·测试技术·煤发热量氧弹法测定福建省建材科研所林松伟前言早在八O年当时的国家建筑材料-rql,部文件(80)建材水字864号关于燃料热值和标准煤统一计算方法规定的通知中明确规定：煤热值应以氧弹量热器实测位为基准。要求尚不具备采用这种方法测量的企业，积极创造条件，逐步实现。我省水泥企业开展这项测试工作起步较晚，我所是86年开展这项测试业务的。随后于87年、88年二次向全省十多家水泥厂和机砖厂作了推广。煤发热量氧弹法测定的特点是，煤热值测定结果准确可靠，同时测试速度快捷。煤的发热量是正确评价煤质量和厂矿企业计算能耗的重要指标。以下就煤发热量氧弹法测定原理，使用仪器、试验要点作比较全面的介绍。一、测定原理煤的发热量是指单位重量的煤完全燃烧后冷却到原来温度所放出的热量，煤完全燃烧后，煤中的C转变成CO，H转变成H。O，S转变成SO：，其它元素变为游离状态或氧化物。煤的发热量氧弹法测定，是用氧弹式热量计，直接测定出每单位重量的煤样在热量计的氧弹中于过量高压氧气中燃烧后产生的热量，通常称为弹简发热量，报出结果时根据需要，再换算成高位发热量或低位发热量。具体做法是，在一个高压密闭称为氧弹的容器中，在有过量氧气条件下，点燃适量煤样使其完全燃烧，放出的热量用水吸收，根据水温的升高计算出煤的发热量。在测定中，先使已知热效应在热量计中发生，比如，用已知重量的标准苯甲酸在氧弹中燃烧，求出热量计的水当量，热量计水当量是指热量计量热体系温度升高1℃所需要的热量，相当于若干克水温度升高1℃所需的热量，此若干克水的数量，称为热量计的水当量。接着，使欲测煤样在同样条件下，在氧弹内燃烧，测量量热体系温度升高。根据所测温度升高及量热体系的水当量，即可求出所测煤样的发热量。’设在测热量计水当量时，发生的热效应为Qe，温度升高为△Te，则热量计的水当量K可以表示为：K=又设，欲测煤样的热效应为Qx(即未知热效应)，热量计中发生未知热效应时所测得的温度升高为△T，体系温度每升高1Y；所需的热量仍应为K，则’’Qx=K·△T=_△T上e煤样的热效应Qx与所测煤样重量G之比，、、，，即为所测煤样的发热量。35维普资讯http://www.cqvip.com二、仪器设备热量计有环境恒温式和绝热式两种。两种差别仅在于外筒和附属自动温控装置。目前应用广泛的是恒温式。氧弹式热量计主要由以F几个部分构成：l、氧弹：即样品燃烧室实验时内装待测样品，充以氧气通过电极点火使样品燃烧。其结构如图一所示。氧弹由镍铬钛合金制成它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．图一氧弹l一进气阀，2一弹簧圈；3一联接环；4一弹盖l5一弹体，6一氧气导管，7一电极，8一遮火罩，9一燃烧皿，lO一排气阀，弹体是容积为300毫升的厚壁圆筒。弹头上有充氧阀门l，放气阀门lO，电极7，坩锅架9，充气管6，燃烧挡板8。氧气通过阀门l和充气管6进入氧弹，燃烧后的废气由放气阀fdlo放出，电极7是和弹头绝缘的，另一个电极是由进气阀门1和充气管6兼怍的。弹头和弹休的密封是通36过一个橡皮垫圈和一个金属垫圈实现的。充氧时，由于弹内压力增大，压紧橡皮垫圈，使其产生弹性形变，从而保证了弹头和弹体的气密性。燃烧挡板是为了防止样品燃烧时，火焰直接喷向弹头，并经过此挡板将热量均匀分布子弹体内。’2、内筒．内简由黄铜或不锈钢制成。试验前把氧弹放入筒中后，装水3000毫升，应能浸没氧弹(氧气阀和电极除外)。内筒外面电镀抛光，以减少与外筒的热辐射作用。3、外筒：为金属薄板制成的双壁容器。外筒底部有绝缘支架；以便放置内筒。试验时外筒充满水，通过套筒搅拌器，使筒内水温均匀，形成恒温环境。选种外简称恒温式外筒。4、搅拌嚣：为了使试样燃烧放出的热量尽快地在量热系统内均匀散布，内筒中的水需要有效地搅拌。搅拌器的形式采用以马达带动的螺旋浆式搅拌器，马达和搅拌器间有一段绝缘连接，以免传热。对搅拌器一方面要求其搅拌效率高，同时又要求不产生太多的搅拌热。5、贝克曼温度计。在试验过程中精确测量内筒水温上升的度数，是发热量测定中的一个十分蜃要的步骤。试验中使用可变测温范围的贝克曼温度计(图2)，它的量程只有5℃。但...
