(nèi)筒提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。絕熱式熱量計除有雙層水套外,其頂蓋也設(shè)計為雙層水套。測熱過程中,雙層中的水借助循環(huán)水泵從外筒流向頂蓋從而起到絕熱作用。同時在外筒中還安裝有跟蹤內(nèi)筒水溫的加熱電極和溫控元件。恒溫式熱量計與絕熱式熱量計在市場上均有產(chǎn)品,也各有優(yōu)缺點。前者構(gòu)造簡單,操作簡便,但需對溫升進行校正,計算較為繁瑣。目前,隨著微機廣泛應用,問題已得到解決;后者構(gòu)造復雜,操作難以掌握,有時還受到季節(jié)的影響,用于帶走外筒水中多余熱量的冷卻水溫度不能滿足試驗要求。因此在一般情況下,恒溫式熱量計被廣泛采用。

  2  熱量計檢驗方法的演進

  在以往的熱量計驗收過程中,儀器到場開箱后,一般按合同規(guī)定,進行密度測試,合格后,便可用于檢測。事實證明,這個單一的技術(shù)驗收指標與實際分析的樣品存在差距。密度測試所用物質(zhì)為苯甲酸。苯甲酸是一種純凈物質(zhì),也是目前公認的量熱標準物質(zhì)。它性能穩(wěn)定、吸濕性低、容易完全燃燒。而平時分析的煤樣是一種混合物質(zhì),其熱性能并不穩(wěn)定,因此儀器在使用苯甲酸做密度驗收后,其準確度并不一定可信。為此,建立一套寶鋼私有的熱量計驗收方法,使所購入的儀器更好地為現(xiàn)場服務(wù)這一迫切需要擺在技術(shù)人員面前。經(jīng)過四年左右的摸索,初次系統(tǒng)地提出熱量計的驗收方法,并在一臺新儀器的驗收中初步進行使用,取得較好效果。

  3  熱量計檢驗方法

  3.1  熱量計密度檢驗

  3.11  熱容量測試(熱容量密度檢定 在規(guī)定條件下〔1,用燃燒熱標準物質(zhì)苯甲酸檢定熱量計的熱容量,按不同的平均熱容量,其差不大于表1規(guī)定;次重復試驗結(jié)果的平均值(.E) 和標準差,其相對標準差不應超過0.2 %,若超過0.2 %,再補作1次試驗,取符合要求的次結(jié)果的平均值(修至1J / K)作為該儀器的熱容量。若任何次結(jié)果的相對標準差都超過0.2 %,則應對試驗條件和操作技術(shù)仔細檢查并糾正存在問題后,重新進行檢定,舍棄已有的全部結(jié)果(見表1) 。

 熱容量測試

熱容值

〈1500(J/K)

900011000(J/K)

1400015000(J/K)

級差

9

40

60

取用1g 左右的燃燒熱標準物質(zhì)苯甲酸(GBWE130035 標準值2480J/g)連續(xù)試驗熱容量密度測試結(jié)果(見表2) 。試驗表明:級差≤40J / K;RSD = 0.108 % (遠小于0.20 %) 密度測試合格。

 苯甲酸連續(xù)試驗熱容量密度

苯甲酸質(zhì)量g

熱容量(J/k)

平均值(J/k)

級差(J/k)

0.9965

10432

 

10439

 

22

0.9968

10434

0.9966

10454

0.9945

10436

0.9938

10439

 

3.12  熱值誤差測定 取約0.17g 1.13g 苯甲酸測量燃燒值,計算其熱值誤差Δ,該值不超過60J / g ,合格。其中ΔQA

-QS ( Q為測得苯甲酸的平均熱J / g , Q為苯甲酸的標準熱值) (見表3) 。試驗表明誤差≤60J / g 合格。

 熱值誤差測定

苯甲酸質(zhì)量(g

測得熱值(J / g

平均熱值(J / g

與標準熱值誤差(J / g

0.1755

26407

26416

38

1.1346

26425

3.12  熱量計準確度檢驗

標準煤樣測試結(jié)果與標準值之差應在不確定度范圍內(nèi)或用燃燒熱標準物質(zhì)苯甲酸作為樣品進行次發(fā)熱量測定,其平均值與標準熱值之差不超過50 J / g。根據(jù)煤質(zhì)分析的經(jīng)驗我們發(fā)現(xiàn),采用苯甲酸進行準確度測試合格后標準煤樣測試結(jié)果并不理想,所以此次我們采用含硫量高和含硫量低的兩種國產(chǎn)標煤測試該儀器準確度(見表4) ,試驗表明標煤測試結(jié)果均在不確定度范圍內(nèi),儀器準確度合格(備注:標準煤樣應測定Mad 、Sad并作硝酸生成熱校正,經(jīng)基態(tài)轉(zhuǎn)換以干燥基熱量作比較。

 準確度測試結(jié)果

標煤號

Mad(%)

St,ad(%)

熱容量(J/K

GBW11108d

2.36

1.83

10439

GBW11101i

2.89

0.42

10439

 

Qd標準(J/g)

Qb(J/g)

測定值(J/g)

(J/g)

評價

29470±120

28665

29358

112

良好

31100±120

30128

31025

75

良好

 


4、量熱儀的準備工作以及常規(guī)保養(yǎng)

1)依照裝箱單,把箱內(nèi)包裝物全部取出。

2)應仔細查看是否有缺件或損壞,查看是否缺損,并及時與供貨單位聯(lián)系尋求解決,切不可貿(mào)然使用。

3)量熱儀應遠離高溫熱源及蒸汽。

4)量熱儀應安裝在水平的水泥板或其它無振動的工作臺面上,并且與墻壁或其它物體的間距不小于150毫米。

5)切勿在儀器頂部位放置任何物品。

6)警告——儀器須良好接地。

7)依次將量熱儀主機、打印機、電腦擺放好。

8)連接打印電纜、顯示器及鍵盤。

9)接通具有良好接地的電源。

氧彈:除每次試驗后對氧彈進行清洗外,對以下幾點也應該注意和檢查:

1)氧彈只能用手擰動,當手感到有阻力時立即停止,切忌用工具硬擰。

2)彈帽和閥座,用完后應沖洗干凈并擦干。

3)彈杯沖洗干凈,擦洗螺紋,并檢查彈杯上部是否有機械損傷,注意不許將彈杯倒置。

4)檢查密封圈有否磨損,如密封不嚴有漏氣現(xiàn)象,則應更換。

5)進行定期絕緣性能檢查。

(6)定期對氧彈進行20Mpa水壓試驗,每次水壓試驗后,氧彈的使用時間不得超過2年。

(7)外套水筒:若長時間停做試驗,需將筒中的水放掉,保持內(nèi)部清潔干凈,不要使臟物掉入筒內(nèi)。


5、煤含硫量檢測知識-硫分分級

褐煤的硫分在基準發(fā)熱量
    級別名稱   代號   干燥基全硫分(St,d)范圍/%
    特低硫煤   SLS     0.45
    低硫煤     LS      0.450.85
    中硫煤     MS      0.861.50
    中高硫煤   MHS     1.513.00
    高硫煤     HS      3.00
    無煙煤和煙煤的硫分在基準發(fā)熱量
    級別名稱   代號   干燥基全硫分(St,d)范圍/%
    特低硫煤   SLS     0.50
    低硫煤     LS      0.500.90
    中硫煤     MS      0.911.50
    中高硫煤   MHS     1.513.00
    高硫煤     HS      3.00


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