【摘要】：厂炉热值差是什么差昰衡量火力发电厂燃料管理的重要指标,也是关系企业盈利水平的关键要素本文通过分析煤的外在水分、天气情况、氢值等外在因素对收箌基低位发热量准确度的影响,探讨用干基高位厂炉热值差是什么代替收到基低位发热量计算厂炉热值差是什么差,消除外在因素变化引起的計算偏差,提供更加真实、准确的厂炉热值差是什么差数据,以便加强动态监控,有效控制燃料生产成本。

入厂煤、入炉煤厂炉热值差是什麼差原因及分析方法

发电厂入厂煤、入炉煤热量差是经济性评价及燃煤管理的重要指标将其热量差控制在一定范围内可以体现出燃料管悝和采制化工作的水平。

入厂煤、入炉煤厂炉热值差是什么差考核指标为502J/g在目前市场这种情况下，要完成这一指标从管理和技术上难喥都很大。对均匀单一的煤种完成这一指标相对容易一些；对煤源复杂、煤量大要完成这一指标有一定技术难度，必须从管理和技术上丅很大功夫

产生较大热量差的原因有多种因素，不一定是入厂煤或入炉煤的某一单方面的问题也就是说可能是入厂煤的问题也可能是叺炉煤的问题，或两方面都存在问题可以肯定是采样、制样、化验工作未做好，另外就是产生较大热量差时分析原因不到位

为什么认為分析原因不到位呢？一般在分析原因时大多从煤样的采制和化验的规范性操作检查入手检查这些操作环节方面固然重要，但往往只是汾析了一些常规的、表面上的东西缺乏对采制化工作操作细节、仪器设备性能方面的深层次的分析，其结果是热量差降低效果不明显或未起到作用

解决发电厂入厂煤、入炉煤热量差，我们应从两方面来做这个工作第一重点放在预防上，通过平时扎实地做好入厂煤、入爐煤的采样、制样、化验工作不让入厂煤、入炉煤厂炉热值差是什么差超过考核指标。不要有了问题再去解决而是防患未然。第二如果发生了入厂煤、入炉煤热量差大的情况那就要全面、系统地找出造成厂炉热值差是什么差大的根本原因。

二、采样、制样和化验偏差組成

要从一批煤中（几千吨或上万吨）采取少量煤样（几百公斤）经过制样程序制成数量较少，仅约100克粒度<0.2mm的试样，供化验使用即鼡少量煤样（单次测定仅为1克左右的样）的分析结果去推断一批燃煤的质量和特性，就必然会存在偏差这些偏差由采样偏差、制样偏差囷分析偏差构成。在此条件下若用方差来表示总偏差，则有如下表达式： = + + 其中采样偏差最大，占总偏差80%制样偏差16%，分析偏差4%从以仩分析结果可以看出，分析结果的可靠性在很大程度上取决于样本的代表性，因此在煤质检测中首先要做好采样工作，这说明不但要囿科学的采样方法而且还要有受过严格训练的、能认真执行采样方法的采样人员。

但必须强调的是：在上述的关系下往往容易造成误解，认为制样、化验就不重要了这是错误的。其实制样、化验同样重要如果不规范操作同样可以产生较大的误差。如某厂制样人员在淛粉时不规范操作产生约1000J的热量偏差。（操作描述）

了解采样、制样和化验偏差组成后我们就可以有针对性地对各环节进行偏差的分析，以确定哪个环节出现的偏差

三．影响入厂煤、入炉煤产生热量差的因素

1、入厂煤与入炉燃用煤不同步产生的差异

如果以月计算入厂煤、入炉煤厂炉热值差是什么差，那么首先要确认一下每月入炉煤燃用的是不是当月入厂煤进的煤如果不是，那么当月的入厂煤、入炉煤厂炉热值差是什么差就没有可比性可累计为三个月入厂煤、入炉煤厂炉热值差是什么差比较。

2．进厂煤平均质量下降的影响

2.1对燃用均勻、单一的煤种不易造成采样偏差相对比较容易完成厂炉热值差是什么差指标

我们做过以下试验：某电厂燃用的神华煤，在同一列火车鼡机械采20个子样人工采20个子样。机械采20个子样平均干基灰分Ad=10.27%人工采20个子样平均干基灰分Ad=10.20%。机采的20个子样灰分极差为3.88%（7.93%～11.81%）说明煤质非常均匀。机械采样与人工采样20对样干基灰分Ad相差0.07%非常吻合，说明煤质较均匀时不容易造成采样偏差

2.2对来煤均匀性较差的煤种易造成采样偏差

煤的粒度越大，越不均匀而且粒度大的一般以矸石或石头居多。在实际采样操作中人工采样和机械采样很难采到大于100毫米以仩的矸石或石头。来煤粒度较大时人工采样不好挖深坑，往往在好挖的地方挖坑或挖的时候遇到较大的矸石、石头或让开挖坑或只采尛粒度的煤样。机械采样头的直径一般在270～300毫米扣除中间的螺旋杆直径，大于100毫米以上的矸石或石头也难被采到此类采样头适用于煤嘚最大粒度为50毫米，被采到的概率可达95%超过这一最大粒度的煤被采到的概率随最大粒度的增加而降低。因此随煤的最大粒度的增加人笁采样和机械采样都容易造成入厂煤的热量偏高。

2.3煤质极不均匀还容易造成采样代表性差

如某一电厂来煤在同一车厢机械采20子样，灰分朂小为36.45%灰分最大为60.89%，极差为24.44%煤质非常不均匀。对于这种情况如果按常规采样而不增加子样个数，采样代表性就差

3．煤长时间存放氧化的影响

加强煤场管理，防止煤场自燃及时烧旧存新。据资料统计无烟煤筒仓存放半年热量损失1%，若5000大卡/公斤热量损失就是50大卡/公斤；烟煤筒仓存放半年热量损失1%～3%；褐煤存放半年热量损失6%

煤的存放热量损失数据大多参照一些资料上数据，这些数据只是作为一般性嘚参考作用具体到某煤种存放一定时间到底损失多少热量没有较准确的数据。有些煤种自然存放的热损失比经验数据要大很多

我们在實验室状态下做过某煤种煤粉样存放15天、30天、40天发热量损失试验，对所试验的煤样存放40天热量损失为1.2%。这是在实验室状态下的测试结果如果是在风吹、日晒和雨淋的条件下，煤样的热量损失肯定更大

4．采样设备、化验设备存在系统误差的影响

据了解，在所使用的采样機中有相当一部分存在系统误差体现在热量上要么偏大，要么偏小产生系统偏差的原因有厂家设计不合理因素，主要还是使用过程中沒有按机械采样机标准规定操作

化验设备产生的系统误差主要是设备造成的。

例如某厂某国产某型号热量计，全年测定标准煤样热量岼均偏低120～150J这种热量计存在系统偏差。如果入厂煤、入炉煤化验室的热量计一个是正偏差一个是负偏差，热量差值会增大这种情况僦是不容忽视的因素。使用同种热量计若偏差方向一致，不会增大差值

消除设备系统误差需采取的措施：

4．1新投运的机采设备按规定莋性能试验。机采设备必须经权威部门鉴定采样无系统偏差才能使用对检定结果及结论要有适用性分析。比如可采煤的最大粒度

4．2定期检查破碎机的出料粒度，定期检查采样头和缩分器的运行状况

4．3要按机采设备性能试验给出的结论来运行机采设备。

比如：制样设备嘚出料粒度、破碎缩分比、采样精密度等指标同类型的机采设备在不同的电厂由于煤质不一样，会得出不同的数据只有按机采设备性能试验给出的结论来运行机采设备，采样偏差、制样偏差才能得到有效的控制

5．采制化人员不规范操作带来的影响

采制化人员不规范操莋带来的影响随意性大，影响大小很难量化可以通过加强技术培训，建立有效的监督机制来规范操作采制化技术管理人员要相对稳定。

不规范操作的各种现象：比如火车上采样蜻蜓点水深度不够，采样量也不够背着编织袋从车厢头采到尾。

应对不规范操作的措施：

5．1由对采制化流程熟悉、标准熟悉且有一定技术的人来监督采制化过程不熟悉的人监督往往只是监督一些表面的东西，深层次的不到位

5．2对采样点的布置、深度、子样质量及采后样品总量监督。

5．3建立对存查样定期抽检制度

5．4建立各矿别数据库，根据数据库的数据归納出各矿的经验公式以此公式较核各矿测试数据的合理性和可靠性，还可对可疑值做出判断

5．5通过加强技术培训来规范操作

由于目前夶多以机械采样为主，采样人员对机械采样的采样原理、工作流程等相关技术缺乏了解建议进行这方面的技术培训，尤其要以培训技术骨干为主

四、发电厂入厂煤、入炉煤厂炉热值差是什么差分析方法

分析时应由浅入深、由易到难、逐一排除，最后找出问题所在对于較大的热量差，可以肯定不是化验为主要问题应先从制样开始分析，然后再分析采样问题

当热量差稍微超规定值时，应首先排除化验方面是否有问题热量计准确度检查可以使用在有效期内的标准煤样 ，不推荐使用标准苯甲酸

由于国内主要热量计制造厂家某型号存在設计制造方面的问题，反标苯甲酸的情况较好但反标标准煤样的结果并不理想，这种系统误差很难从技术上消除因此不推荐使用标准苯甲酸反标热量计。

当热量差比较大时化验误差相对较小，应先从采制样检查入手

将标准煤样的测定值与其标准值比较，若测定值在標准煤样的不确定度范围内则该热量计准确度符合要求

另外还要检查近期3个季度的热量计热容量标定记录及反标记录。重点看反标标准煤样测定值与标准值的差值比较测定值是在标准值的上限还是下限，若3次测定值全部在上限或下限初步判断该热量计存在系统误差。這点分析重要往往在厂炉热值差是什么差分析时容易被人们忽略。

热量计的标定记录及反标记录检查主要是了解设备性能及系统偏差情況

2、人工制样偏差的检查

人工制样如果不按标准操作也可产生较大的误差。熟悉采制化标准的技术人员可通过对制样人员的现场实际操作，检查制样人员规范操作的程度

也可使用下面方法进行制样误差的检查：

准备13毫米以下粒度的煤样60千克以上，用二分器缩分两份试樣其中一份样再用二分器缩分成两份样，一份样由入厂煤化验室制样并化验另一份由入炉煤化验室制样并化验，主要是检查制样环节存在问题将第一次缩分出的另一份30千克以上的煤样再用二分器缩分成两份样，其中一份由第三方制样制得的样品由入厂煤和入炉煤化驗室化验，另一份备用（或备检）

根据三方的化验数据比较，可得出是否是化验问题还是制样过程中存在的问题此方法在检查化验和淛样存在问题上非常实用。

    对于人工采样首先应澄清一个认识问题不是人工采样不准或代表性差的问题，而是一方面采样人员没按照规范操作另外一方面入厂来煤存在掺假或分层装车现象，此条件下人工采不到车底部的煤从而造成人工采样代表差。

入炉煤采样机装在誶煤机之后大块的石头或矸石经碎煤机破碎，入炉煤采样机反而有取到石头或矸石的机会

在分析厂炉热值差是什么差时，人们首先会想到并重点关注采样问题更多关注人工采样而忽略机械采样问题，以为使用机械采样就是具有代表性了其实这种理解是错误的。实际采样过程中有些采样机存在问题是严重的

需要说明的是：大部分机械采样的采样头所采初级子样（未经破碎、缩分的原始煤样）基本都具有代表性；另外认为皮带端部采样代表性好于中部皮带采样的也是错误的，缺乏事实根据机械采样主要问题出在破碎、缩分系统上。

機械采样需检查下面几个项目：

主要检查缩分器缩分次数或切割煤流次数能否达到要求而且必须截取煤流的全断面。

在没有进行采样机性能检定情况下推荐缩分器缩分次数（切割煤流）为：

  —当采样机出料粒度为13mm时，切割煤流次数应大于10次以上；

  —当采样机出料粒度为6mm時切割煤流次数应大于5次以上；

采样机实际采样时必须按照采样机性能检定的结论采样，或按照推荐的切割煤流次数运行不符合要求嘚应进行调整或改造。

机械采样机有些问题一般都出在缩分器上不按照规定粒度要求保留样品质量，不管缩分精密度是否合格任意改變留样量。有些厂家采样机缩分器要达到缩分精密度合格留样量很大，制样人员为减少制样工作量就少取样缩分器缩分次数不够，直接影响采样的代表性

例：某电厂入厂煤有汽车煤和火车煤，在以汽车为主时入厂煤与入炉煤热量差较大检查化验和制样都没有太大的問题，初步判断应该是采样的问题现场检查汽车煤采样机后认为由于采样机出料粒度较大，影响了缩分器的缩分精密度而且存在样品發热量偏好的系统偏差。而又当火车煤较多以燃用火车煤为主时入厂煤与入炉煤热量差较大的情况并没有改善，按说火车煤相对要均匀┅些又了解到子样数、样品量都没有问题，看过采样机后认为问题同样出在缩分器上这种类型的缩分器也是容易造成样品发热量偏好嘚系统偏差。根据两台采样机实际运行情况该厂热量差的主要原因应该在缩分器上。要解决热量差问题应先对缩分器进行调整或改进

2．检查采样机缩分器的开口尺寸

      缩分器开口尺寸必须根据实际出料粒度去调整，而且必须保证开口尺寸是采样机实际出料粒度的3倍缩分器开口尺寸小容易造成热量偏高。

这是因为煤样经过破碎机后不容易破碎的、大颗粒的以石头或矸石居多，而这部分颗粒只有一部分经過缩分器缩分进入留样从而造成热量偏高。

例：某厂入炉煤采样机缩分器未调整时缩分精密度检测结果

检测时的运行参数为出料粒度为25mm远偏离设计出料粒度6 mm；切割煤流（二次采样）次数为1次。样品（留样）干基灰分平均24.93%余煤干基灰分平均20.00%，差4.93%在假定其它都正常的情況下，入炉煤采样机所采煤样灰分比实际高4.93%严重偏离实际值，而且存在系统误差对应的发热量高出实际值1650J（灰分变化1%，影响发热量约80夶卡/千克）以这种方式运行必然导致较大的热量差。原因就是出料粒度为25mm远偏离6 mm设计出料粒度，切割煤流次数太少缩分精密精密度呔差，体现在采样的代表性差

综合几种型号采样机缩分器的运行情况，横过皮带缩分器和立式旋转缩分器相对较好而滚筒式缩分器和圓锥旋转式缩分器容易造成系统偏差，这与其设计缺陷有关

滚筒式缩分器和圆锥旋转式缩分器容易造成留样偏好，热量偏高在分析入廠煤热量偏高时不防找找这方面的原因。

为避免使用滚筒式缩分器和圆锥旋转式缩分器造成的系统误差在使用此类型缩分器时不能按常規三倍出料粒度去调整，应按四倍的出料粒度去调整因为在圆弧上的开口在运转到侧面时实际的横向开口是逐渐变小的，导致在侧面时夶颗粒不能进入缩分口而小颗粒及煤粉可以进入，这样留样的热量必然偏高

3．检查采样机的出料粒度

    采样机出料粒度关系到留样量，縮分器切割煤流的次数等一系列问题因此应定期对采样机出料粒度进行筛分。

采样机出料粒度出现的问题较多大多由于各种原因出料粒度高于设计值，高于设计值后又没有及时调整其它运行参数给采样工作带来影响。当采样机出料粒度大于13毫米时根据检测采样机性能试验经验，采样机很难通过采样代表性试验大多数情况会造成热量偏高。

推荐半年进行一次采样机出料粒度的筛分试验

为什么要重視采样机的出料粒度呢？因为在缩分器开口一定的情况下煤粒度变大时，大颗粒的煤样被有效的缩分的概率降低造成热量偏高。

4、劣質煤及掺假煤对采样机的影响分析

由于采样机设计方面及安全方面的原因采样头不能完全采取车厢底部的煤，大约有10～20cm的煤不能采到；對于螺旋钻头较长的采样头大约有30～40cm的煤不能采到。这就给不法发煤单位造成可乘之机有的采用在车厢底部装约30cm高左右的矸石或劣质煤，然后再在上面装质量好的煤由于以上原因，致使采样机所采煤样发热量偏高给电厂造成经济上的损失。   

应对劣质煤及掺假煤的办法：

4.1定期检查火车底部或汽车底部的装煤情况；

4.2拒收有掺假现象的煤进厂；

4.3对付分层装车的最好办法是采用在卸煤过程中用横过皮带的采樣机采样不管怎样装车都会被采样机采到；

4.4人工采样与机械采样相结合采集煤样，两种采样方法互为补充

5.对采样机性能检定试验数据忣结论进行分析

对应用于商务交往的采样机，应由权威部门按相关国家标准进行采样机的性能检定试验但检定后应对试验数据及结论进荇分析，应该做到对采制样的性能进行深入分析在结论中不光要看采样的代表性，还要看采制样机是否存在系统偏差

采制样机是否存茬系统偏差是分析热量差的重要内容之一。

6.解决热量差问题应先从规范入炉煤采制化工作开始

在分析热量差前应先将入厂或入炉采制化工莋的某一方作为基准进行分析根据入炉煤都是机械采样情况，采样机装在碎煤机之后出料粒度一般小于50毫米，采样机安装在皮带中部戓端部因此入炉煤采样机在采样条件上好于入厂煤，所以应先从规范入炉煤采制样工作开始如果将入炉煤采制样工作先规范化，以其為基准来比较热量差就容易查出问题所在。

举例某厂化验室的化验的数据如下：

同一煤样入厂煤、入炉煤分别制样并化验的结果

空气幹燥基水分Mad(%)

入厂、入炉热量相差1115J/g。

 由第三方制样然后缩分出两份煤粉样，分别由入厂、入炉煤化验室化验

空气干燥基水分Mad(%)

注：两化验室使用同型号热量计。

入厂、入炉热量相差2J/g两化验室热量的平均值为20.715 MJ/kg，以此值比较同一煤样分别制样并化验的结果入厂煤化验室热量測定值比实际高930J，入炉煤化验室热量测定值比实际值低185J由以上数据可以看出，入厂、入炉煤化验室化验第三方制样的煤样热量结果非常接近对标准煤样发热量测定结果也在标准值的允许范围内，证明两化验室化验的数据是可靠的但入厂煤化验室测定自己制样的煤样发熱量偏离实际值较大，说明入厂煤制样存在问题实际观察入厂煤制样人员操作，认为误差主要出现在制粉上100克3毫米的煤样根本没有全蔀制粉，只是随便取一部分煤样制粉（只有仔细观察全过程才能发现此问题）而入炉煤化验室测定自己制样的煤样发热量与实际值比较接近，说明入炉煤化验室制样比入厂煤化验室制样规范

解读入炉煤与入厂煤厂炉热值差是什么偏差较大的原因

入厂煤与入炉煤二者之间嘚厂炉热值差是什么差是燃料管理的一项基础指标，造成厂炉热值差是什么差的原因很多各地各厂客观条件不同，即使同一种煤厂炉熱值差是什么差也各不相同，例如各地区气候、气温不同存煤量的热量损失就不一样；各厂的建厂条件和设计不同，“烧旧存新”的周期不同热量损失也不一样，但有一点是相同的：加强管理可以减少热量损失提高经济效益。?
 １、强化入厂煤煤质检查验收 
 一些小煤窑嘚质量差异很大易发生矿上以次充好的作假现象，煤质检查任务较重因此作好采样和监督工作，才能提高检查验收的效率：
 （１）最夶限度地坚持机械采样并保证采样随机性，不偏不倚做到采样具有代表性。制样系统要完整、科学各级破碎必须达到标称粒度后方鈳缩分、制备。?
 （２）凡是进入电厂的运煤车辆必须车车检查，车车验收无一遗漏，在卸车过程中着重检查煤中含矸情况，检查煤嘚表里是否一致是否有石块、砂土等杂物，煤里是否浇水是否有作假现象，无论哪个环节发现问题都要作出处理，问题轻的按比唎计扣并作好记录；问题严重的，及时反映级相关部门及领导通知矿方限期整改。这样整个过程就是采样过程与卸车过程相结合，静態检查与动态验收相结合完全不让以次充好、弄虚作假、混水摸鱼者有机可乘，不仅确保了煤质也为采到具有代表性的煤样提供了可能。
 ２、入厂煤、入炉煤采制化工作规范化 
    入厂煤、入炉煤采制化工作只有按照国标或行业标准进行管理和操作才能保证煤质检验的真實性和可信性，才能真实地反映发热量的相对准确性为计算厂炉热值差是什么差提供有价值的数据。 
 （１） 强采制化人员的业务培训和責任教育持证上岗，保证做到采样具有代表性制样严谨科学，化验公平准确
 （２）入厂煤做到车车采样，天天化验；入炉煤采原煤樣班班化验。
    同一矿点同一天的不同车辆所运送的煤质量差异也可能比较大因此入厂煤车车采样、按矿点分类、天天化验，就能及时掌握煤质情况；而入炉煤应缩短化验周期保证化验精确度，作好短期内的质量跟踪为有关部门提供可靠依据。
 ３、不同种、不同质的煤合理混配定期翻烧
    根据来煤、来车情况，合理调度卸、取煤的方式依煤场存煤量、存煤时间等因素，定期切换使用煤场进行翻烧，一般夏季不超过１５天冬季不超过３０天。 
 ４、入炉煤厂炉热值差是什么通过水分差的调整重新确定
    计算入厂煤与入炉煤厂炉热值差昰什么差计算式中的入炉煤厂炉热值差是什么应以调整后的厂炉热值差是什么为准。入炉煤调整后厂炉热值差是什么＝入炉煤实测厂炉熱值差是什么×（１００－入厂煤平均全水）?（１００－入炉煤平均全水），在此计算式中，入炉煤实测厂炉热值差是什么与入厂煤、入爐煤的全水值均取同期值
 ５、厂炉热值差是什么是否超标，应以半年（或一年）为期限 
    之所以提出以半年（或一年）为期限，是因为烸月的厂炉热值差是什么差并不能准确反映当月实际热 值的差值这是因为我们采用“烧旧存新”，因此当月入炉煤不全是当月入厂煤
    綜上所述，减少厂炉热值差是什么差是一个全面的管理问题应该从各个方面、各个环节加强管理，以最大程度地减少厂炉热值差是什么損失减少厂炉热值差是什么差，从而降低燃料成本提高经济效益。

入炉煤与入厂煤厂炉热值差是什么差的原因

入厂煤与入炉煤二者之間的厂炉热值差是什么差是燃料管理的一项基础指标造成厂炉热值差是什么差的原因很多，各地各厂客观条件不同即使同一种煤，厂爐热值差是什么差也各不相同例如各地区气候、气温不同，存煤量的热量损失就不一样；各厂的建厂条件和设计不同“烧旧存新”的周期不同，热量损失也不一样但有一点是相同的：加强管理可以减少热量 损失，提高经济效益

那么如何减小厂炉热值差是什么差呢？現将几点措施简述如下：

１、强化入厂煤煤质检查验收

我厂是坑口电厂用的是周围矿区的煤，而这些小煤窑的质量差异很大易发生矿仩以次充好的作假现象，煤质检查任务较重因此作好采样和监督工作，才 能提高检查验收的效率：

（１）最大限度地坚持机械采样并保证采样随机性，不偏不倚做到采样具有代表性。制样系统要完整、科学各级破碎必须达到标称粒度后方可缩分、制备。 （２）凡是進入电厂的运煤车辆必须车车检查，车车验收无一遗漏，在卸车过程中着重检查煤中含矸情况，检查煤的表里是否一致是否有石塊、砂土等杂物，煤里是否浇水是否有作假现象，无论哪个环节发现问题都要作出处理，问题轻的按比例计扣并作好记录；问题严偅的，及时反映级相关部门及领导通知矿方限期整改。这样整个过程就是采样过程与卸车过程相结合，静态检查与动态验收相结合唍全不让以次充好、弄虚作假、混水摸鱼者有机可乘，不仅确保了煤质也为采到具有代表性的煤样提供了可能。

２、入厂煤、入炉煤采淛化工作规范化

入厂煤、入炉煤采制化工作只有按照国标或行业标准进行管理和操作才能保证煤质检验的真实性和可信性，才能真实地反映发热量的相对准确性为计算厂炉热值差是什么差提供有价值的数 据。

（１） 强采制化人员的业务培训和责任教育持证上岗，保证莋到采样具有代表性制样严谨科学，化验公平准确

（２）入厂煤做到车车采样，天天化验；入炉煤采原煤样班班化验。

我厂汽车进煤每天有４０个矿点左右车辆比较多，同一矿点同一天的不同车辆所运送的煤质量差异也可能比较大因此入厂煤车车采样、按矿点分類、天天化验，就能及时掌握煤质情况；而入炉煤应缩短化验周期保证化验精确度，作好短期内的质量跟踪为有关部门提供可靠依据。

３、不同种、不同质的煤合理混配定期翻烧

根据来煤、来车情况，合理调度卸、取煤的方式依煤场存煤量、存煤时间等因素，定期切换使用煤场进行翻烧，一般夏季不超过１５天冬季不超过３０天。 ４、入炉煤厂炉热值差是什么通过水分差的调整重新确定

计算入廠煤与入炉煤厂炉热值差是什么差计算式中的入炉煤厂炉热值差是什么应以调整后的厂炉热值差是什么为准。入炉煤调整后厂炉热值差昰什么＝入炉煤实测厂炉热值差是什么×（１００－入厂煤平均全水）?（１００－入炉煤平均全水），在此计算式中，入炉煤实测厂炉热值差是什么与入厂煤、入炉煤的全水值均取同期值

５、厂炉热值差是什么是否超标，应以半年（或一年）为期限

之所以提出以半年（戓一年）为期限，是因为每月的厂炉热值差是什么差并不能准确反映当月实际热 值的差值这是因为我们采用“烧旧存新”，因此当月入爐煤不全是当月入厂煤

综上所述，减少厂炉热值差是什么差是一个全面的管理问题应该从各个方面、各个环节加强管理，以最大程度哋减少厂炉热值差是什么损失减少厂炉热值差是什么差，降低燃料成本把我们花钱买来的热量最大限度地转换成电能，提高经济效益( 蒙诚 )

关于处理煤质异议的几点思考

煤质异议，顾名思义就是买卖双方对同一批煤炭质量有不同的看法或结果而产生的分歧。俗话说買卖不是一条心，假如买卖双方都能站在客观公正的立场上进行煤炭质量检测那么，煤质异议就会大大减少或被杜绝目前，我国正处茬市场经济的起步阶段许多约束机制还不健全，许多市场行为还不规范因此，买卖双方站的角度不同受利益驱动，在一定情况下質量检测结果有失公允，人为产生较大偏差最终形成煤质异议或纠纷，这种现象在交易过程中屡见不鲜

如何有效地防止煤质异议的发苼？出现了煤质异议如何妥善加以解决，维护煤炭生产企业的利益不受损失笔者对此有以下几点思考。

一、作为供货方煤炭生产企業应出具客观公正的质量检测报告。生产矿井在煤炭销售过程中要严把采样、制样、化验关口确保每批煤的检测结果能客观公正地反映絀该批煤的整体质量。只有做到这一点才能保持良好的质量信誉，才能在日后可能出现的质量异议或质量纠纷中占据主动地位才能从根本上赢得用户的信赖。

二、必须高度重视外观质量一批煤，即便是整体质量完全满足用户合同要求但如果外观质量较差的话，给用戶的第一印象就是质量不好用户在采样时就会人为地或不自觉地有所倾向，致使所采煤样代表的质量往往比实际质量差很多；或者是用戶干脆抛开整体质量不说单纯说外观质量差，矸石块多要求索赔。上述两种现象在质量异议或质量纠纷中是很常见的因此，为了杜絕类似质量异议或质量纠纷的发生生产矿井要高度重视商品煤的外观质量，建立外在质量把关制度明确责任，严格考核确保每批出礦商品煤的外在质量。

三、对偶尔出现的质量波动应事先向用户进行通报。否则用户没有心理准备，质量波动会使其措手不及造成其工作上的被动，因而引起对方的不满最终形成煤质纠纷。

四、堵塞合同漏洞目前的煤炭供货合同中关于质量的条款普遍存在一些漏洞或不足，如对某一项质量指标的考核中不规定其基准，这是很不科学的也是很危险的，往往对日后产生质量纠纷埋下伏笔因为不哃基准下的同一煤质指标间的差值是很大的。

五、对用户的质量信息反馈应快速做出反应，有理、有利、有节地妥善予以处置争取工莋主动。接到用户的质量信息反馈以后能电话答复的应马上予以电话答复，需要去现场解决问题的应立即成立有关部门组成的联合小組在最短的时间内赶到用户处，或是向用户解释说明情况求得用户的理解和支持，或是据理力争维护本企业的经济利益。

六、加强煤質信息的收集整理工作对人为压级压价的现象说“不”。在目前的煤炭销售市场上还存在着程度不同的压级压价现象，比如有的合同基价发热量为5500千卡／千克在此基础上，每增加（降低）100千卡／千克加价（降价）3元／吨。按照这样的合同向其供货对方明知其收到煤炭的发热量在5900～6000千卡／千克左右，但其质检结果总是在5700、5800千卡／千克左右表面上看，供货方

得到了6～9元／吨的加价其实相对真实质量而言，还吃了6元／吨左右的亏为此，煤炭生产企业的销售部门应定期将主要用户的质检结果反馈回来对照己方的质检结果，对那些┅贯人为压级压价的少数用户主动出击，要求双方共同采制样或进行第三方公正仲裁

七、建立用户走访制度和签订供销合同质量条款紦关制度。

（一）煤质部门、销售部门应定期联合走访用户一方面向用户宣传本企业的质量政策，质量保证体系质量保证能力，加强溝通增进了解，增加信任维护企业良好的质量信誉；另一方面，倾听用户对质量方面的建议和意见据此改进工作，合理配置资源苼产适销对路产品，取得最好的经济效益

（二）对于煤炭供货合同中的质量条款，应该由煤质专业人员进行把关堵塞合同漏洞，杜绝簽订不公正条款避免造成工作被动或遭受经济损失。

火电厂的煤质工程分析方法

刘彤 常连生 庞力平 刘衍平

摘 要 首先讨论了火电厂煤质工程分析方法的功能及特点并结合火电厂电力生产过程和煤质工程分析关系图说明了煤质工程分析系统的结构。然后针对煤质工程分析嘚难点和研究的薄弱环节——辅助系统进行了较深入的分析研究，开发出了一套制粉系统煤质工程分析软件为进一步进行全厂的煤质工程分析及软件开发打下了良好的基础。

关键词 煤质工程；分析；制粉系统；软件

煤质变化是电厂必须面临的现实问题煤质改变给电厂带來的问题主要有如下几个方面：煤质下降或燃煤某些参数的变化，可能造成锅炉机组的某些设备不能满负荷运行而限制锅炉的出力；煤质丅降使电厂煤耗和厂用电率上升；煤质下降导致可用率下降；煤质下降使检修和更改工程费用大幅度上升；煤质下降使用于环保方面的费鼡上升与此同时，煤的特性在很大程度上决定了煤的价格因此，必须综合考虑煤质变化对电厂的影响煤质工程分析(CQE A)方法就是根据煤嘚分析数据、发电厂的工程数据，对从煤到电的每一个环节进行技术经济分析、综合评价的方法一些发达国家从70年代末期便开始了这方媔的研究工作，已经获得了一些可喜的研究成果［1］

英国IEA煤炭研究所对12个国家60个电厂进行了大量的调查，从电厂实践和经验来确定煤质對电厂运行的影响美国电力研究院(EPRI)组织开发出“煤质影响模型”并将其应用于很多方面，包括对燃料进行评估研究如何满足“清洁空氣条例修正案”的要求，指导如何变更燃料以及在新建或改建电厂时进行过程评估等美国Consol公司也开发了“煤质／电力成本”模型，该模型对制订燃料方案特别有效我国过去在计划经济体制下，电厂燃煤由国家统配这方面的研究工作起步较晚，目前还处在定性分析或局蔀系统的定量评估计算阶段迫切需要尽快建立起符合我国国情

的煤质工程分析模型，开发出能用于电力生产实际的煤质工程分析应用软件使我国的煤质评估工作更加科学、合理，更有利于电厂安全和经济性的提高

煤质工程分析关系的逻辑图如图1所示［2］。煤质变化对電厂的影响是多方面的例如，水分增加使煤的可磨性系数降低导致磨煤机出力降低，同时制粉干燥风量相应增加从而增加了排粉机嘚耗电量。另一方面燃用水分较高煤种时，为了减轻低温受热面的腐蚀不得不采用较高的排烟温度，同时水分增大排烟容积增大，嘟使排烟热损失增加锅炉效率下降。灰分的变化同样也引起一系列连锁反应首先，灰分增加使排渣量和烟气含灰量增加需要增加除渣设备和除尘设备出力；其次，排渣量和烟气含灰量增加也使机械不完全燃烧热损失增加锅炉效率下降；烟气含灰量增加，还增加了受熱面积灰、堵灰和磨损使维修费用增加，对吹灰装置及操作提出了更高要求另外，灰分增加要求送入炉膛的煤粉粒度更小，需要增加磨煤机出力使厂用电增加。从发电厂的各种设备来看大都同时受到反映煤质特性的多个指标的制约，设备与设备之间也互相影响甴以上分析可以看出，煤质工程分析是一个庞大的系统工程与设计、运行，安全、经济设备、人员等诸多因素有关。

图1 煤质工程分析關系图

为了煤质工程分析的方便把火电厂电力生产过程整理为图2所示的一些环节组成。

应用煤质工程分析方法时需要输入下列煤质方媔数据：煤的价格、发热量、灰熔点、可磨性系数以及煤的工业分析和元素分析成分等；需要输入电厂方面的参数有：锅炉、汽轮机及其輔助设备的结构、型式、参数等；另外还要输入反映环保要求的参数及经济分析需要的参数。

煤质工程分析需要确定的关键数值如下：

(1)输煤设备的运行维护费用；

(2)制粉系统的运行维护费用；

(3)煤和油燃用后的费用；

(5)脱硫运行维护和废物处理费用；

要得到以上数据必须首先对電力生产各个环节或子系统分别深入研究，然后才能进行全厂的煤质工程分析工作

整个煤质工程分析系统一般被划分为若干个具有独立功能的模块，如数据输入模块、模拟计算和输出模块、经济分析模块等如图3所示。这些模块可以根据用户的需要进行组合以对不同的方案进行评估计算，帮助决策利用煤质工程分析系统可以完成以下工作：

(1)同一机组使用不同煤种的发电成本；

(2)不同煤质对同一机组出力影响情况；

(3)不同机组的发电成本；

(4)结合煤质在线测量装置，预报煤质对运行、维修成本的影响计算实时上网电价。

国外有文献报道较荿熟的煤质工程分析软件已开发出来，但文献中也提到该类软件对电厂的主要设备和系统考虑较多，而电厂众多的辅助系统却是研究的薄弱环节导致评估出现一定的误差。因此本文重点进行了一个重要的辅助系统——制粉系统的研究。

2 制粉系统的煤质工程分析

2.1 制粉系統的评价基准

目前我国对制粉系统的评价沿用磨制建筑材料、矿物等单位时间产出物料的数量为基准的方法。制粉系统的主要任务是为鍋炉源源不断地提供所需合格煤粉制粉系统与锅炉的直接联系是煤粉量与经济煤粉细度。在锅炉容量不变的情况下制粉系统磨煤量的決定因素是煤的低位发热量。因此在制粉系统的煤质工程分析中，放弃传统的单位时间制粉量的大小的评价基准而以单位时间内制粉系统能为锅炉提供以煤为介质的热量大小即采用单位热出力为基准。制粉系统的热出力即单位时间内制粉系统磨制的煤粉能产生的热量。以热出力为基准制粉系统的单位电耗可以表示为

式中Eq为以热出力为基准的单位电耗，kWh/kJs；W为单位时间内制粉系统用电量；

Qnet.ar为煤的收到基低位发热量；B是单位时间输入锅炉的煤粉量；Q为单位时间内输

入锅炉的热量采用热出力为基准，就可以把煤的发热量与制粉费用联系起來从而把制粉费用同煤的价格联系起来，使制粉系统的评价指标与全厂的评价指标一致

2.2 制粉系统煤质工程分析的费用确定

制粉系统的總成本构成主要包括材料和动力消耗费用、固定资产的折旧和维修费及人员工资和管理费用三大项，下面分别予以说明

2.2.1 材料和动力消耗費用

材料消耗费用主要指更换磨损或损坏设备，如磨煤机钢球、护甲等元件费用；动力消耗费用指制粉系统各动力设备的消耗包括给煤機、磨煤机、分离器、排粉机以及中间储仓式系统的给粉机、输粉机等耗电费用；制粉系统干燥介质在干燥煤及煤粉时的热耗可以不考虑。因为干燥介质的很大一部分热量都返回到炉膛而且，磨煤机在磨煤过程中大部分功因为摩擦转变成了热，随煤粉一同进入炉膛在數量上与热损失相差不大［3］。综上所述材料和动力消耗费用Ca可表示成

式中：mi为第i种材料的消耗量，ci是第i种材料的单价Ct是动力消耗的總费用，

由各设备消耗的电功率计算

2.2.2 固定资产的折旧和维修费用

制粉系统的固定资产包括厂房和各种设备，如按匀速折旧算即由设备嘚总投资除以设备的经济寿命，写成

式中 D为匀速折旧费用；I0为设备初投资原值；L是设备的经济寿命或年限；IL为到L 年时设备的残值一般情況下折旧费用变化不大。

制粉系统的设备维修分大修和经常性维修两类大修间隔与检修工期都长，检修范围大因而费用支出也多，一般根据固定资产的预计使用年限按年或季度定期提取大修基金Cx。经常性维修费用一般较低但维修频率高，且维修频率受煤质影响大

其维修费以Cxj表示。常把设备折旧费用与检修费计算在一起以Cb表示，则

2.2.3 人员工资和管理费用

人员年工资或月工资支出为Cs附加工资率为a，則工资总支出为Cs(1+a)一般

情况下，管理费与工资常可以认为有一定比例关系设其比率为b，管理费支出可写成b(1+a)Cs以上两项总计为Cc，则

在以上各种费用中煤质工程分析最关心的是煤质发生变化时，哪些成本将发生变化并定量计算出变化量。由上面的分析可知材料和动力消耗费用及检修费受煤质影响最大。

2.3 制粉系统煤质工程分析及软件开发

火电厂采用的制粉系统有直吹式和中间储仓式两种型式制粉系统包括从原煤仓到燃烧器之间的所有设备和管道，其中动力消耗最大的是磨煤机电厂常用的磨煤机可以分为三大类，即低速磨煤机、中速磨煤机和高速磨煤机低速磨主要是筒式钢球磨，又分为单进单出和双进双出两种；中速磨有RP型磨(改进型为HP型)、E型磨、MPS磨、Leosche磨和Lopuleo磨等；高速磨常用的是风扇磨分为N型和S型。下面以磨煤机为例分析煤质变化带来的成本变化

对于直吹式系统，当来煤的低位发热量升高时要求給煤机出力下降，从而使磨煤机、排粉机的出力相应下降除单进单出钢球磨煤机(一般配中储式)外，其它各种磨煤机动力消耗随出力下降洏减少对于中储式系统，发热量升高锅炉所需煤耗减少，使磨煤机停机时间延长减少制粉系统耗电量。

煤的可磨性指数直接影响磨煤机出力，可磨性指数越低的煤磨煤机动力消耗越大。

煤的磨损指数一般与煤的其它性质没有必然联系，它主要与煤中所含石英及石英砂的排列顺序有关磨损指数越大的煤，对磨煤机部件及管道磨损越严重使材料消耗及维修费用增加。

挥发份对制粉系统的影响是通过煤粉经济细度来反映的挥发份高的煤，煤粉经济细度也较高在相同动力消耗下磨煤出力增加。直吹式系统等效于降低磨煤机负荷率

灰分对磨煤机出力的影响不大，只有当煤中所含灰分超过一定临界值后才对磨煤出力有影响。有实验表明大约在灰分含量超过20%时財影响磨煤出力。但灰分对磨损指数影响非常明显灰分升高，磨损指数成比例上升

煤的水分对制粉系统的成本费用和安全运行都有一萣影响。一方面水分影响磨煤机的干燥出力从而限制磨煤机出力。磨煤机的研磨方式不同水分的影响程度也不同，受影响最大的是锤擊式和研磨式磨煤机煤粉水分太高流动性变差，直接威胁制粉系统的安全

制粉系统设备多、管路长，煤质变化对制粉系统影响复杂洇此，对制粉系统进行综合研究即利用煤质工程分析方法研究制粉系统有着十分重要的意义。本文针对直吹式和中储式两种制粉系统開发了一套通用的煤质工程分析软件。制粉系统总费用计算框图如下：

图4 制粉系统计算框图

本软件不仅能分别采用煤粉数量出力和热出力兩种基准进行制粉系统成本计算还能进行制粉系统数据库的管理、统计工作。该软件对制粉系统的分析结果存于独立的数据文件中即鈳以打印出来，又方便全厂煤质工程分析时调用为全厂的煤质工程分析软件开发打下了良好的基础。

本软件是针对北京第一热电厂6＃机組220t／h锅炉制粉系统开发的并完成了对该系统的经济性评价。

煤质工程分析方法可以全面、综合地研究煤质变化对电厂运行、成本的影响为电厂提出最佳运行方案并计算出发电成本，对新建或改扩建电厂可用于方案评估具有很大的实用价值和发展前景。

辅助系统的煤质笁程分析工作国内外开展得都较少本文开发的制粉系统煤质工程分析软件在这方面进行了有益的尝试，并为下一步进行全厂煤质工程分析和软件的开发打下了良好的基础

常压固定床煤气发生炉用煤质量技术条件和试验方法 GB/T9143 — 2001） 1、主题内容及适用范围

本标准规定了常压固萣床煤气发生炉用煤的技术要求、煤样采取、缩制及试验方法。 本标准适用于常压固定床煤发生炉造气用煤也可作为制订矿区工业用煤質量标准、煤炭资源评价、煤炭分配、煤田开发、煤炭加工利用规划的依据。 本标准不适用于合成氨生产的水煤气发生炉用煤 2、引用标准

MT1 商品煤含矸率和限下率煤样的采取及其测定方法 GB 212 煤的工业分析方法 GB 214 煤中全硫的测定方法 GB 219 煤灰熔融性的测定方法 GB 1573 煤的热稳定性测定方法 GB 7561 合荿氨用煤质量标准 GB 479 烟煤胶质层指数测定方法 GB 213 煤的发热量测定方法 GB 474 商品煤样采取方法 GB 475 煤样制备方法

GB 483 煤质分析试验方法一般规定 3、符号和名称

Ad — 干基灰分； St，d — 干基全硫； ST — 煤灰软化温度； ST+6 — 热稳定性； Y — 胶质层厚度；

Qnetar — 收到基低位发热量。 4、技术要求和试验方法

常压固定床煤气发生炉用煤的类别：长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、1/3焦煤、贫煤、无烟煤

5、常压固定床煤气发生炉用煤质量技术条件和試验方法

本标准规定了工业型煤发热量的测定方法。 本标准适用于各种工业型煤 2. 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用洏构成为本标准的条文本标准出版时，所示版本均为有效所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 GB/T213-1996 煤的发热量测定方法 GB474-1996 煤样的制备方法 GB475-1996 商品煤样采取方法

3. 定义 工业型煤：

将各种煤加工成具有一定形状、尺寸和强度的煤制品称为型煤。用作工业燃料工业原料及其他工业用途的型煤称为工业型煤。

有关发热量的定义见GB/T213-1996中第3章 4. 试剂和材料

以每班生产的型煤为一采样單元或以1天实际发运量为一采样单元。采样可以在干燥型煤的输送流落下处、或运输工具顶部、成品堆上按GB475规定进行。每个子样质量为2～3kg 7. 缩分取样

将采集的型煤试样经过反复堆掺3次后摊成长方形，划分成两排面积相等的小方块然后交替取弃方式进行缩分，直到试样质量约4kg（如图1所示）作为试验备用。

图1 型煤缩分图 8. 制样

按GB474将约4kg的型煤样品破碎到使其全部通过3mm的圆孔筛然后缩分出100g，将其制成粒度小于0.2mm嘚空气干燥试样 9. 测定方法及步骤

按GB/T213进行型煤发热量的测定。 10. 结果表达及精密度

本标准规定了煤的高位发热量的测定方法和低位发热量的計算方法适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤和碳质页岩，以及焦炭的发热量测定 2. 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引鼡而构成为本标准的条文本标准出版时，所示版本均有效所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 GB/T212-1991 煤的工业分析方法 GB/T214-1983 煤中全硫的测定方法 GB/T476-1991 煤的元素分析方法

热量的单位为J（焦耳）。 1J=1N·m（牛顿·米）=107erg（格尔）

注：我国过去惯用的热量单位为20℃卡以下简称卡（cal），lcal(20℃)=4.1816J 2. 发热量的表示方法

发热量测定结果以MJ/kg（兆焦/千克）表示。 1. 弹筒发热量

单位质量的试样在充有过量氧氣的氧弹内燃烧其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量称为弹筒发热量。

注：任何物質（包括煤）的燃烧热随燃烧产物的最终温度而改变，温度越高燃烧热越低。因此一个严密的发热量定义，应对燃烧产物的最终温喥有所规定但在实际发热量测定时，由于具体条件的限制把燃烧产物的最终温度限定在一个特定的温度或一个很窄的范围内都是不现實的。温度每升高1K煤和苯甲酸的燃烧热约降低0.4～1.3J/g。当按规定在相近的温度下标定热容量和测定发热量时温度对燃烧热的影响可近于完铨抵消，而无需加以考虑

单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水鉯及固态灰时放出的热量称为恒容高位发热量

高位发热量也即由弹筒发热量减去硝酸和硫酸校正热后得到的发热量。 3. 恒容低位发热量

单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧其燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫，气态水以及固态灰时放出的热量称为恒容低位发热量

低位发热量也即由高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水）的气化热后得到的发热量。

量热系统在试驗条件下温度上升1K所需的热量称为热量计的有效热容量（以下简称热容量）以J/K表示。 4. 原理

煤的发热量在氧弹热量计中进行测定一定量嘚分析试样在氧弹热量计中，在充有过量氧气的氧弹内燃烧氧弹热量计的热容量通过在相似条件下燃烧一定的基准量热物苯甲酸来确定，根据试样点燃前后量热系统产生的温升并对点火热等附加热进行校正后，即可求得试样的弹筒发热量

从弹筒发热量中扣除硝酸形成熱和硫酸校正热（硫酸与二氧化硫形成之差）后即得高位发热量。对煤中的水分（煤中原有的水和氢燃烧生成的水）的气化热进行校正后求得煤的低位发热量5. 试验室条件

1. 试验室应设有一单独房间，不得在同一房间内同时进行其他试验项目

2. 室温应尽量保持恒定，每次测定室温变化不应超过1K通过室温以不超过15～30℃范围为宜。

3. 室内应无强烈的空气对流因此不应有强烈的热源和风扇等，试验过程中应避免开啟门窗试验室最好朝北，以避免阳光照射否则热量计应放在不受阳光直射的地方。 6. 试剂和材料

1. 氧气：99.5%纯度不含可燃成分，因此不允許使用电解氧 2. 氢氧化纳标准溶液：c(NaOH)=0.1mol/L。

称取优级纯氢氧化纳（GB/T629）4g溶解于1 000mL经煮沸冷却后的水中，混合均匀装入塑料瓶或塑料筒中，拧紧蓋子然后用优级纯苯二甲酸氢钾（GB/T1257）进行标定。 3. 甲基红指示剂：2g/L

4. 量热标准物质：二等或二等以上，经计量机关检定并标明厂炉热值差昰什么的苯甲酸

5. 点火丝：直径0.1mm左右的铂、铜、镍丝或其他已知厂炉热值差是什么的金属丝，如使用棉线则应选用粗细均匀、不涂蜡的皛棉线。各种点火丝点火时放出的热量如下： 铁 丝：6 700J/g 镍络丝：6 000J/g

6. 酸洗石棉绒：使用前在800℃下灼烧30min

7. 擦镜纸：使用前先测出燃烧热。 方法：抽取3～4张纸团紧，称准质量放入燃烧皿中，然后按常规方法测定发热量取三次结果的平均值作为标定值。 7. 仪器设备 1. 热量计

通用热量计囿2种恒温式和绝热式。它们的量热系统被包围在充满水的双层夹套（外筒）中它们的差别只在于外筒及附属的自动控温装置，其余部汾无明显区别

无水热量计的内筒、搅拌器和水被一个金属块代替，氧弹本身组成了量热系统氧弹为双层金属构成，其中嵌有温度传感器这种热量计是高度自动化的，只要能满足热量计精度和准确度要求就可使用。

通用热量计包括以下主件和附件 1. 氧弹

由耐热、耐腐蝕的镍铬或镍铬钼合金钢制成，需要具备三个主要性能： a. 不受燃烧过程中出现的高温和腐蚀性产物的影响而产生热效应； b. 能承受充氧压力囷燃烧过程中产生的瞬时高压； c. 试验过程中能保持完全气密

弹筒容积为250～350mL，弹盖上应装有供充氧和排气的阀门以及点火电源的接线电极 新氧弹和新换部件（杯体、弹盖、连接环）的氧弹应经20.0MPa的水压试验，证明无问题后方能使用此外，应经常注意观察与氧弹强度有关的結构如杯体和连接环的螺纹、氧气阀、出气阀和电极同弹盖的连接处等，如发现显著磨损或松动应进行修理，并经水试验后再用 另外，还应定期对氧弹进行水压试验每次水压试验后，氧弹的使用时间不得超过2年 2. 内筒 用紫铜、黄铜或不锈钢制成，断面可为圆形、菱形或其他适当形状筒内装水2000～3000mL，以能浸没氧弹（进、出气阀和电极除外）为准 3. 外筒

为金属制成的双壁容器，并有上盖外壁为圆形，內壁开头则依内筒的形状而定；原则上要保持两者之间有10～12mm的间距外筒底部有绝缘支架，以便放置内筒

a. 恒温式外筒：恒温式热量计配置恒温式外筒。盛满水的外筒的热容量应不小于热量计热容量的5倍以便保持试验过程中外筒温度基本恒定。外筒外面可加绝缘保持层鉯减少室温波动的影响。用于外筒的温度计应有0.1K的最小分度值

b. 绝热式外筒：绝热式热量计配置绝热式外筒。外筒中装有加热装置通过洎动控温装置，外筒水温能紧密踊跃内筒的温度外筒的水还应在特制的双层盖中循环。

自动控温装置的灵敏度应能达到使点火前和终点後内筒温度保持稳定（5min内温度变化平均不超过0.0005K/min）；在一次试验的升温过程中内、外筒间热交换量应不超过20J。 4. 搅拌器

螺旋桨式或其他形式转速400～600r/min为宜，并应保持稳定搅拌效率应能使热容量标定中由点火到终点的时间不超过10min，同时又要避免产生过多的搅拌热（当内、外筒溫度和室温一致时连续搅拌10min所产生热量不应超过120J）。 5. 量热温度计

内筒温度测量误差是发热量测定误差的主要来源对温度计的正确使用具有特别重要的意义。

a. 玻璃水银温度计：

常用的玻璃水银温度计有2种：一种是固定测温范围的精密温度计一种是可变测温范围的贝克曼溫度计。两者的最小分度值应为0.01K使用时应根据计量机关检定证书中的修正值做必要的校正。两种温度计都应进行刻度修正（贝克曼温度計称为孔径修正）贝克曼温度计除这个修正值外，还有一个称为“平均分度值”的修正值 b. 数字式量热温度计：

需经过计量机关的检定，证明其分辨率为0.001K测温准确度至少达到0.002K（经过校正后），以保证测温的准确性 2. 附属设备

1. 温度计读数放大镜和照明灯

为了使温度计读数能估计到0.001K，需要一个大约5倍的放大镜通常放大镜装在一个镜筒中，筒的后部装有照明灯用以照明温度计的刻度。镜筒借适当装置可沿垂直方向上、下移动以便跟踪观察温度计中水银柱的位置。 2. 振荡器

电动振荡器用以在读取温度前振动温度计，以克服水银柱和毛细管間的附着力如无此装置，也可用套有橡皮管的细玻璃棒等敲击 3. 燃烧皿

铂制品最理想，一般可用镍铬钢制品规格可采用高17～18mm、底部直徑19～20mm、上部直径25～26mm、厚0.5mm。其他合金钢和石英制的燃烧皿也可使用但以能保证试样燃烧完全而本身又不受腐蚀和产生热效应为原则。 4. 压力表和氧气导管

压力表由两个表头组成：一个指示氧气瓶中的压力一个指示充氧时氧弹内的压力。表头上应装有减压阀和保险阀压力表烸2年应经计量机关检定一次，以保证指示正确和操作安全 压力表通过内径1～2mm的无缝铜管与氧弹连接，或通过高强度尼龙管与充氧装置连接以便导入氧气。

压力表和各连接部分禁止与油脂接触或使用润滑油如不慎沾污，必然依次用苯和酒精清洗并待风干后再用。 5. 点火裝置

点火采用12～24V的电源可由220V交流电源经变压器供给。线路中应串接一个调节电压的变阻器和一个指示点火情况的指示灯和电流计

点火電压应预先试验确定。方法：接好点火丝在空气中通电试验。在熔断式点火的情况下调节电压使点火丝在1～2s内达到亮红；在棉线点火嘚情况下，调节电压使点火丝在4～5s内达到暗红电压和时间确定后，应准确测出电压、电流和通电时间以便计算电能产生的热量。 如采鼡棉线点火则在遮火罩以上的两电极柱间连接一段直接约0.3mm的镍铬丝，丝的中间预先绕成螺旋数圈以便发热集中。根据试样点火的难易调节棉线搭接的多少。 6. 压饼机

螺旋式或杠杆式压饼机能压制直径10mm的煤饼或苯甲酸饼。模具及压杆应用硬质钢制成表面光洁，易于擦拭

7. 秒表或其他能指示10s的计时器 3. 天平

2. 工业天平：载量4～5kg，感量1g 8. 测定步骤

1. 在燃烧皿中精确称取分析试样（小于0.2mm）0.9～1.1g（称准到0.0002g）。

燃烧时易於飞溅的试样先用已知质量的擦镜纸包紧再进行测试，或先在压饼机中压饼并切成2～4mm的小块使用不易燃烧完全的试样，可先在燃烧皿底铺上一个石棉垫或用石棉绒做衬垫（先在皿底铺上一层石棉绒，然后以手压实）石英燃烧皿不需任何衬垫。如加衬垫仍燃烧不完全可提高充氧压力至3.2MPa，或用已知质量和厂炉热值差是什么的擦镜纸包裹称好的试样并用手压紧然后放入燃烧皿中。

2. 取一段已知质量的点吙丝把两端分别接在两个电极柱上，注意与试样保持良好接触或保持微小的距离（对易飞溅和易燃的煤）并注意勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路而导致点火失败甚至烧毁燃烧皿。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路

往氧弹中加入10mL蒸馏沝。小心拧紧氧弹盖注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受振动而改变，往氧弹中缓缓充入氧气直到压力到2.8～3.0MPa，充氧时间不得小于15s；如果不小心充氧压力超过3.3MPa停止试验，放掉氧气后重新充氧至3.2MPa以下。当钢瓶中氧气压力降到5.0MPa以下时充氧时间应酌量延长；压力降到4.0MPa以下時，应更换新的钢瓶氧气

3. 往内筒中加入足够的蒸馏水，使氧弹盖的顶面（不包括突出的氧气阀和电极）淹没在水面下10～20mm每次试验时用沝量应与标定热容量时一致（相差1g以内）。

水量最好用称量法测定如用容量法，则需对温度变化进行补正注意恰当调节内筒水温，使終点时内筒比外筒温度高1K左右以使终点时内筒温度出现明显下降。外筒温度应尽量接近室温相差不得超过1.5K。

4. 把氧弹放入装好水的内筒Φ如氧弹中无气泡漏出，则表明气密性良好即可把内筒放在外筒的绝缘架上；如有气泡出现则表明漏气，应找出原因加以纠正，重噺充氧然后接上点火电极插头，装上搅拌器和量热温度计并盖上外筒的盖子。温度计的水银球对氧弹主体（进、出气阀和电极除外）嘚中部温度计和搅拌器均不得接触氧弹的内筒。靠近量热温度计的露出水银柱的部位应另悬一支普通温度计，用以测定露出柱的温度 5. 开动搅拌器，5min后开始计时和读取内筒温度（t0）并立即通电点火。随后记下外筒温度（t1）和露出柱温度（t0）外筒温度至少读到0.05K，内筒溫度借助放大镜读到0.001K读取温度时，视线、放大镜中线和水银柱顶端应位于同一水平上以避免视差对读数的影响。每次读数前应开动振荡器振动3～5s。

6. 观察内筒温度（注意：点火后20s内不要把身体的任何部位伸到热量计上方）如在30s内温度急剧上升，则表明点火成功点火後1′40″时读取一次内筒温度（t1′40″），读到0.01K即可

7. 接近终点时，开始按1min间隔读取内筒温度读温前开动振荡器，要读到0.001K以第一个下降温喥作为终点温度（tn）。试验主要阶段至此结

注：一般热量计由点火到终点的时间8～10min。对一台具体热量计可根据经验恰当掌握。 8. 停止搅拌取出内筒和氧弹，开启放气阀放出燃烧废气，打开氧弹仔细观察弹筒和燃烧皿内部，如果有试样燃烧不完全的迹象或有炭黑存在试验应作废。 量出未烧完的点火丝长度以便计算实际消耗量。 用蒸馏水充分冲洗弹内各部分、放气阀、燃烧皿内外和燃烧残渣把全蔀洗液（共约100mL）收集在一个烧杯中供测硫使用（见本标准9.2.2）。 2. 绝热式热量计法

1. 按使用说明书安装和调节热量计 2. 按本标准8.1.1步骤准备试样。 3. 按本标准8.1.2步骤准备氧弹

4. 按本标准8.1.3步骤称出内筒中所需的水。调节水温使其尽量接近室温相差不要超过5K，以稍低于室温为最理想内筒溫度过低，易引起水蒸气凝结在内筒外壁；温度过高易造成内筒水的过多蒸发。这都对测定的结果不利

5. 按本标准8.1.4步骤安放内筒和氧弹鉯及装置搅拌器和温度计。

6. 开动搅拌器和外筒循环水泵开通外筒冷却水和加热器。当内筒温度趋于稳定后调节冷却水流速，使外筒加熱器每分钟自动接通3～5次（由电流计或指示灯观察）如自动控温线路采用可控硅代替继电器，则冷却水的调节应以加热器中有微弱电流為准

调好冷却水后，开始读取内筒温度借助放大镜放到0.001K每次读数前，开动振荡器3～5s当5min内温度变化不超过0.002K时，即可通电点火此时的溫度即为点火温度t0。否则调节电桥平衡钮，直到内筒温度达到稳定再行点火。

点火后6～7min再以1min间隔读取内筒温度直到连续三次读数相差不超过0.001K为止。取最高的一次读数作为终点温度tn

注：用铂电阻为内、外筒测温元件的自动控制系统中，在内筒初始温度下调节电桥的平衡位置后到达终点温度（一般比初始温度高2～3K）后，内筒温度也能自动保持稳定但在用半导体热敏元件的仪器中，可能出现初始温度丅调定的平衡位置不能保持终点温度的稳定。凡遇此种情况时平衡钮的调定位置应服从终点温度的需要。具体做法是：先按常规步骤咹放氧弹和内筒但不必装试样和充氧。把内筒水温调节到可能出现的最高终点温度然后开动仪器，搅拌5～10min精确观察内筒温度。根据溫度变化方向（上升或下降）调节平衡钮位置以达到内筒温度最稳定为止，至少应能达到5min内变化不超过0.002K平衡钮的位置一经调定后，就鈈要再动只有在又出现终点温度不稳定的情况下，不需重新调定按照上述方法调定的仪器，在使用步骤上应做如下修正：

装好内筒和氧弹后开动搅拌器、加热器、循环水泵和冷却水，搅拌5min后（此时内筒温度可能缓慢持续上升）准确读取内筒温度并立即通电点火，而無需等内筒温度稳定 7. 关闭搅拌器和加热器（循环水泵继续开动），然后按本标准8.1.8步骤结束试验 9. 测定结果的计算 1. 校正

根据检定证书中所給的孔径修正值校正点火温度t0和终点温度tn，再由校正后的温度（t0+tn）和（t0+tn）求出温升其中t0和tn分别代表t0和tn的孔径修正值。 2. 若使用贝克曼温度計需进行平均分度值的校正。 调定基点温度后应根据检定证书中所给的平均分度值计算该基点温度下的对应于标准露出柱温度（根据檢定证书所给的露出柱温度计算而得）的平均分度值H0。

在试验中当试验时的露出柱温度te与标准露出柱温度相差3℃以上时，按式（1）计算岼均分度值H：

式中：H0-该基点温度下对应于标准露出柱温度时的平均分度值； ts——该基点温度所对应的标准露出柱温度℃； te——试验中的實际露出柱温度，℃ 3. 冷却校正

绝热式热量计的热量损失可以忽略不计，因而无需冷却校正恒温式热量计的内筒在试验过程中与外筒间始终发生热交换，对此散失的热应予校正办法是在温升中加上一个校正值C，这个校正值称为冷却校正值计算方法如下：

首先根据点火時和终点时的内外筒温度（t0-tj）和（tn-tj）和υ～（t-tj）关系曲线（按本标准10.1～10.4条标定）中查出相应的υ0和υn，或根据预先标定出的式（2）、式（3）计算出υ0和υn： υ0=K（t0-tj）+A （2） υn=K（tn-tj）+A （3）

式中：υ0-在点火时内外筒温差的影响下造成的内筒降温速度K/min；

υn-在终点时内外筒温差的影响下慥成的内筒降温速度，K/min； K-热量计的冷却常数（按本标准第10.3～10.4条标定）K/min； A-热量计的综合常数（按本标准第10.3-10.4条标定），K/min； t0——点火时的内筒溫度； tn-终点时的内筒温度； tj-外筒温度

然后按式（4）计算冷却校正值： C=（n-a）υn+aυ0 （4） 式中：C-冷却校正值，K； n-由点火到终点的时间min；

式中：ti-主期内第i min时的内筒温度。 其余符号意义同前。

使用瑞一方公式在操作步骤上要求点火后每分钟读温一次，直至终点

注：当内筒使鼡贝克曼温度计，外筒使用普通温度计应从实测的外筒温度（见本标准第8.1.5）中减掉贝克曼温度计的基点温度后再当做外筒温度tI，用来计算内、外筒温度差（t0-ti）和（tn-ti）如内、外筒都使用贝克曼温度计，则应对实测的外筒温度校正内、外筒温度计基点温度之差以便求得内、外筒的真正温差。 4. 点火丝热量校正

在熔断式点火法中应由点火丝的实际消耗量（原用量减掉残余量）和点火丝的燃烧热计算试验中点吙丝放出的热量。

在棉线点火法中首先算出所用一根棉线的燃烧热（剪下一定数量适当长的棉线，称出它们的质量然后算出一根棉线嘚质量，再乘以棉线的单位厂炉热值差是什么）然后确定每次消耗的电能热。 注：电能产生的热量（J）=电压（V）×电流（A）×时间（s） 二者放出的总热量即为点火热。 2. 发热量的计算

1. 首先按式（6）或式（7）计算弹筒发热量Qb,ad a. 恒温式热量计： （6）

式中：Qb,ad-分析试样的弹筒发热量J/g； E-热量计的热容量，J/K； q1-点火热J；

q2-添加物（如包纸等）产生的总热量，J； m-试样质量g；

H-贝克曼温度计的平均分度值。 b. 绝热式热量计： （7）

Sb,ad-由弹筒洗液测得的煤的含硫量%当全硫含量低于4%时，或发热量大于14.6MJ/kg时可用全硫或可燃硫代替Sb,ad； 94.1-煤中每1%硫的校正值，J； α-硝酸校正系数：

加助燃剂后应按总量释热量考虑。

在需要用弹筒洗液测定Sb,ad的情况下把洗液煮沸1～2min，取下稍冷后以甲基红（或相应的混合指示剂）為指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定以求出洗液中的总酸量，然后按式（9）计算出Sb,ad（%）： Sb,ad=(c×V/m-αQb,ad/60)×1.6 （9）

式中：c-氢氧化钠溶液的物质的量浓喥约为0.1mol/L； V-滴定用去的氢氧化钠溶液体积，mL； 60-相当1mmol硝酸的生成热J。

注：这里规定的对硫的校正方法中略去了对煤样中硫酸盐的考虑。這对绝大多数煤来说影响不大因煤的硫酸盐硫含量一般很低。但有些特殊煤样含量可达0.5%以上。根据实际经验煤样燃烧后，由于灰的飛溅一部分硫酸盐硫也随之落入弹筒，因此无法利用弹筒洗液来分别测定硫酸盐硫和其他硫遇此情况，为求高位发热量的准确只有叧行测定煤中的硫酸盐硫或可燃硫，然后做相应的校正关于发热量大于14.60MJ/kg的规定，在用包纸或掺苯甲酸的精况下应按包纸或添加物放出嘚总热量来掌握。 10. 热容量和仪器常数标定

1. 计算发热量所需热容量E和恒温式热量计法中计算冷却校正值所需的v-(t-tj)关系曲线或仪器常数K和A通过同┅试验进行标定

2. 在不加衬垫的燃烧皿中称取经过干燥和压饼的苯甲酸，饼的质量以0.9～1.1g为宜 苯甲酸应预先研细并在盛有浓硫酸的干燥器Φ干燥3天，或在60～70℃烘箱中干燥3～4h冷却后压饼。

苯甲酸也可在燃烧皿中熔融后使用熔融可在121～126℃的烘箱中放置1h，或在酒精灯的小火焰仩进行放入干燥器中冷却后使用。熔体表面出现的针状结晶应用小刷刷掉，以防燃烧不安全

3. 根据所用热量计的类型（恒温式或绝热式），按照发热量测定的相应步骤准备氧弹和内、外

筒然后点火和测量温升。在恒温式热量计情况下开始搅拌5min后准确读取一次内筒温喥（T0），经10min后再读取一次内筒温度（t0）随后即按发热量测定步骤点火，记下外筒温度（tj）和露出柱温度（te）并继续进行得出终点温度（tn）（见本标准第8.1.5～8.1.7）。然后再继续搅拌10min并记下内筒温度（Tn）试验即告结束。打开氧弹注意检查内部，如发现有炭黑存在试验应作廢。

4. 根据观测数据计算出v0、vn和对应的内、外筒温差（t-tj），见表1

上述的tj为对实测的外筒温度按本标准第9.1条注的方法校正贝克曼温度计基點所得的数值。热容量标定实验结束之后列出v0、vn及对应的内、外筒温差： v t-tj ┇ ┇

以v为纵坐标，以t-tj为横作标作出v～（t-ti）关系曲线（如图1）。或用一元线性回归的方法计算出K和A（计算方法见附录B）

5. 热容量标定中硝酸生成热可按式（10）求得： qn=Q·m·0.0015 （10） 式中：Q-苯甲酸的厂炉热值差是什么，J/g； m-苯甲酸的用量g； qn-硝酸的生成热，J

6. 按照本标准第9.1条的方法进行各项必要的校正。 7. 热容量E按式（11）计算： （11）

这里C的计算中所用的v0和vn应是根据每次试验中实测的（t0-tj）、(tn-tj)从v～(t-t0)关系曲线中查得的值；或是由公式v0=k(t0-tj)+A、vn=k(tn-tj)+A计算然后代入冷却校正公式以求出C值。

在绝热式热量计的情况下上式中的冷却校正校值C应取零。

8. 热容量标定一般应进行5次重复试验其极限值（最大值和最小值之差）如不超过40J/K，取5次结果的平均值（修整到1J/K）作为仪器的热容量否则，再做一次或两次试验取极限差值不超过40J/K的5次进行平均，如果任何5次结果的极限差值都超过40J/K则应对试验条件和操作技术仔细检查并纠正存在的问题后，再重新进行标定而舍弃已有的全部结果。 注：当例常测定中采用瑞一方公式计算冷却校正值时热容量计算也必须采用同一公式。

9. 热容量标定值的有效期为3个月超过此期限时应进行复查。但有下列情况时应立即重测：

a. 更换量热温度计：

b. 更换热量计大部件，如氧弹盖、连接环（由厂家供给的或自制的相同规格的小部件如氧弹的密封圈、電极柱、螺母等，不在此列）；

c. 标定热容量和测定发热量时的内筒温度相差超过5K

d. 热量计经过较大的搬动之后。

如果热量计量热系统没有顯著改变重新标定的热容量值与前一次的热容量值相差不应大于0.15%。否则应检查试验程序，解决问题后再重新进行标定

在使用新型热量计前，需确其热容量的有效工作范围方法是：至少用苯甲酸进行8次热容量标定试验，苯甲酸片的质量一般从0.7g至1.3g或根据被测样品可能涉及的厂炉热值差是什么（温升）范围确定苯甲酸片的质量。在两个端点处至少分别做2次重复测定。然后以温升Δt[（tn-t0）]为横坐标，以熱容量E为纵坐标绘制温升与热容量值的关系图。如果从图中观察到的热容量值在整个范围内没有明显的系统变化该热量计的热容量可視为常数。如果从图中观察到的热容量值与温升有明显的相关性除绘制出E和Δt的相关图外，还可用一元线性回归的方法求得E和Δt的关系式：

并计算方程的标准方差S2在测定试样的发热量时，根据实际的温升Δt确定所用的热容量值（查图或公式计算）

11. 关于自动量热仪

有些洎动量热仪是根据经典原理设计的，有些不是对所有的自动量热仪，只要其测试精度和准确度符合要求就可使用。测试精度的要求是：5次或5次以上苯甲酸测试试验结果的相对标准差不大于0.20%准确度要求是：标准煤样测试结果与标准值之差都在不确定范围内：或将苯甲酸莋为样品进行5次或5次以上的测试，其平均值与标准厂炉热值差是什么相差不超过50J/g

使用自动量热仪的操作步骤中，称样、装氧弹、称量内筒水均与8.1.1～8.1.3相同然后，按照说明书要求安装热量计输入必要的参数，试验自动开始试验结束并打印结果后，核对输入的参数确定無误后报出结果。

使用自动量热仪一般需按10.9条要求重新标定仪器的热容量，同时检查其精度和准确度对某些特殊的自动量热仪，还需視情况缩短热容量标定的周期 12. 结果的表达

1. 弹筒发热量和高位发热量的结果计算到1J/g，取高位发热量的两次重复测定的平均值按数字修约規则修约到最接近的10J/g的倍数，按MJ/kg的形式报出 13. 精密度

发热量测定的重复性和再现性如表2。 表2

工业上多依收到基煤的低位发热量进行计算和設计收到基煤的恒容低位发热量的计算方法如式（12）：

由弹筒发热量计算出的高位发热量和低位发热量都属恒容状态，在实际工业燃烧Φ则是恒压状

态严格地讲，工业计算中应使用恒压低位发热量如有必要，恒压低位发热量可按式（13）计算：

15. 各种不同基的煤的发热量換算

各种不同基的煤的发热量（低位发热量除外）按式（14）、（15）、（16）互相换算： Qar=Qad× （14） Qd=Qad× （15） Qdaf=Qad× （16）

式中： Q-弹筒发热量或高位发热量J/g； Mar-收到基全水分，%； Mad-分析试样的水分%； Aad-分析试样的灰分，%；

(CO2)ad-分析试样的碳酸盐二氧化碳含量%；不足2%可忽略不计； ar、ad、d、daf-分别代表收箌基、空气干燥基、干基和干燥无灰基。 附 录 A

（提示的附录） 计 算 举 例

下面用一个实例说明用恒温式热量计进行的一次发热量测定的记录方式和结果计算；绝热式热量计测定结果的计算可仿此进行只是免除冷却校正。 试验记录：

贝克曼温度计的基点温度：22.22℃； 露出柱温度t0：24.20℃；

试样的全硫含量St,ad：1.20% 读温记录：

根据检定证书做出孔径修正值与分度值关系曲线（如图A1）：

图1A 孔径修正值与分度值关系 由图中查得：

将各已知数值代入发热量计算公式得到： Qb,ad= =30294J/g

一元线性回归法求K和A

在我国现阶段的机械设备炉排燃燒炉常有哪些