[发明专利]测量低热值燃煤发热量的方法

说明书

本发明公开一种应用于机器人自动化验设备的低热值煤发热量的测试方法，包括：向坩埚内置入一片或多片固定热值垫纸，向垫纸上置入待测的低热值煤样，所述坩埚于氧弹内充氧，之后于量热仪中开始监测，获得样品的发热量；所述低热值煤的发热量低于2000cal/kg，所述坩埚底部和垫纸不完全接触。使用此方法可以实现对于低热值煤样的自动化低成本快速测量。

技术领域

本发明属于电力领域，具体涉及一种应用于自动化机器人测量低热值煤发热量的方法。

背景技术

为加强掺烧混配，降低电厂用煤的煤价，高灰分(干基灰分在55％～65％)低热值(2000cal/kg左右)的地煤(后文简称地煤S)的掺入是一种解决方案。根据该种类煤炭化验结果与GB/T15224-2010《煤炭质量分级》进行对比得出：地煤S为高灰低热值煤。

然而常规的测定煤发热量的方法无法通过机器人自动化验设备用于测定地煤S的发热量，参见附图1-3，在使用5E-RILS1800机器人无法测量获得准确的发热量数值。图1为使用该装置燃烧后的坩埚内样品的图像，图2为测试后的坩埚内样品分布，图3为二次焙烧后样品对比图，从图3可以看出完全燃烧后的低热值煤灰具有不同的颜色。

对于低热值煤的发热量测试有成熟的方法，参见GB/T213-2008《煤的发热量的测试》典型包括垫石棉绒法和包擦镜纸法。

石棉绒法使用了对人体具备危害性的石棉，在实验室使用石棉不符合工作场所的需求，且参见《煤质技术》2011年9月第五期的《低热值腐泥煤发热量测定方法探讨》，其公开了垫石棉绒法无法理想测定地煤S相近煤的发热量。

包擦镜纸法可以用于测量低热值煤发热量的测定，其具备材料成本低、操作简单的优势，但是，除非配置价格昂贵的机械手及相应的包裹组件，否则无法完成精细复杂的包纸工作，这导致包纸法无法用于机器人智能化验装备对发热的低成本快速测定。此过程如改为人工包纸介入，但是此种测试方法不仅需要投入额外的人力，而且失去了产品的自动化实验操作特性，自动化系统的防作弊功能也失去了作用。

《煤质化验工》的第十五章第六节公开了掺杂高可燃物质法测定低热值煤发热量的方法，例如掺入苯甲酸、标准煤样或才测出不久的高热值煤样。但书中并未对该方法及具体操作步骤进行详细介绍。

经实验，该方法在用于自动化操作时存在如下的问题：

(1)高可燃物质加在样品上部时，高可燃物质在上方燃烧，无法对样品产生助燃作用。

(2)高可燃物质加在样品下部时，高可燃物质在纯氧环境中易发生剧烈燃烧，其喷射的火焰会造成样品飞溅，从而造成样品崩样。

(3)高可燃物质粉状与样品混合时，需分别称量高可燃物质及样品质量后将二者充分混合，此方法实验效果好。但混合过程不论对于人工或者机器人来说实际操作都比较复杂，在操作过程中搅拌器会带走样品，造成样品不同程度损失。使实验不确定度增加，无法满足实验精度要求。同时粉状物受环境湿度变化影响较大会进一步增加实验不确定度。

故掺杂高可燃物质法同样不适用于机器人自动化验设备低热值煤发热量的测试。

现有技术中，CN202011045263.6公开了一种污泥发热量的检测方法，其解决的技术问题和本申请近似，其采用了添加冷冻苯甲酸薄片的方法，然而该方法并不适用于低热值煤的快速发热量测定，

原因如下：

(1)苯甲酸在样品下部时，苯甲酸在纯氧环境中易发生剧烈燃烧，其喷射的火焰会造成样品飞溅，从而造成样品崩样。

(2)低温冷冻苯甲酸薄片会吸收系统热量，增加量热仪系统误差。

(3)低温冷冻苯甲酸薄片会发生冷凝现象，造成样品重量变化。增加称量系统误差。