火电企业提高劣质煤发热量准确性测定的探讨

火电企业提高劣质煤发热量准确性测
定的探讨
贵州黔东电力有限公司557702
摘要:劣质煤具有发热量低、杂物多和高水分、高粘性、高灰分等特点。

在发热量测定过程不采取一些辅助方法,测定结果的准确性和精密度难以保证。

低位发热量结果又是电厂作为给供应商的结算依据，而发热量测定结果的高低准确性就成了供需双方关注的焦点。

在煤炭供需日益紧张的情况下，为缓解这种压力的办法是有效消除测定中存在误差，减少与供方的煤质纠纷，在分析样中添加已知质量和热值的苯甲酸进行发热量测定，从而提高测定结果的准确度。

关键词:劣质煤发热量准确性
【Key Words】: inferior coal calorific value accuracy
0 引言
随着煤炭价格的一路走高，在火电企业发电成本中，煤炭成本已占据发电成本的80%以上，火电企业采购劣质煤主要是价格低，为缓解电煤供应压力及提升经济效益，黔东公司每年约进20万吨低质煤，在能满足发电要求的同时,通过合理的将不同类、不同性质的煤种按照一定比例进行配煤掺烧，在保证机组安全运行条件下，平均下来，掺烧劣质煤可以使煤价降低，降低火电企业成本,是火电企业提高经济效益的有效措施。

1操作过程的注意事项
1.1对试验前的要求
1.1.1 操作人员对试验所用的量热仪器、仪表及操作过程等仪器不仅要能熟练操作，而且要熟悉仪器的性能，是确保发热量试验测定数据准确性的基础。

1.1.2 试验室室温以（15-30）℃范围为宜，试验前室温接近标定时的温度
基本一致。

1.1.3 制备0.2mm的分析样时，制粉时间由原来60秒延长到90秒。

劣质煤
灰份高，含矸石重，适当延长制粉时间，增加煤样的颗粒度，确保煤样测定时能
完全燃烧。

1.2 对操作过程的要求
1.2.1 选用洁净壁薄而浅的燃烧皿，一般使用镍钢制品，以能保证分析煤样
燃烧完全而本身又不腐蚀和产生热效应为原则。

1.2.2 测定劣质煤煤时，在燃烧皿分析试样中添加已知质量和热值的苯甲酸，防止燃烧不完全。

1.2.3 使用经校验合格的分析天平称取0.9-1.0g，尽量在符合国标的前提下
少称点，保留小数点后四位。

1.2.4 装点火丝时，试样与点火丝保持微小距离，不能埋入试样中太深，否
则易造成试样飞溅而造成试验作废，同时注意点火丝不能与燃烧皿接触，以免形
成短路而导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。

1.2.5 使用经检定合格的充氧仪，氧气瓶压力符合要求。

充氧时，务必使压
力缓缓上升。

提高氧气压力到 3.2MPa，（但不能超过 3.2MPa，否则，试样作废）并适当延长充氧时间。

保证试样在氧气充分的情况下，能完全燃烧。

1.2.6 定期维护保养设备，确保电磁阀严密不漏水。

1.2.7 使用经水压试验合格的氧弹，将充满氧气的氧弹置于洁净的水中进行
气密性实验，如漏气严重会有连续的气泡逸出，此时试样需作废，另查原因。

防
止因漏气的氧弹测定试样可能带来的危险，以及应氧气压力不足，导致燃烧不充
分燃烧不完全。

如无漏气除去氧弹外表的水，将氧弹置于量热仪内桶中进行测定。

1.2.8 在每次试验开始前，还需要向氧弹内加入10ml蒸馏水，它的作用是为试验结束的燃烧产物硝酸和硫酸提供反应条件。

为保证试验条件相同，在每次试验时都要加入10ml蒸馏水，过多会影响测定结果偏低。

1.2.9 测试完成后，取出氧弹，仔细观察氧弹和燃烧皿内部燃烧情况，如有分析试样燃烧不完全的迹象或炭黑存在，则本次试验作废。

2 垫石棉绒测定与添加已知热值的苯甲酸发热量测定进行对比
我公司采购的劣质煤颜色偏白，或偏黄，发热量低，水分大。

2.1.发热量直接测定方法所产生的问题
2.1.1 在未使用添加物助燃的情况下，每次测定完后燃烧皿底部会有灰色物质，极不易完全燃烧，准确性无法保证。

2.1.2 精密度差，平行样差值超过重复性限（120 J/g)的频率非常多，甚至有相差1MJ的。

2.1.3 发热量测定时氧弹中点火失败的次数增多。

2.2.垫酸洗石棉绒测定发热量所产生的问题
在使用前经800℃灼烧30min，以除去酸洗石棉中的酸。

2.2.1 石棉绒需人工压紧，在未压紧的情况下，分析试样从石棉绒缝隙间漏下去，未能燃烧完全。

2.2.2 燃烧皿的底部留有燃烧不尽的黑色残留试样或黑色物，分析试样在燃烧皿中燃烧不完全。

2.2.3 不同测试人员测定同一分析试样结果重复性限不稳定相差超过（120 J/g)。

2.2.4 发热量测定结果偏低。

3.添加已知质量和热值的苯甲酸测定方法
3.1 测定方法
购买符合国家标准，已知热值的片状苯甲酸，苯甲酸具有纯度高性能稳定；吸湿性能低；常温下挥发性能低；完全燃烧时其热值接近被测燃料的热值。

3.2 测定步骤
3.2.1 称量已知热值的苯甲酸，记录质量，放入燃烧皿中，将其记作Qbl，作为测定弹筒发热量的添加热值。

3.2.2 称量劣质煤粒度＜0.2mm的分析试样0.9-1.0g,保留小数点后四位。

3.2.3 称好质量的苯甲酸，放到燃烧皿中，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。

将氧弹放入量热仪内筒中测定其弹筒热值，记作Qb2。

3.2.4 按上述方法进行重复测定，取重复测定值为其平均值。

3.2.5 试样的弹筒发热量汁算：Qb=Qb2-Qbl
3.2.6 根据低劣质煤的全水分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）/（100-Mad）-23Mt
4.垫石棉绒测定与添加已知热值的苯甲酸发热量测定实例比对
4.1 随机采取6份劣质煤样制成分析试样，用2种不同方法测定弹筒发热量结果比对
见表1
2种不同方法测定弹筒发热量结果比对
4.2 从表中可看出，垫酸洗石棉绒测低热值煤发热量比添加苯甲酸法平均偏低260J/g。

4.3 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，而添加苯甲酸法试验后的燃烧皿底部为白色和土黄色粉状物。

可见采用添加苯甲酸法可使劣质煤试样在燃烧皿中能够完全燃烧。

5.结论
5.1 综上所述，劣质值自身具有发热量低、水分高、挥发分高、灰份含量低等特点，我公司使用添加苯甲酸测定劣质煤发热量一致认为是可行的办法，该方法也符合国标GB/T 213一2008《煤的发热量测定方法》要求。

5.2 采用苯甲酸测定劣质煤的发热量，简单易操作，避免了使用石棉绒因未压实时，分析试样从缝隙间漏下去，导致燃烧不完全。

5.3 添加苯甲酸在测试过程中重复性好，使用方便，减少了多次重复测定的时间，提高了工作效率。

5.4 通过以上方法对劣质煤的测定，结果准确报出测定值，未有供方因发热量问题来复查，减少了与供煤方的煤质纠纷。

【参考资料】：
1、林永华，《电力用煤》，2010年12月
2、国家标准GB/T 213一2008《煤的发热量测定方法》
作者简介：
陈东（1988-），男，湖南新田，助工，主要从事采制化工作。

徐义（1975-），男，湖南南县，主要从事管理工作。