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發(fā)熱量是評價煤質(zhì)的一項重要指標(biāo),作為計算火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要參數(shù)和煤炭計價的主要依據(jù),以及鍋爐穩(wěn)定燃燒的必要條件,發(fā)熱量的檢測與應(yīng)用在火力發(fā)電廠中占有十分重要的地位。煤炭化驗設(shè)備廠家鶴壁華諾煤檢儀器就煤的發(fā)熱量在測定過程中的影響因素及解決方法作了闡述,以保證數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。
測定結(jié)果準(zhǔn)確性的影響及解決方法
1.環(huán)境溫度的影響
試驗要在單獨的實驗室內(nèi)進(jìn)行,室溫不超過15~30℃為宜,如果溫度過低,那么實驗結(jié)果的可靠性就會受到很大的影響。為了保持室溫,許多實驗室安裝空調(diào),應(yīng)該注意的是空調(diào)出風(fēng)口不能直接對著量熱儀,而且要等到室溫穩(wěn)定后才能測定。一般空調(diào)開啟半小時后,調(diào)整外桶水溫與室溫溫差在1.5K以內(nèi)方可進(jìn)行發(fā)熱量測定。國標(biāo)要求:環(huán)境溫度每變化5℃,應(yīng)重標(biāo)熱容量。
2.熱容量標(biāo)定的影響
發(fā)熱量測定準(zhǔn)確度的關(guān)鍵在于標(biāo)定熱容量所能達(dá)到的準(zhǔn)確度,以及熱容量標(biāo)定條件與發(fā)熱量測定條件的一致性,重復(fù)性試驗結(jié)果的密切吻合,并不一定表示結(jié)果準(zhǔn)確,他們可能包括由于熱容量不準(zhǔn)確而造成的系統(tǒng)誤差。熱容量標(biāo)定要嚴(yán)格使用計量部門檢定合格并標(biāo)明熱值的二級或二級以上基準(zhǔn)量熱物——苯甲酸來標(biāo)定。苯甲酸在氧彈內(nèi)燃燒時,殘留在氧彈內(nèi)的氮氣會有一部分生成硝酸,在反應(yīng)時會有熱放出,故在標(biāo)定儀器的熱容量時,在計算氧彈內(nèi)的總釋熱量時應(yīng)加上硝酸形成熱,而反標(biāo)儀器的準(zhǔn)確度時,應(yīng)減去硝酸形成熱。苯甲酸應(yīng)預(yù)先研細(xì)并在盛有濃硫酸的干燥器中干燥3d或在60~70℃烘箱中干燥3~4h,冷卻后壓片,片的質(zhì)量以0.9~1.1g為宜。熱容量的標(biāo)定一般應(yīng)進(jìn)行5次重復(fù)試驗,其相對標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過0.20%;若超過0.20%,再補(bǔ)做一次試驗,取符合要求的5次結(jié)果的平均值作為該儀器的熱容量。若任何5次結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)差都超過0.20%,則應(yīng)對試驗條件和操作技術(shù)仔細(xì)檢查并糾正存在問題后,重新進(jìn)行標(biāo)定,舍棄已有的全部結(jié)果。熱容量標(biāo)定的有效期是3個月,當(dāng)更換量熱溫度計,熱量計的大部件,標(biāo)定熱容量和測定發(fā)熱量時的內(nèi)筒溫度相差5℃,熱量計有較大搬動等時要重新標(biāo)定儀器的熱容量。
3.內(nèi)筒水量的影響
內(nèi)筒水量是影響測定結(jié)果準(zhǔn)確度的最大因素。內(nèi)筒水的熱容量在整個儀器的熱容量中占相當(dāng)大的比重,由于水的比熱很大,內(nèi)筒中水的量若不準(zhǔn)確將會使儀器的熱容量發(fā)生變化,從而導(dǎo)致發(fā)熱量的測定誤差。自動量熱儀內(nèi)筒水通過定容器進(jìn)入內(nèi)筒,水質(zhì)不能保證或水量不能保持一致,就會使測定結(jié)果出現(xiàn)加大偏差。因此,要注意檢查量熱儀的電磁閥有無堵塞,磁力泵是否正常工作,一旦發(fā)現(xiàn)點火絲或其他殘渣堵塞電磁閥,及時清理干凈,每天清理內(nèi)筒的過濾網(wǎng),用洗凈的紗布或紗布沾酒精擦拭內(nèi)筒壁上的污垢,使內(nèi)筒壁保持清潔。如果內(nèi)筒的過濾網(wǎng)上有絮狀漂浮物,應(yīng)換水,重新標(biāo)定儀器的熱容量。要定期給儀器加水,因每次做實驗時帶出一些水、每天蒸發(fā)一部分水而導(dǎo)致量熱桶內(nèi)的水越來越少,定期給儀器加水則可使儀器工作更穩(wěn)定。
4.煤樣及稱取方法的影響
對0.2mm煤樣的粒度要求是能全部通過孔徑為0.2mm的篩子,并待煤樣達(dá)到空氣干燥狀態(tài)后,裝入瓶內(nèi),并將煤樣混勻。為確保發(fā)熱量測定的準(zhǔn)確性,首先要保證稱取的煤樣具有代表性,因此要求化驗人員在稱樣前用轉(zhuǎn)瓶法將煤樣充分搖勻,然后采用不同部位多點稱樣法稱取煤樣,然后將稱取得松散煤樣壓實,防止煤樣飛濺造成燃燒不完全使發(fā)熱量測定值偏低。
5.燃燒皿對發(fā)熱量測定的影響
(1)新購置的燃燒皿未經(jīng)處理直接進(jìn)行測定將會出現(xiàn)發(fā)熱量結(jié)果偏低的現(xiàn)象,為了避免這種情況的發(fā)生,所以在使用前需將燃燒皿在800℃的高溫爐中燒至恒重后再進(jìn)行測定。(2)不同廠家所生產(chǎn)出來的燃燒皿,其的厚薄深淺都是不相同的,這樣質(zhì)量也就不相同,就算是一個廠家生產(chǎn)出來的燃燒皿,質(zhì)量有時也會不同。實驗證明,輕而薄燃燒皿的熱值大于重而厚燃燒皿的熱值。因此,在精密的發(fā)熱量的測定中或標(biāo)定熱容量時,建議盡量使用質(zhì)量相對一致的燃燒皿。燃燒皿壁不宜過高,底不宜過厚,燃燒皿底部應(yīng)有明顯弧度,以避免形成死角。
6.煤樣燃燒穩(wěn)定性的影響
發(fā)熱量測定結(jié)束后,容易出現(xiàn)燃燒不完全的現(xiàn)象,導(dǎo)致燃燒不完全的原因較多,如煤樣太粗,煤質(zhì)較差,充氧壓力不足或氧彈漏氣,氧氣壓力低,點火絲埋入煤粉較深等,應(yīng)根據(jù)不同情況采取不同措施。煤樣太粗可能導(dǎo)致燃燒不完全,此時可用瑪瑙研缽研細(xì)煤樣;對于低揮發(fā)分,高灰分的煤樣可在燃燒皿底部墊一層經(jīng)800℃灼燒過的石棉絨,和包擦鏡紙或摻苯甲酸包紙的方法測試熱值;對于高揮發(fā)分的煤樣,點火絲與煤樣表面稍有接觸即可,將煤粉壓餅切成2~4 m m小塊使用。充氧時間應(yīng)該保持相對一致,基本控制在30~45s以內(nèi),如氧氣瓶的氧壓低于5MPa,應(yīng)更換新氧氣。如氧彈中充氧壓力超過3MPa,應(yīng)將氧彈內(nèi)的氧氣排盡,重裝氧彈,重新充氧。每天試驗前還應(yīng)將空氧彈充氧放入水中檢查氣密性,如氧彈中沒有氣泡冒出說明氣密性良好,如有氣泡冒出應(yīng)及時查找原因,處理后再加以使用。
7.其他影響因素及措施
煤炭發(fā)熱量的測定中,為減少試驗誤差,每次正式測定煤樣前應(yīng)帶煤標(biāo)樣,待標(biāo)準(zhǔn)試樣的測定值落在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)方可進(jìn)行正式測定。充氧時間要相對一致,避免由于充氧時間不足引起煤樣不能夠充分燃燒,造成結(jié)果偏低的現(xiàn)象。氧彈中加入的蒸餾水量必須保證10mL,如果加入的水量越多,吸熱就越多,測試結(jié)果就會偏低。每次試驗結(jié)束后應(yīng)將氧彈各部件清洗干凈并擦干,清洗氧彈的水要用與室溫接近的水,避免氧彈的溫度與恒溫桶內(nèi)的水溫相差太大,而影響下次試驗結(jié)果,燃燒皿放在電爐上烤干冷卻后使用。
綜上所述,在進(jìn)行煤炭熱量測定的過程中,試驗人員在工作中必須嚴(yán)格按國標(biāo)操作,正確處理工作中遇到的問題,及時排除故障,確保測定結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、無誤。
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