煤质化验中发热量与挥发分检测分析

王顺利 蒋登锋 郎丽杰 李晓丹 屈庆臣 席海莉

（安阳钢铁集团公司，河南 安阳 455000）

煤在自然形成过程中，由于地质构造、植物等不同，加上堆放、运输、生产等过程出现不同程度风干和氧化，造成煤质出现变化。在能源使用方面，虽然我国已经运用了多种新能源，如，风能、水能、太阳能等，但煤炭资源的使用仍然占据重要地位。煤炭质量关系到企业与用户直接利益，所以，煤质化验工作十分重要。若化验结果不精确，之后的工作会受到严重影响。煤炭由于受重力作用，造成较大粒径的煤炭集中于四周与下部，而粒径较小的煤炭则在中间和上方，因此，如何准确采样分布不均匀的煤炭样本就是对化验人员的考验。煤质化验中较为重要的2个测定指标就是发热量与挥发分，这2个指标关系到煤炭质量，为此，技术操作人员要不断完善测定技术，保障测量结果的准确性。

1 影响煤质化验准确性的主要因素

影响煤质化验准确性的影响因素有许多，其中主要的影响因素是系统误差和随机误差。系统误差的形成原因多种多样，例如化验仪器出现漏水漏气问题、化验人员的失误操作、化验设备老化等等，都会导致煤质化验的结果出现误差，进而影响化验结果的准确性。基于系统误差的影响因素，要想减少或者避免系统误差，就需要从化验仪器、化验人员以及化验设备三方面入手，首先需要对化验仪器的水密性和气密性进行检测，确保水密性和气密性能够满足化验需求，与此同时，相关的化验机构需要组织专业的技术人员对化验设备的老化状况进行检测，并且对化验操作人员进行专业培训，提高操作人员的专业水平和专业素养。此外，为了降低系统误差对化验结果的影响，需要对试剂纯度进行测定，确保化验的试剂纯度能够达到标准要求。

2 煤质化验中发热量与挥发分检测要点

2.1 调试计量仪器设备

在煤质化验中，统一计量对测量准确性有较为重要的影响，特别是在发热量和挥发分这2种精确性要求较高的指标测定中，更需要标定与调试计量单位。在分析煤质时，主要使用标准压力表、分析天平、高温毫伏计、温度计、热电隅等计量仪器，为了确保得到精确的测验结果，需要检定与校准器具的计量单位。达到合格标准的计量仪器要做上标志，将名称与级别写清楚，并记录、标注检定时间与有效期，确保器具计量使用的准确性。在初检后，已经经过校准的器具要做登记卡，并对计量器具做记录和定期的校验与维修，保障在使用时的可靠性。因为煤质化验对技术性有较高要求，影响因素多，测验仪器的属性、使用状态及操作人员技术水平都会对煤质化验数据分析和结果造成影响。所以，一台新检测仪器在投入使用之前，要预先进行严格检验与实验，确保其准确度与精密度都达到国际标准后，才能够应用于煤质化验中。

2.2 煤质化验测定发热量

1）测定温度控制。对测定结果造成影响的一个关键因素就是水温与室温。在测定发热量时，要依据当地气候控制水温在合理范围之内，室温控制在国际标准规定范围内，互相协调水温和室温。在测定中要依据室温严格把控水温，之后，依据测验中煤炭温度与外筒温度上升幅度调节水温和室温，若外筒水温和筒内水温的差距比较大，测量结果准确性会被严重拉低。

2）测验气密性控制。在煤质化验中，需要确保氧弹气密性，为此要反复进行测试，保证其气密性达到较高水平。可以采取的措施是：1) 将氧气注满氧弹，之后将氧弹放到水中，观察是否出现气泡。如果有气泡出现，说明其气密性不够好，需要完善；如果没有出现气泡，则表示气密性较好，可以使用；2）把水滴到氧弹头部位置，观察是否出现气泡。需要保证氧弹气密性良好的主要原因是，在进行发热量测定中氧弹要承受瞬间高压（7MPa～9MPa），假如氧弹气密性不够好，会造成测定失败。

2.3 煤质化验测定挥发分

挥发分即煤炭在一定条件下，隔绝空气并加热的操作后分解产生的产物。挥发分不是水与无机物产生的物质，而是一种有机物，煤矿加热时间的长短、设备器材形状和材质大小等都会使挥发分受到影响，因此在进行挥发分测定时需要化验人员对各个方面进行严格检查，除严格按照操作步骤进行外，还需要调整和检查使用器材的性能、使用状态，以保证化验的准确性。

1）马弗炉完善性检查。煤质化验中测定挥发分时，测定前要关闭马弗炉烟囱，并且将马弗炉透气孔封闭。在加热炉底与坩埚之间需要架设好热电偶热接触点，同时，将它们的距离控制在30mm～40mm。在架设坩埚的过程中，一定要认真、细心，必须将坩埚架设到恒定的温度范围之内。与此同时，煤质化验在测定挥发分时，要检查马弗炉、坩埚等仪器是否完善，在使用之前要测试其能不能正常工作。如果测试中工作人员没有认真仔细检查测定仪器，烟囱没有被关闭，空气就会持续向上面排出，导致马弗炉热量持续流失，继而造成测验失败。因此，在测试马弗炉前，要养成全面检查的好习惯。

2）坩埚完善性检查。煤质化验在测定煤炭挥发分时，要全面检查坩埚完善性，其检查的具体步骤包括：（1）对坩埚与坩埚盖做重点检查，认真观察有没有出现缺口或者是裂纹；（2）不断将坩埚盖进行旋转，双眼与坩埚盖保持平行，观察锅盖能否完全接触坩埚。如果测定中，坩埚盖与坩埚的接触不严密或者是有裂缝存在，都会对最终测试结果造成直接影响，导致得到不准确的测定数据。

3 结束语

综上所述，煤炭是中国当前重要的应用能源之一，其质量直接影响相关企业和用户的自身利益，因此对煤质进行化验是十分重要的。作为煤质的常规分析，发热量和挥发分测定具有规范性强、影响因素多的特点，对这两种属性的测量能够充分体现操作人员的化验水平。