白雅慧
（河南能源化工集团安化公司，河南 安阳455133）
［摘 要］发热量是煤炭作为燃料的一个重要质量指标，准确测定煤炭的发热量对核算能源利用系数、企业燃料消耗定额、改善燃烧工况及准确进行锅炉热量计算、作为贸易结算依据等都具有重要的意义。如今，河南能源化工集团安化公司煤车进厂频繁，煤炭发热量分析检测频次明显增加，而煤炭发热量分析检测耗时过长，严重制约着进厂煤炭的验收和锅炉用煤的配比使用。为此，在不增加任何设备的情况下，对现用煤炭发热量检测方法测定过程中影响分析时长的因素进行排查与分析，采取相应的措施进行优化改进后，煤炭发热量分析时长由之前的约162 min降至60 min以内，大幅提高了分析效率。
［关键词］煤炭发热量；量热仪；分析方法；准确度检验；分析耗时长；原因分析；优化改进；改进效果
［中图分类号］TQ016.5+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）04-0067-03
0 引 言
煤炭是重要的基础能源，现阶段我国煤炭的主要用途是燃烧产生热能再转化为其他能量，在此转化过程中，常使用煤炭的发热量来核算锅炉的热工参数，如锅炉耗煤量、锅炉热效率、热平衡等，进而根据煤炭的发热量对锅炉负荷等进行及时调整。发热量是煤炭作为燃料的一个重要质量指标，是评价动力煤质量、进行煤炭分类、采购计价结算的重要参数，因此，准确测定煤炭的发热量对核算能源利用系数、企业燃料消耗定额、改善燃烧工况及准确进行锅炉热量计算、作为贸易结算依据等都具有重要的意义。
河南能源化工集团安化公司（简称安化公司）过去大多采购集团内部兄弟企业生产的煤炭，内部购买的煤炭主要以火车进厂为主，通常随机抽样检验，抽检单元数较少。如今，安化公司进厂煤主要以对外招标采购为主，外购煤大多以汽运方式到厂，煤车进厂频繁，因锅炉动力系统管理的全面化与精细化及环保监测的迫切需要，煤炭发热量分析检测频次明显增加，而当前安化公司煤炭发热量分析检测耗时过长，严重制约着进厂煤的验收和锅炉用煤的配比使用。为此，笔者在不增加任何设备（目前安化公司煤炭发热量分析使用鹤壁市华通分析仪器有限公司生产的微机全自动量热仪，高位发热量和低位发热量均为仪器分析结果）的情况下，对现用煤炭发热量检测方法测定过程中影响分析时长的因素进行排查与分析，采取相应的措施进行优化改进后，煤炭发热量分析时长由之前的约162 min降至60 min以内，大幅提高了分析效率。以下对有关情况作一介绍。
1 煤炭发热量分析方法简介
1.1 分析原理
（1）高位发热量分析方法。将一定质量的煤样放入氧弹热量计内，保证氧弹热量计中充入过量氧气，使煤样充分燃烧，热量计的热容量通过在相似工况条件下燃烧一定量的基准热量物（苯甲酸）来确定，根据试样燃烧前后量热系统产生的温升，并对附加热（如点火热）进行修正后，得出煤样的弹筒发热量，煤样的弹筒发热量减去硝酸生成热、硫酸修正热即可得出煤样的高位发热量。
（2）低位发热量分析方法。煤的高位发热量扣除煤样中水分的蒸发热即可得出煤的低位发热量。
1.2 主要试剂与和材料
氧气：纯度≥995%，不得有其他可燃成分且严禁用电解氧气；
苯甲酸：分析纯及以上；
点火丝：φ0.1 mm左右的铂、铜、镍丝或白棉线（粗细均匀、不涂蜡）；
点火导线：φ0.3 mm左右的镍铬丝。
1.3 分析步骤
（1）用电子天平称取0.9～1.1 g的空气干燥煤样放于燃烧皿上，精准至0.000 2 g，煤样粒度＜0.2 mm。
（2）取一段已知质量的点火丝，把点火丝两端分别接在两个电极柱上，然后把白棉线一端固定在点火丝上，一端放置在煤样上。据煤样点燃的难易程度调整白棉线两端的搭接情况。
（3）调整好位置后，向氧弹内加入10 mL的蒸馏水，拧紧氧弹盖时避免点火丝和白棉线发生移动，然后向氧弹内缓慢充氧气15 s以上，确保压力在2.8～3.0 MPa。
（4）向氧弹热量计内筒加蒸馏水确保没过氧弹顶部1～2 cm。每次试验内筒中所加蒸馏水量应相同，误差不得大于0.5 g。
（5）把氧弹放入装好水的内筒中，观察应无气泡漏出，再将内筒放在绝缘架上，接好点火电极插头，装上搅拌器、量热温度计，盖上外筒的盖子，开始测定。
（6）分析程序结束后，取出内筒和氧弹，开启放气阀，放出燃烧废气，打开氧弹，仔细观察氧弹和燃烧皿内部，如内部有燃烧不完全的迹象或有炭黑，表明本次试验燃烧不充分，本次试验无效，需重新试验。
1.4 计算
输入煤的全水、分析水、硫含量、灰分、挥发分和1.3测出的低位发热量分析结果，由仪器自带公式计算出结果。
2 分析方法准确度检验
更多内容详见《中氮肥》2023年第4期