煤的发热量测定存在的问题及其解决措施

摘要：煤的发热量体现了煤的质量，是考察煤质量的一个重要的指标，因此煤的发热量测定工作是十分重要的，但在实际操作中，煤的发热量测定中存在很多问题，如称样、水质以及氧弹等。文章旨在探讨煤的发热量测定中存在的问题，并提出相应的解决措施。

关键词：发热量；煤样燃烧；热值测定；充氧压力；氧弹

中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0077-02

煤的发热量体现出了煤炭的质量，随着科技的不断发展，煤的发热量测定从人工操作的发热量测定仪发展到现在的微电脑控制测定仪，其中经历了简单电路控制煤发热测定仪等阶段。从人工操作到微电脑控制，操作员的操作越来越简便。然而，无论是哪种发热量测定仪，人工操作的准确性都是非常关键，不容忽视的。本文就煤发热量测定中存在的问题进行分析，并提出相应的解决措施。

1 称样

样品的称量是煤的发热量测定的开端，一旦称样的准确性出现问题，将影响整个煤热量测定过程。在对煤进行称样时，要注意使称量的样品均匀的分布，可以对称量的样品进行搅拌。称量好的煤样及时密封好，防止空气中的水质、杂质等进入使其变质。此外，称量时质量要准确，尽量减小测量误差。

称样过程中要注意使煤样均匀，避免有煤粒大小不均的情况。在对样本取样后，要将样品进行充分的摇匀，一般情况下，摇匀时间不小于两分钟，若此时仍有大煤粒存在，要考虑重新更换样品，保证所有煤粒粒度都在0.2mm以下，因为煤粒太大会直接影响样本的燃烧程度，进而影响煤热量的测定。

2 测定中的水质问题

进行热量测定的关键因素是氧气和水，水质发生恶化对于测定结果的影响是很大的，会使水吸收热量的能力上升或者下降，不均匀，吸热后的水温度分布不均匀。测定实验中的水如果长时间未进行更换，会变浑浊，悬浮物大量增加，操作员要注意观察水质情况，及时对实验中的水进行清理。实验中的水发生问题的原因主要有以下三个方面：（1）操作员在操作的过程中，将灰质等带进水中，或者空气中的灰尘进入水中；（2）水长时间未进行更换，微生物在水中繁殖；（3）水箱中有管道腐蚀，锈蚀影响了水质。

3 氧弹问题

在实际操作中，氧弹发生漏气是非常常见的问题，氧弹漏气会使测定中的煤燃烧不充分，释放的热量少于其实际值，进而导致热量测定值不准确。氧弹漏气的原因一般有以下几种情况：（1）氧弹的弹头与身体接触的部分连接不密闭；（2）氧弹的橡皮圈使用时间过长，导致橡皮圈老化，没有弹性。在实际中，要经常检查橡皮圈是否老化，定期对橡皮圈进行加湿处理；（3）进出口氧气的地方要经常清理，以防有脏东西粘在上面，导致接口拧不紧发生漏气。

4 充氧压力

氧气是煤的热测定中另一个关键因素，其目的是使样品煤充分燃烧，根据有关规定，实验要求充氧压力为2.8～3.0MPa，达到压力后的持续充氧时间不得少于15s，在实际操作中一般将充氧时间设置为标准时间的2倍，但要注意，不能使充氧压力大于3.2MPa，实验中一旦压力超标，应立即停止充氧，将氧气压力释放到标准压力。

5 煤样燃烧情况检查

只有煤样充分燃烧，煤样的热量才能充分释放出来，煤的发热量测定才是准确的。在实验中，必须在燃烧结束后对煤样的燃烧情况进行检查，观察煤样是否燃烧完全，是否存在残留的煤粒，是否有煤样喷溅事实发生，若检查中发现，煤样燃烧不充分，则测定实验不精确，必须重新取样重新对该煤的发热量进行测量，必须保证实验数据准确可信。

6 燃烧皿

来源不同的燃烧皿，做工不尽相同。这就会导致不同的燃烧皿厚度和深浅不同，测量的结果也有差异，有实验表明，较薄且较轻的燃烧皿测量的发热量要明显大于厚而重的燃烧皿测定出的发热量。在选择燃烧皿时，要注意选择规格相同的燃烧皿，避免因做工不同而导致的差异。

燃烧皿使用过之后要及时地进行清洗，除去其表面的杂质，要用纱布将燃烧皿上附着的残留物擦去，将其放在电炉上进行干燥，干燥后放在干燥器中备用。

7 特殊煤样的热值测定

特殊煤样的热值测定一般涉及两种煤样，一种是高灰难燃煤样，另一种是飞溅煤样。

7.1 高灰难燃煤样

高灰难燃煤样的发热量一般较低，加之其难燃的特性，我们需要对其进行处理后再进行燃烧热值测定。一种方法就是用擦镜纸将煤样包装起来进行测量，另一种方法就是将煤样与甲苯酸一起包在纸内测量其热度。

用包擦镜纸的方法进行测量时，首先要知道所包擦镜纸可以释放出来的热值，取定量擦镜纸，将其揉起来放在燃烧皿中，按照发热量测定的方法测量器发热量，重复进行至少三次，取其平均值确定擦镜纸的热度。将煤样用擦镜纸包起来，测量其发热量，排除擦镜纸的热量后计算出煤样的发热量。注意，一般情况下每本擦镜纸都有不同的发热量，所以在用不同本的擦镜纸时，要再次测定擦镜纸的发热量，不能一概而论。

在包擦镜纸后依然难以燃烧的，可以将煤样与甲苯酸按照4∶6或者5∶5（比例依据高灰难燃煤样的难燃程度决定）的方式进行混合，混合后用纸包起来压紧放入燃烧皿中进行燃烧试验，注意要将煤粉与苯甲酸充分混合才能发挥作用。同包擦镜纸的方法类似，这种方法也得提前测量出纸和苯甲酸的热量，在总热量的基础上扣除掉纸和苯甲酸的热量才是高灰难燃煤样的发热量。

7.2 飞溅煤样

对于容易飞溅的煤样，在实际热量测定中我们采取类似高灰难燃煤样热度测量的方法，用擦镜纸将飞溅煤样包起来进行测量，将棉线和点火丝放在样品的上表面。若包擦镜纸后，煤样依旧飞溅，则可以适当降低充氧的压力，即降低煤样的燃烧速度。此外，对于容易挥发的飞溅煤样，可以提前对其进行压饼操作并将其切成小块。

8 环境温度对发热量测量准确性的影响

在对煤的发热量进行测量时，环境温度的变化会引起测量仪器热容量的变化，进而使测量的准确性下降。有实验证明，随着环境温度的上升，仪器的热容量会随之增大，从而使发热量测定标准不准确。对实验室的环境温度要加以控制，使之完全符合实验要求的环境温度。测量仪器不宜放在能接受到光照的地方，仪器周围也禁止使用各类发热热源，要定期对实验室室温进行测量，温度不符合要求时对其立刻进行调整，保持室温的稳定。具体要求为：实验室温度应在15℃～30℃的范围内，可以在实验室中安装空调等设备对实验室室温进行调节，但要注意不要将空调或风扇正对着测量仪器吹。

9 总结

综上所述，煤的发热量测定作为测定煤质量的重要手段，有着非常重大的意义。然而，在煤的发热量测定中也有很多的问题，如上述提到的称样、水质问题以及氧弹问题等。在实际操作中，随着科技的发展，煤的发热量测定仪器的自动化水平越来越高，这就需要操作员充分掌握专业技能，定期对仪器以及仪器的运行环境进行检查和调整，保证煤的发热量测定数据的准确性。

参考文献

[1] 陈伟，段广林.影响发热量测试结果的主要因素及措施[J].煤质技术，2011，（1）.

[2] 王希东.煤的发热量测定存在的问题和解决措施[J].露天采矿技术，2011，（4）.

[3] 李光明.浅析煤发热量检测中影响其准确度的因素[J].中国新技术新产品，2012，（6）.

[4] 刘艳萍.影响煤炭发热量准确测定的常见因素分析[J].机械管理开发，2010，（2）.

作者简介：王妍（1985-），女，山西汾阳人，山西省地质矿产研究院工程师。endprint