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影响低热值煤发热量测试准确度的因素

发表时间：2020/1/8 来源：《科技新时代》2019年11期作者：王雷

[导读] 本文阐述了影响低热值煤发热量测试准确度的一些因素，并着重阐述了擦镜纸法测定低热值煤的发热量的方法和步骤，并与石棉绒法作比较，指出擦镜纸法的准确度优于石棉绒法。

王雷
        （国家能源集团宿迁发电有限公司，江苏宿迁 223803）

        摘要：本文阐述了影响低热值煤发热量测试准确度的一些因素，并着重阐述了擦镜纸法测定低热值煤的发热量的方法和步骤，并与石棉绒法作比较，指出擦镜纸法的准确度优于石棉绒法。
        关键词：低热值煤；发热量；测定；准确度；擦镜纸法

        目前随着煤炭市场的持续走热和煤电联动的相对滞后性，煤电之间的矛盾也越凸显出来，一些电厂为了化解这种矛盾，在燃烧配煤时会掺配一些煤炭企业重新加工利用的低热值煤，也就是劣质次煤。
        但在现实工作中，经常会遇见电厂化验的低热值煤的热值与第三方实验室化验的热值相差较大，个人感觉主要原因有以下两点：
        （1）低热值煤都是较年轻的煤，与空气接触后会迅速被氧化，导致化验指标发生较大变化。
        （2）电厂用户与第三方实验室在对不易完全燃烧的低热值煤的发热量测定方法不一所致，就拿宿迁公司来说，为了提质增效，也会采购一些低热值煤，其中干基灰分在40％-60％，热值在8 MJ/kg-16 MJ/kg之间，我公司采用的测试方法是在劣质煤下面垫一层800℃下灼烧30min后的酸洗石棉绒，或者垫一片国家一级标准物质苯甲酸后灼烧，然而送检至第三方南京煤炭科学研究院分析时是采用已知热值的擦镜纸包住后灼烧，这就导致发热量会有所偏差。
        针对以上两点原因提出以下解决方案：
        （1）建议采制样在制备此类煤样时应采用密封式设备。
        （2）0.2mm煤样制备后在达到空气干燥状态后应迅速装瓶，且装煤样瓶应密闭不透气。
        （3）煤样在送到化验室后应迅速化验，且样瓶盖不应长时间敞开。
        （4）存样间应符合通风、干燥、阴凉标准，避免煤样氧化。
        （5）通过实验室之间的比对实验来做好质量控制。
        今天我们主要对不易完全燃烧的低热值煤的发热量测定方法进行探讨。
        1.发热量测定方法
        公司所采购的低发热量煤着火点高，极不易完全燃烧。化验室在化验实践过程中用垫石棉绒和苯甲酸法均不能够准确测定其发热量。最后根据实验室间的比对试验方法决定采用与南京煤炭科学研究院同样的方法，即采用擦镜纸包住灼烧试验方法。下面对公司试验方法（垫石棉绒）和擦镜纸法测定低热值劣质煤的优劣以及具体方法进行阐述和比对。
        2.垫石棉绒测定发热量所产生的问题
        （1）精密度差，平行样差值超过重复性限（120 J/g)的频率增多。
        （2）试样在氧弹中点火失败的次数增多。
        （3）试样在燃烧皿中燃烧不完全，燃烧皿的底部留有燃烧不尽的黑色残留试样或黑色物（煤粉从石棉绒缝隙间漏下去，未燃烧完全）。
        （4）发热量测定结果偏低。
        3.擦镜纸法测定方法
        3.1 测定方法
        GB/T 213一2008《煤的发热量测定方法》中提出了对不易完全燃烧的试样可用已知质量和热值的擦镜纸包裹称好的试样，并用手压紧，然后放入到燃烧皿中测定其发热量。
        3.2 测定步骤
        （1）测定擦镜纸的平均热值。具体操作步骤如下：抽取3份擦镜纸，每份称准至1 g（精确度为 0.000 2g).按通常的发热量测定办法测定此3份擦镜纸的弹筒热值，取该3次测定值为擦镜纸的平均值，将其记作Qbl，作为测定低热值煤弹筒发热量的添加热值。
        （2）准备好低热值煤分析试样（粒度0.2mm）。
        （3）抽取一定量的擦镜纸称取0.5g（精确度 0.0002 g) ,放置在电子天平的托盘上。
        （4）用煤样勺取分析煤样，放到已知质量的擦镜纸上，使擦镜纸与煤样的质量达到1 g（精确度为0.0002 g)，则此时试样质量为0.5g,擦镜纸与试样质量比为1：1（试样和擦镜纸质量也可以按其它比例称取，此处采用1：1的比例主要是为下一步计算的方便）。
        （5）称好的试样用称好质量的擦镜纸包好，放到燃烧皿中压平，再装入盛有10 mL蒸馏水的氧弹内，装好点火丝拧紧盖，充上足够的氧气。将氧弹放入热量仪内筒中测定其弹筒热值，记作Qb2。
        （6）按上述方法进行重复测定，取重复测定值为其平均值。
        （7）试样的弹筒热值汁算：Qb=2Qb2-Qbl
        （8）根据低热值煤的全水分Mt、空气干燥基水分Mad、全硫St和Had值计算试样的高位发热量和收到基低位发热量，其表达式如下所示：
        Qgr.ad=Qb.ad-94.1St-αQb.ad
            Qnet.ar= （Qgr.ad-206Had）*（100-Mt） -23Mt
                              （100-Mad）
        4.公司试验方法和擦镜纸法测定发热量实例比对
        （1）随机采取10份低热值煤样制成分析试样，用2种不同方法测定弹筒发热量结果比对见表1
        表1
        2种不同方法测定弹筒发热量结果比对

        （2）从表1中可看出，石棉绒测低热值煤发热量比擦镜纸法平均偏低326J/g。
        （3）从试验后的燃烧皿中的残留物灰渣看，石棉绒试验后的燃烧皿底部多有燃烧不尽黑色球形颗粒和粉状黑色物，而擦镜纸法试验后的燃烧皿底部为白色和土黄色粉状物。可见采用擦镜纸法可使低热值腐泥煤试样在燃烧皿中能够完全燃烧。
        5.结论
        （1）擦镜纸法是解决极不易充分燃烧的低热值煤发热量测定问题的一种较好办法。该方法符合国标GB/T 213一2008《煤的发热量测定方法》要求。
        （2）采用擦镜纸法测定低热值煤的热值，简单易操作，而且试样在擦镜纸的助燃下燃烧充分，可提高测定低热值煤发热量的准确性和可靠性。
        （3）擦镜纸法在测试过程中重复性好，点火失败现象较少，提高了工作效率。



        参考文献：
        ［1］GB/T213-2008 煤的发热量测定方法
        ［2］方文沐等燃料分析技术问答中国电力出版社 2004