白亞亞，王生智

（1.蘭州石化質(zhì)檢部，甘肅蘭州 730060；2.蘭州石化礦區(qū)事業(yè)部，甘肅蘭州 730060）

電力系統(tǒng)和化工企業(yè)，原煤發(fā)熱量測定是質(zhì)量判等的重要指標(biāo)，分析測試只有85 %測定結(jié)果達(dá)到GB/T213-2003 所規(guī)定的精密度范圍（≤120 J/g）的要求，分析數(shù)據(jù)的重復(fù)性很不理想。因此，找出影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的因素迫在眉睫。在分析方法確定的前提下，對充氧壓力、充氧時間、儀器的標(biāo)定、內(nèi)外筒溫差等條件進(jìn)行測試，以確定影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度因素。

1 實驗部分

1.1 原煤發(fā)熱量測定結(jié)果影響因素的分析

對2014 年原煤發(fā)熱量的測定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計（見表1）。

表1 原煤發(fā)熱量的分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

從表1 看出，2014 年原煤發(fā)熱量測定結(jié)果的重復(fù)性很不理想。

為了找出影響煤質(zhì)發(fā)熱量分析精密度的因素，對實際測定中存在的問題進(jìn)行了統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果（見表2）。

表2 原煤發(fā)熱量測定結(jié)果影響因素統(tǒng)計表

1.2 主要原因的確認(rèn)

1.2.1 樣品稱量 對2014 年1 月－2014 年5 月的原煤分析原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣品質(zhì)量符合要求，稱量范圍為0.9 g～1.1 g（稱準(zhǔn)至0.000 2 g），天平精度符合要求，故樣品稱量不是影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素。

1.2.2 充氧壓力 通過現(xiàn)場檢查對不同充氧壓力下發(fā)熱量為30.81 MJ/kg 的標(biāo)煤結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計（見表3）。

從以上數(shù)據(jù)可以看出：當(dāng)充氧壓力＜2.8 MPa 時，氧氣量不足，樣品燃燒不完全，發(fā)熱量測定結(jié)果偏低，重復(fù)性差。氧氣壓力＞3.0 MPa 時，結(jié)果重復(fù)性差，且氧彈容易發(fā)生爆炸，極不安全。故充氧壓力是影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素。

1.2.3 充氧時間 對不同充氧時間下發(fā)熱量為30.81 MJ/kg 的標(biāo)煤結(jié)果進(jìn)行了測試（見表4）。

充氧時間過短，導(dǎo)致充氧量不足，樣品燃燒不完全，發(fā)熱量測定結(jié)果偏低。充氧時間過長，氧氣過量，容易使樣品產(chǎn)生爆燃，導(dǎo)致結(jié)果偏低。故充氧時間是影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素。

表3 發(fā)熱量在不同充氧壓力下測定結(jié)果統(tǒng)計表

表4 發(fā)熱量在不同充氧時間下測定結(jié)果統(tǒng)計表

1.2.4 室內(nèi)溫度、內(nèi)外筒溫差 由于水的比熱容較大，當(dāng)室溫變化較大時，會使內(nèi)外筒溫度產(chǎn)生較大誤差，從而導(dǎo)致大的發(fā)熱量誤差。對結(jié)果為30.81 MJ/kg 的標(biāo)煤在不同溫度下進(jìn)行了測試（見圖1）。

圖1 室內(nèi)溫度、內(nèi)外筒溫差對發(fā)熱量的影響圖

實驗數(shù)據(jù)顯示：一季度由于室溫較低，分析精密度超出了120 J/g，誤差較大，故室溫及內(nèi)外筒溫差是影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素。

1.2.5 儀器的標(biāo)定（苯甲酸標(biāo)定發(fā)熱量） 選用熱值為26 458 J/g 的苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對量熱儀1403129 和1403133 進(jìn)行發(fā)熱量測定，數(shù)據(jù)（見表5）。

GB/T213-2003 規(guī)定：以苯甲酸作為樣品進(jìn)行5 次發(fā)熱量測定, 其平均值與標(biāo)準(zhǔn)熱值之差不超過50 J/g。從測試結(jié)果可以看出誤差在允許范圍內(nèi)，儀器穩(wěn)定可用。故樣儀器的標(biāo)定不是影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素。

1.3 解決方案

1.3.1 控制充氧壓力 當(dāng)氧氣瓶壓力低于4 MPa 時，及時更換氧氣瓶；更換完氧氣瓶后及時試漏；定期檢定氧壓表，使減壓閥上的壓力與自動充氧器保持一致。

表5 不同儀器發(fā)熱量測定結(jié)果統(tǒng)計表

實施效果：通過以上措施的實施，充氧壓力穩(wěn)定于2.8 MPa～3.0 MPa，解決了充氧壓力過高或過低的問題。

1.3.2 嚴(yán)格控制充氧時間 當(dāng)充氧時間短發(fā)熱量測定結(jié)果偏低。充氧時間長樣品易爆燃。控制充氧時間為25 s～40 s 進(jìn)行實驗測試（見圖2）。

圖2 不同充氧時間發(fā)熱量的比較測試圖

從數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況來看，充氧時間控制在25 s～40 s 分析數(shù)據(jù)穩(wěn)定。措施：在自動充氧器旁邊安裝一臺電子計時器。

實施效果：通過安裝電子計時器，有效解決了因充氧時間不夠或不一致而引起數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差的問題。

1.3.3 控制內(nèi)外筒溫差 當(dāng)室溫變化較大時，內(nèi)外筒溫度變換較大，發(fā)熱量測定結(jié)果誤差較大?？刂剖覝卦?9.5 ℃～21.5 ℃，對數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性進(jìn)行測試（見圖3）。

圖3 內(nèi)外筒在不同室溫下發(fā)熱量比較測試圖

從數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況來看，室溫控制19.5 ℃～21.5 ℃分析數(shù)據(jù)穩(wěn)定。措施：提出儀器室內(nèi)安裝空調(diào)。

實施效果：在儀器室內(nèi)安裝空調(diào)后，室內(nèi)外溫度控制在19.5 ℃～21.5 ℃，分析數(shù)據(jù)穩(wěn)定，消除了由于室內(nèi)溫度低及內(nèi)外筒溫差大而引起的分析誤差。

1.4 效果檢查

措施實施前后的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比（見圖4）。通過對充氧壓力、充氧時間、內(nèi)外筒溫差等條件的嚴(yán)格控制。原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度得以提高，為鍋爐用煤提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

圖4 措施實施前后的對比圖

2 結(jié)論

不同充氧壓力、充氧時間、內(nèi)外筒溫差是影響原煤發(fā)熱量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素?？刂瞥溲鯄毫橛?.8 MPa～3.0 MPa，充氧時間為25 s～40 s，室內(nèi)外溫度為19.5 ℃～21.5 ℃，原煤發(fā)熱量測定結(jié)果重復(fù)性好，準(zhǔn)確度高。

［1］ 劉珍.化驗員讀本（上冊）分析化學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［2］ 劉瑞雪.化驗員習(xí)題集（第二版）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［3］ 申軍會，鄧小波，張穎君，李月霞，李建洮.石油化工產(chǎn)品實驗方法標(biāo)準(zhǔn)匯編［M］.蘭州：蘭州石化公司技術(shù)處編，2004.

［4］ 工業(yè)鍋爐水處理［M］.北京：氣象出版社，2008.