煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座

高級電力燃料檢測培訓(xùn)煤發(fā)燒量測定主講李春艷4/25/20231吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第1頁煤發(fā)燒量測定煤發(fā)燒量測定發(fā)燒量，是燃料利用一個最主要特征指標(biāo)。燃料商務(wù)管理和火電廠生產(chǎn)運行、編制電廠燃料消耗定額和供給計劃、核實發(fā)電成本和能量利用效率等，都必須以煤發(fā)燒量為依據(jù)。進廠煤定價及結(jié)算采取是以發(fā)燒量為主計價體系；煤發(fā)燒量，是鍋爐熱平衡、物料平衡計算參數(shù)，也是估算鍋爐理論燃燒溫度和鍋爐運行時配煤燃燒及負荷調(diào)整主要依據(jù)；在科學(xué)研究上，發(fā)燒量是煤質(zhì)主要指標(biāo)之一；煤發(fā)燒量在一定條件下能表征煤變質(zhì)程度，所以在煤分類標(biāo)準(zhǔn)中采取恒濕無灰基高位發(fā)燒量作為劃分褐煤和煙煤指標(biāo)之一，普通以恒濕無灰基高位發(fā)燒量大于24MJ/kg煤為煙煤，24MJ/kg及以下煤為褐煤，在比較各種能源產(chǎn)量和消耗量時，通常以標(biāo)準(zhǔn)煤為計量單位；所謂標(biāo)準(zhǔn)煤就是以燃料低位發(fā)燒量為29.27MJ/kg（7000Cal/g）進行折算。凡釋放收到基低位發(fā)燒量達29.274/25/20232吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第2頁煤發(fā)燒量測定MJ/kg（7000Cal/g）進行折算。凡釋放收到基低位發(fā)燒量達29.27MJ任何燃料，相于1kg標(biāo)準(zhǔn)煤。電廠主要經(jīng)濟指標(biāo)——發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗，就是將實際用煤依據(jù)收到基低位發(fā)燒量大小按上述要求進行換算。所以，發(fā)燒量不但是一項主要煤質(zhì)特征指標(biāo)，而且也是主要工程技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)。準(zhǔn)確測定煤發(fā)燒量，對于電廠安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行含有主要意義。一、基本概念1.發(fā)燒量定義與單位單位質(zhì)量燃料在特定條件下完全燃燒時產(chǎn)生熱量稱為燃料發(fā)燒量，普通以符號Q表示。燃料質(zhì)量單位，可用克（g）、千克（kg）和噸（t）表示；熱量基本單位是焦?fàn)枺↗），也可用千焦（kJ）、兆焦（MJ）和吉焦（GJ）來表示；所以，燃料發(fā)燒量單位能夠用以下單位表示：焦/克（J/g），千焦/克（kJ/g），兆焦/千克（MJ/kg）和吉焦/噸（GJ/t）等。各種單位之間關(guān)系以下：1GJ/t＝1MJ/kg＝1kJ/g1kJ/g＝1000J/g4/25/20233吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第3頁煤發(fā)燒量測定在試驗室測定煤發(fā)燒量時，常以J/g為單位計算測定值，計算數(shù)值修約到整數(shù)位；報出測定結(jié)果時則以kJ/g或MJ/kg為單位，保留兩位小數(shù)。在工程上，則常以GJ/t或MJ/kg為單位進行計算。因為以前我國采取卡旅程里（Calorie）為熱量單位，所以人們習(xí)慣用卡/克（Cal/g）或千卡/千克（kCal/kg）來表示發(fā)燒量單位。熱量兩種單位關(guān)系以下：1卡（Cal）（20℃）＝4.1816焦?fàn)枺↗）兩種單位表示發(fā)燒量，可據(jù)此關(guān)系式進行換算。2.測定發(fā)燒量基本原理煤以及各種固體燃料和液體燃料發(fā)燒量，普通采取氧彈式量熱儀測定。其方法關(guān)鍵點是：取一定量燃料試樣，置于氧彈中，向氧彈內(nèi)充入過量氧氣。再將氧彈置于一定量水中，讓試樣在氧彈中燃燒。用一定量水吸收釋放出熱量。準(zhǔn)確測定水溫升值。在一定溫度下，吸收熱量水以及各個器件組成量熱體系熱容量是一個常數(shù)。依據(jù)水溫升值，可按下式計算試樣發(fā)燒量。Q＝式中：Q——燃料試樣發(fā)燒量，J/g；m——燃料試樣質(zhì)量，g；E——量熱體系熱容量，J/k（或J/℃）；4/25/20234吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第4頁煤發(fā)燒量測定to——量熱體系在試樣開始燃燒時溫度，℃；tn——量熱體系在試樣燃燒完成且熱量釋放完全使系統(tǒng)溫升到達最高時溫度，℃；3.標(biāo)定熱容量基本原理測定燃料發(fā)燒量，必須事先確定熱量計量熱體系熱容量。量熱體系，指是發(fā)燒量測定過程中能夠吸收試樣燃燒熱全部部件，包含浸沒氧彈水、氧彈、攪拌器在水中部分，溫度計在水中部分和盛水用內(nèi)筒等。量熱體系熱容量，指是量熱體系溫度每升高1K所吸收熱量。它由量熱體系各部分熱容量組成，即：E＝CH2O·mH2O+C1·m1+C2·m2+···+Ci·mi式中：CH2O——水比熱，J/g·KmH2O——內(nèi)筒中水質(zhì)量，gCi——量熱體系各部件比熱，J/g·Kmi——量熱體系各部件質(zhì)量，g在一定溫度下，各種物質(zhì)比熱有一個確定值，所以，在量熱體系各組成部分質(zhì)量不變條件下，熱容量E是一個常數(shù)。當(dāng)溫度發(fā)生改變時，E亦隨之改變。4/25/20235吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第5頁煤發(fā)燒量測定量熱體系熱容量，普通是用發(fā)燒量已知苯甲酸作為量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定。苯甲酸因為性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水，易于提純特點，是國際上通用燃燒熱量傳遞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。普通以法定計量部門確定發(fā)燒量后苯甲酸作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定熱量計熱容量。取一定量苯甲酸，按與測定燃料發(fā)燒量操作相同時驟，令其在氧彈內(nèi)完全燃燒，依據(jù)量熱系統(tǒng)溫升值，按下式計算熱量計熱容量：E＝式中：Q——苯甲酸發(fā)燒量，J/g；量熱標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸發(fā)燒量普通在26460J/g左右。M——苯甲酸試樣質(zhì)量，g。其它符號意義同前。4.發(fā)燒量表示方法及應(yīng)用（基準(zhǔn)換算）4/25/20236吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第6頁煤發(fā)燒量測定彈筒發(fā)燒量：單位質(zhì)量燃料試樣在氧彈內(nèi)完全燃燒釋放燃燒熱稱為燃料彈筒發(fā)燒量，以符號Qb表示；高位發(fā)燒量：單位質(zhì)量燃料在空氣中完全燃燒釋放燃燒熱稱為高位發(fā)燒量，用符號Qgr表示；低位發(fā)燒量：單位質(zhì)量燃料在工業(yè)爐內(nèi)完全燃燒釋放燃燒熱則稱為低位發(fā)燒量，用符號Qnet表示。燃料發(fā)燒量是用氧彈式熱量計測定。在氧彈內(nèi)，燃料試樣燃燒條件與燃料在空氣中或在工業(yè)鍋爐內(nèi)燃燒條件不相同，完全燃燒后產(chǎn)成種類和相態(tài)不一樣，產(chǎn)物熱力學(xué)狀態(tài)也不相同，所以，燃燒條件不一樣，發(fā)燒量也不相等。不一樣燃燒條件下燃料完全燃燒后，燃燒產(chǎn)物種類、相態(tài)和熱力狀態(tài)見下表。在氧彈內(nèi)，有充分氧氣，燃料中可燃元素燃燒產(chǎn)物能夠到達最高化合價態(tài)，而燃燒產(chǎn)物因向量熱體系釋放熱量而冷卻到靠近室溫。所以在這種條件下燃料完全燃燒釋放出熱量是最高。Qb是最高。在氧彈內(nèi)，燃料可燃元素燃燒產(chǎn)物及其相態(tài)分別為：C——CO2（氣）；H——H2O（液）；4/25/20237吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第7頁煤發(fā)燒量測定S——H2SO4（稀溶液）；N——HNO3（稀溶液）；在空氣中，燃料完全燃燒后，燃燒產(chǎn)物種類及其相態(tài)為：C——CO2（氣）；H——H2O（液）；S——SO2（氣）；N——N2（氣）；這種條件下釋放燃燒熱，比燃料在氧彈中燃燒熱要低。比彈筒發(fā)燒量少了硝酸生成熱和硫酸校正熱。在工業(yè)鍋爐內(nèi)，燃料完全燃燒后，燃燒產(chǎn)物種類與相態(tài)是：C——CO2（氣）；H——H2O（氣）；S——SO2（氣）；N——N2（氣）；這種條件下燃燒熱，又比在空氣中燃燒熱要低。比高位發(fā)燒量少了水汽化熱。4/25/20238吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第8頁煤發(fā)燒量測定燃燒條件燃燒產(chǎn)物種類及其相態(tài)熱力學(xué)狀態(tài)發(fā)燒量CHSN氧彈內(nèi)CO2（g）H2O(I)H2SO4(aq)HNO3(aq)恒容狀態(tài)彈筒發(fā)燒量空氣中CO2（g）H2O(I)SO2(g)N2(g)恒壓狀態(tài)高位發(fā)燒量工業(yè)爐內(nèi)CO2（g）H2O(g)SO2(g)N2(g)恒壓狀態(tài)低位發(fā)燒量煤在不一樣燃燒條件下燃燒產(chǎn)物、相態(tài)、熱力學(xué)狀態(tài)與發(fā)燒量4/25/20239吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第9頁煤發(fā)燒量測定在氧彈內(nèi)，燃燒產(chǎn)物熱力學(xué)狀態(tài)為恒容狀態(tài)。在這種條件下單位質(zhì)量燃料燃燒熱稱為恒容發(fā)燒量，以Qv表示，而在空氣中或工業(yè)爐內(nèi)，燃燒產(chǎn)物處于恒壓狀態(tài)，此時燃燒熱則稱為恒壓發(fā)燒量，以Qp表示，在相同溫度下，恒容發(fā)燒量要比恒壓發(fā)燒量高10～20J/g（約3—5卡/克），假如考慮二者差異，可用以下關(guān)系式進行計算：Qnet,p,ar=(Qgr,v,ad－212Had－0.8Oad－0.8Nad)－24.4MarQnet,v,ar=(Qgr,v,ad－206Had)－23Mar式中：Qnet,p,ar——燃料收到基恒壓低位發(fā)燒量，J/g；Qgr,v,ad——燃料空干基恒容高位發(fā)燒量，J/g；Had——燃料空干基氫含量，％Oad——燃料空干基氧含量，％煤低位發(fā)燒量普通都在10～20MJ/kg以上，而Qv與Qp之差只占發(fā)燒量千分之一或更小，所以，普通情況下二者差異常可忽略不計。以上三種燃燒條件下發(fā)燒量基準(zhǔn)，都是按空氣干燥基考慮。在實際工作中，往往需要知道干燥基高位發(fā)燒量，收到基低位發(fā)燒量等不一樣基準(zhǔn)不一樣燃燒條件下發(fā)燒量值。4/25/202310吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第10頁煤發(fā)燒量測定Qgr,ar=Qgr,ad×Qgr,d=Qgr,ad×Qgr,daft=Qgr,ad×Qnet,v,m=(Qgr,v,ad－206Had)×－23M量熱儀熱容量標(biāo)定苯甲酸燃燒化學(xué)反應(yīng)及其理論耗氧量苯甲酸因含有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易于提純、不易吸潮和燃燒熱（約4/25/202311吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第11頁煤發(fā)燒量測定26460J/g）與優(yōu)質(zhì)煤發(fā)燒量相當(dāng)?shù)忍攸c，而且，苯甲酸在化學(xué)結(jié)構(gòu)上為帶支鏈苯環(huán)結(jié)構(gòu)，在化學(xué)組成上，C元素占68.84％，H元素占4.6％，O為26.2％，即在結(jié)構(gòu)和組成上與低價煤如長焰煤或褐煤含有相同性。所以苯甲酸被用作熱值傳遞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，象標(biāo)準(zhǔn)砝碼一樣，起著“標(biāo)準(zhǔn)計量器具”作用。苯甲酸結(jié)構(gòu)式為苯環(huán)上帶一個甲酸基，分子式為：C6H5COOH。苯甲酸燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式及其物料平衡關(guān)系以下：C6H5COOH+7.5O2————7CO2+3H2O122.127.5·32.007·44.013·18.021.0000gxyz經(jīng)過上述化學(xué)反應(yīng)方程式，能夠計算出1.000g苯甲酸完全燃燒所需要O2質(zhì)量、反應(yīng)生成CO2和H2O質(zhì)量：x=1.9653g=0.06142moly=2.5227g=0.05732molz=0.4427g=0.02457mol由此可知，1g苯甲酸完全燃燒，理論耗氧量約2g；采取真實氣體范德華狀態(tài)方程式計算，可知其在氧彈（體積按300mL計）內(nèi)分壓約為0.5Mpa。一樣，經(jīng)過理論計算可知，當(dāng)氧彈充氧壓力為2.8Mpa時，氧氣質(zhì)量為11.5g。在實際操作中，當(dāng)充氧壓力為2.6～2.8Mpa時，可稱量出充入氧氣質(zhì)量普通為8～10g，即實際充氧量為理論耗氧量4～5倍。這么充氧量，能確保苯甲酸快速燃燒完全。4/25/202312吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第12頁煤發(fā)燒量測定在苯甲燃燒過程中，因為高溫和高壓作用，氧彈充氧封入空氣中氮氣也會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：1/2N2+5/2O2+1/2H2O=HNO3封入氧氣質(zhì)量約0.01mol(0.28g)。若這些氧氣全部反應(yīng)生成HNO3（0.02mol）,則用NaOH滴定時，消耗0.1mol/LNaOH體積應(yīng)為200mL。而實際過程中，滴定彈筒洗液消耗NaOH體積普通為6~7mL。由此可見，只有少許氮氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成HNO3。標(biāo)定熱容量試驗過程與相關(guān)計算熱量計熱容量，是計算發(fā)燒量測定結(jié)果必不可少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。準(zhǔn)確標(biāo)定熱容量，是準(zhǔn)確測定發(fā)燒量前題。通常在標(biāo)定熱容量同時，依據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定熱量計冷卻常數(shù)K和綜合常數(shù)A。這兩個常數(shù)，既是表征熱量計冷卻特征特征參數(shù)，又是采取國家標(biāo)準(zhǔn)冷卻校正公式計算冷校正值時要用到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。4/25/202313吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第13頁煤發(fā)燒量測定1準(zhǔn)備工作2．1．1苯甲酸準(zhǔn)備試驗前，先將已知發(fā)燒量苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)放在硫酸干燥器內(nèi)干燥3天后備用，或在40～60℃干燥箱中放置3～4小時，取出冷卻后備用。若苯甲酸成塊，干燥前應(yīng)研細。取質(zhì)量約1克苯甲酸，用壓片機壓制成片。置于已知質(zhì)量燃料皿中稱量它質(zhì)量。最好使用商品片狀苯甲酸。2．1．2內(nèi)筒準(zhǔn)備用內(nèi)筒稱取一定量蒸餾水或除鹽水。水量以浸沒氧彈，使其頂面在水面下10～20mm，同時保持帶絕緣套電極上絕緣套露出水面約10mm為準(zhǔn)。不一樣熱容量熱量計，所稱水量各不相同，熱容量為10kJ/K則稱取3000克水。用工業(yè)天平、電子臺秤或精度為1克臺秤均可。水量確定后，以后每次試驗保持不變。采取容量法取水時，應(yīng)對溫度改變影響加以修正。內(nèi)筒水溫，在稱量前要依據(jù)試樣燃燒后終點溫度與外筒水溫溫差確定。普通應(yīng)控制此溫差在1～1.5℃之間。若此溫差太小，則內(nèi)筒水溫靠近外筒水溫，到達終點時間要延長且終點不易判斷；溫差太大則散熱速度快，則散熱4/25/202314吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第14頁煤發(fā)燒量測定速度快，較大誤差。所以，普通事先調(diào)整內(nèi)筒水溫低于外筒水溫0.5～0.8℃。對于14kJ/K型熱量計而言，1克苯甲酸完全燃燒后，能使內(nèi)筒水溫升高1.8℃。若試樣燃燒前內(nèi)筒水溫低于外筒水溫0.5～0.8℃，則終點時內(nèi)筒水溫高于外筒水溫1.0～1.5℃之間。另外，外筒水溫應(yīng)與室溫保持一致，以溫差不超出1.5℃為宜。不然應(yīng)采取一定辦法進行調(diào)整，如用空調(diào)機調(diào)整室溫等。內(nèi)筒固定、采取定容法確定內(nèi)筒水量自動熱量計，無法使內(nèi)筒水溫低于外筒水溫。對這類量熱儀，應(yīng)注意操作條件。2．1．3氧彈準(zhǔn)備將裝有苯甲酸試樣燃燒皿安放在彈頭下環(huán)形支架上。取一根已知長度或已知質(zhì)量金屬點火絲，將兩端分別接在兩支點火電極柱上，并確保接觸良好，點火絲中段與試樣接觸。點火絲不能觸及燃燒皿，兩頭不能觸及彈筒，以免形成短路造成點火失敗。支持燃燒皿圓環(huán)及燃燒皿邊緣不能與另一支電極柱相接觸。向彈筒內(nèi)加入10mL除鹽水，用以吸收試樣燃燒過程中彈筒內(nèi)空氣中氮氣反應(yīng)生成硝酸，作硝酸熱效應(yīng)值校正用。將彈頭置于彈筒上，小心擰緊彈蓋。擰緊排氣閥，取下充氣閥蓋，接上充氧導(dǎo)管，打開氧氣瓶閥門向氧彈內(nèi)充氧，4/25/202315吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第15頁煤發(fā)燒量測定至彈內(nèi)氧氣壓力為2.6～2.7Mpa，并保持15秒鐘。對于單頭氧彈或使用自動充氧儀時，充氧操作按照說明書進行。氧彈在準(zhǔn)備過程中，應(yīng)防止振動、傾斜，充氧速度不能過快，以防止試樣被打濕、燃燒皿或點火絲位置改變，確保點火成功且試樣燃燒完全。2．1．4裝配將已稱好水內(nèi)筒放在外筒筒內(nèi)絕緣柱上，再將氧彈小心放入內(nèi)筒適當(dāng)位置處。觀察氧彈氣密性，如有氣泡出現(xiàn)，則表明氧彈漏氣，找出原因并消除缺點后重新充氧。當(dāng)確認(rèn)不漏氣后，將點火用兩根導(dǎo)線上電極插在氧彈上兩個電極柱上。裝上攪拌器，蓋好外筒絕緣蓋。小心插好內(nèi)外筒溫度傳感器。2．2試驗步驟2．2．1預(yù)備期量熱系統(tǒng)各件裝配完成，打開控制器電源，開動攪拌器，使內(nèi)筒、外筒水溫度場各自均勻一致。開始攪拌后，試驗即進入預(yù)備期。微機自動跟蹤內(nèi)筒溫度改變，依據(jù)程序中設(shè)定參數(shù)判斷溫度場是否均勻。溫度場均勻且變穩(wěn)定后，則自動進行下一步操作。4/25/202316吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第16頁煤發(fā)燒量測定2．2．2早期為了進行冷卻校正計算，需要知道點火時內(nèi)筒冷卻速度。為此，為試驗過程中設(shè)置一個早期，以其平均冷卻速度作為點火時冷卻速度。試樣燃燒前，內(nèi)筒溫度低于外筒溫度，所以會吸收外筒輻射熱，再加上內(nèi)筒攪拌器攪拌熱效應(yīng)，內(nèi)筒溫度會遲緩上升。所以，內(nèi)筒早期冷卻速度實際上是一個負值。在內(nèi)筒溫度均勻一致后，準(zhǔn)確測量出一個溫度值。測準(zhǔn)至0.001℃，記為T0，同時開始記時。10分鐘后，再準(zhǔn)確測一次溫度，記t0，同時通電點火。隨即測量并統(tǒng)計外筒溫度tj。2．2．3主期點火后，試驗進入主期。若半分鐘內(nèi)溫度急劇上升，則表明點火成功。在主期內(nèi)，試樣氧彈內(nèi)猛烈燃燒，釋放出熱量使內(nèi)筒水溫度快速上升，并將到達一個最高點。若點火成功，在點火后1分40秒時，測取一次內(nèi)筒速度，記作t1′40″。然后，在靠近終點時，即點火后5～6分鐘時，開始按1分鐘間隔測量內(nèi)筒溫度，分別記作t5、t6……，直到出現(xiàn)下降。以第一個下降點溫度作為主期終點溫度，記作tn。若出現(xiàn)連續(xù)幾個點溫度值保持不變，則以連續(xù)4/25/202317吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第17頁煤發(fā)燒量測定不變第三個溫度值作為終點溫度。在主期內(nèi)，外筒溫度保持基本不變，內(nèi)筒溫度則由點火前低于外筒溫度變到點火后很快高于外筒溫度，且直到試驗結(jié)束。在此過程中，內(nèi)筒先吸收外筒熱量，然后向外筒散熱，但吸收熱量與散發(fā)熱量普通是不相等，往往是散熱量大于吸熱量，即內(nèi)筒受到冷卻，使得實際升溫值（tn-to）比內(nèi)筒應(yīng)該到達升溫值要低。利用試驗過程中數(shù)據(jù)，對此“冷卻作用”造成影響進行校正。2．2．4末期當(dāng)內(nèi)筒溫度出現(xiàn)下降時，試驗進入末期。從上述第一個下降溫度點開始計時，10分鐘后，準(zhǔn)確測取內(nèi)筒溫度，記作Tn。停頓攪拌，結(jié)束試驗。設(shè)置末期，是為了計算末期平均冷卻速度，并以冷卻速度代表終點時冷卻速度，作為冷卻校正值計算之用。末期內(nèi)，內(nèi)筒向外筒散熱，其溫度不停下降，所以，末期冷卻速度是一個正值。若采取端——方公式計算冷卻校正值，則測溫間隔為1min或30S或更短。另外，主期終點速度也能夠最高溫度作為終點。4/25/202318吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第18頁煤發(fā)燒量測定2．3結(jié)束工作試驗結(jié)束后，關(guān)掉控制器電源。最先取溫度計，打開外筒蓋子，撥出點火電極插頭，取出氧彈，倒掉內(nèi)筒水。開啟氧彈排氣閥，遲緩放出廢氣。旋開彈頭蓋圈，取下彈頭。仔細檢驗試樣燃燒情況。苯甲酸燃盡后，無任何殘渣，如燃燒皿內(nèi)或彈筒內(nèi)有碳黑存在，則試驗作廢。若試樣燃燒完全，取下未燃盡點火絲，測量其長度，或稱量其質(zhì)量，計算出實際消耗點火絲質(zhì)量。搜集彈筒洗液，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其酸度，統(tǒng)計所消耗體積，以用作HNO3熱效應(yīng)值計算。2．4熱容量標(biāo)定結(jié)果計算依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，利用以下公式進行計算2．4．1冷卻校正值計算Vo=(To-to)/10;Vn=(tn-Tn)/10

C=(n-a)Vn+aVo4/25/202319吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第19頁煤發(fā)燒量測定式中V0——早期冷卻速度，K/minVn——末期冷卻速度，K/minC——冷卻校正值，Kn——主期由點火到終點時間，mina——主期內(nèi)由溫升比值確定時間因子，min令△=(tn-to),△1′40″=(t1′40″-to)當(dāng)△/△1′40″≤1.20時，a=△/△1′40″-0.01;當(dāng)△/△1′40″>1.20時，a=△/△1′40″在微機控制自動量熱儀中，可采取瑞——方公式或準(zhǔn)確度更高冷卻校正公式計算冷卻校正值。2．4．2點熾熱計算依據(jù)點火絲實際消耗量g計算點熾熱q1；q1=g·p式中：q——點火絲實際消耗質(zhì)量，g；p——點火絲燃燒熱，J/g;4/25/202320吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第20頁煤發(fā)燒量測定慣用點火絲燃燒熱為：鐵絲6700J/g;鎳鉻絲6000J/g;銅絲2500J/g;脫脂棉絲17500J/g。2．4．3依據(jù)彈筒洗液酸度計算HNO3熱效應(yīng)值qnqn=60c·V式中：c——NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/LV——滴定彈筒洗液消耗NaOH體積mL.Qn也可按下式（GB/T213－1996推薦）計算qn=0.0015·Q·m式中：0.0015——HNO3熱效應(yīng)經(jīng)驗系數(shù)；Q——標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸發(fā)燒量，J/g;M——苯甲酸試樣質(zhì)量，g2．4．4熱容量計算熱容量標(biāo)定結(jié)果按以下公式計算4/25/202321吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第21頁煤發(fā)燒量測定E＝國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T213-1996中要求，量熱儀熱容量標(biāo)定，其試驗應(yīng)不少于5次，取極差不超出40J/K5次試驗測定值平均值作為標(biāo)定結(jié)果，并修約到1J/K。若5次試驗測定值極差超出40J/K，則再作1～2次試驗，取其中極差不超出40J/K5次試驗測定值平均值作為儀器熱容量。如補作1～2次試驗，測定值還達不到上述要求，則舍棄全部數(shù)據(jù)，對量熱儀及試驗操作過程作全方面檢驗，糾正問題后，重新標(biāo)定。2．4．5冷卻常數(shù)K和綜合帶數(shù)A計算在計算冷卻校正值時，要用到to和tn點對應(yīng)冷卻速度數(shù)據(jù)V0和Vn。標(biāo)定熱容量時，冷卻速度是經(jīng)過試驗中設(shè)置早期和末期，以早期平均冷卻速度V0代表to點冷卻速度，以末期平均冷卻速度Vn代表tn點冷卻速度。單次試驗儀器常數(shù)K和A值，可依據(jù)V0、Vn以及to和tn點內(nèi)外筒溫差數(shù)據(jù)計算。4/25/202322吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第22頁煤發(fā)燒量測定由屢次試驗數(shù)據(jù)確定儀器常數(shù)K和A，采取一元線性回歸法計算。依據(jù)5次標(biāo)定熱容量試驗數(shù)據(jù)，先計算每次試驗V0、Vn和對應(yīng)（to-tj）、（tn-tj），5次共10組V~(t-tj)數(shù)據(jù)以下表所表示初末期冷卻速度與對應(yīng)內(nèi)外筒溫差數(shù)據(jù)序號Vo(to-tj)Vn(tn-tj)1V01(to-tj)1Vn1(tn-tj)12V02(to-tj)2Vn2(tn-tj)23V03(to-tj)3Vn3(tn-tj)34V04(to-tj)4Vn4(tn-tj)45V05(to-tj)5Vn5(tn-tj)54/25/202323吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第23頁煤發(fā)燒量測定

(to-tj)=(To+to)/2-tj;(tn-tj)=(tn+Tn)/2-tj將(t-tj)視為自變量X，V視為因變量Y，則V＝K(t-tj)＋A能夠?qū)懗蓎=Kx+A設(shè)X~Y數(shù)據(jù)有n組，則

K=或A=4/25/202324吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第24頁煤發(fā)燒量測定A=回歸方程式（8-33）相關(guān)程度，可用相關(guān)系數(shù)r大小判斷；r=3．熱容量標(biāo)定與儀器常數(shù)確定計算舉例已知標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸發(fā)燒量26465J/g，5次重復(fù)試驗數(shù)據(jù)列于下表。試計算熱量計熱容量E和儀器常數(shù)K和A。4/25/202325吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第25頁煤發(fā)燒量測定熱容量標(biāo)定試驗統(tǒng)計（q1=36J）序號試樣質(zhì)量溫度讀數(shù)時間nTotoT1′40″tnTn11.071120.78720.80221.71722.72522.7081021.063320.78220.48821.77822.75322.6371130.936821.23521.25222.12522.93422.916940.899721.34621.34622.43622.97222.9541050.939020.93420.93421.86222.63622.620104/25/202326吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第26頁煤發(fā)燒量測定1冷卻校正和熱容量計算依據(jù)上表中數(shù)據(jù)，采?。?-28）式和（8-27）式計算每次試驗V0、Vn和C；按（8-31）式計算硝酸熱效應(yīng)值；按（8-32）式計算熱容量，計算結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)列于下表。5次測定結(jié)果極差R＝14605－14589＝16J/K<40J/K所以取5次測定結(jié)果平均值（E）作為量熱儀熱容量。3．2儀器常數(shù)K和A計算依據(jù)上表V0和Vn和（t-tj）數(shù)據(jù)，進行線性回歸，結(jié)果以下：K＝1.7X10minA=-4X10K/minR=0.992所以，冷卻速度關(guān)系式可寫為：V=1.7X10(t-tj)-4X10將此式直角坐標(biāo)紙上繪成直線圖，測定煤樣發(fā)燒量時，可在此直線上依據(jù)（to-tj）和（tn-tj）查出對應(yīng)V0和Vn。4/25/202327吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第27頁煤發(fā)燒量測定計算表計算項目12345Vo(K/min)-0.0015-0.0017-0.0013-0.0012-0.0014Vn(K/min)0.00170.00160.00180.00180.0014△/△1′40″1.1022.0441.9271.4991.347(min)1.002.041.931.501.35C(K)0.01230.01090.01020.01350.0088(to-tj)(K)-0.805-0.742-0.357-0.246-0.659(tn-tj)(K)1.1171.0951.3251.3631.028Qn(J)42.542.237.235.737.3E(J/K)1459114601145891460514592E(J/K)145964/25/202328吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第28頁煤發(fā)燒量測定煤炭發(fā)燒量測定煤炭燃燒過程中化學(xué)反應(yīng)煤燃燒，主要是煤中可燃物質(zhì)與氧氣之間發(fā)生猛烈化學(xué)反應(yīng)過程。煤中不可燃無機礦物質(zhì)同時也發(fā)生熱分解化學(xué)反應(yīng)，但后者對煤炭燃燒熱影響較小而且關(guān)系復(fù)雜，普通情況下不作深入討論。煤樣氧彈中燃燒，可用列反應(yīng)式表示：煤（C、H、S、N等）＋O2（過量）CO2＋H2O＋H2SO4＋SO2+HNO3＋N2＋…＋Q+A彈筒發(fā)燒量測定過程及其結(jié)果計算2．1準(zhǔn)備工作不一樣種類煤樣，其發(fā)燒量大小也不相同，燃燒特征可能有較大差異，為了使煤樣發(fā)燒量測定結(jié)果可靠，要設(shè)法確保試樣燃燒完全。同時試樣燃燒釋放熱量使量熱體系產(chǎn)生溫升值應(yīng)盡可能與標(biāo)定熱容量時溫升值一致，以抵消試驗過程中一些不易消除或不作校正誤差。所以，依據(jù)煤樣熱量大小，稱取0.8～1.2克試樣。依據(jù)煤樣燃燒特征不一樣，試驗前應(yīng)采取直接一些辦法處理試樣，以確保它燃4/25/202329吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第29頁煤發(fā)燒量測定燒完全。測定普通無煙煤和煙煤發(fā)燒量，直接采取粉狀試樣，不作任何特殊處理。對于燃燒時易于飛濺（爆燃）試樣如高揮發(fā)分煙煤和褐煤等，可用已知質(zhì)量擦鏡紙（使用前測定出其燃燒熱值）包緊；或先在壓片中壓成片狀，然后切成2～4mm小塊。對于發(fā)燒量過低或灰分過大不易燃燒完全試樣，（1）可先在燃燒皿底鋪一層石棉墊或用石棉絨做襯墊，石棉絨使用前應(yīng)在800℃下灼燒半小時；（2）如加襯墊后仍燃燒不完全，可提升充氧壓力至3.0～3.2Mpa；或（3）用已知質(zhì)量和發(fā)燒量擦鏡紙包裹稱好試樣，或（4）用已知質(zhì)量和發(fā)熱量甲酸與試一起燃燒，苯甲酸或混合試樣應(yīng)壓制成型。2．2試驗步驟與測定結(jié)果計算內(nèi)筒、氧彈準(zhǔn)備，與標(biāo)定熱容量完全一樣。儀器裝配好后，開啟攪拌器，攪拌5分鐘。準(zhǔn)確測量內(nèi)筒溫度記為t0，馬上點火。統(tǒng)計外筒溫度tj，1分40秒時，測量內(nèi)筒溫度記為t1′40″近終點時，每隔1分鐘測量一次內(nèi)筒溫度，以第一個下降點作為終點溫度tn。停頓攪拌，結(jié)束試驗。4/25/202330吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第30頁煤發(fā)燒量測定彈筒發(fā)燒量和高位發(fā)燒量計算值修約到1J/一。做平行測試驗兩次，若高位發(fā)燒量差值不超出150J/g,則計算它們平均值。修約到10J/g，以KJ/g或MJ/kg表示，作為測定結(jié)果報出。2．2．1彈筒發(fā)燒量（Q,v,ad）彈筒發(fā)燒量是單位質(zhì)量燃料試樣在氧彈內(nèi)有過剩氧氣條件下完全燃燒所釋放出全部熱量。依據(jù)燃料試樣在氧彈內(nèi)燃燒生成產(chǎn)物種類和相態(tài)，我們能夠知道，彈筒發(fā)燒量由以下幾個部分熱量組成：（1）可燃物燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物（CO2、H2O、SO2、N2）釋放熱量（以下簡稱為可燃物燃燒熱）；（2）由SO2反應(yīng)生成H2SO4化學(xué)反應(yīng)熱和H2SO4溶于水溶解熱（以下簡稱為H2SO4熱效應(yīng)值）；（3）由N2反應(yīng)生成HNO3化學(xué)反應(yīng)熱和HNO3溶于水溶解熱（以下簡稱為HNO3熱效應(yīng)值）；（4）燃料中H生成H2O（g）和燃料中含有水分（M）在燃料燃燒過程中形成H2O（g）由汽態(tài)凝結(jié)成液態(tài)時釋放出汽化潛熱（簡稱水汽化潛熱）。彈筒發(fā)燒量即為用量熱儀測得發(fā)燒量直接結(jié)果。4/25/202331吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第31頁煤發(fā)燒量測定2．2．2高位發(fā)燒量（Qgr,ad）高位發(fā)燒量指是單位質(zhì)量燃料在空氣中完全燃燒所釋放出熱量。它只包含（1）可燃物燃燒熱和（2）水汽化潛熱。所以，從燃料試樣彈筒發(fā)燒量中扣除彈筒中生成硫酸和硝酸熱效應(yīng)值，即可得到相當(dāng)于燃料在空氣中完全燃燒所釋放熱量——高位發(fā)燒量。計算方法以下：Qgr,ad=Qb,ad-(94.1St,ad+ɑQb,ad)2．2．3低位發(fā)燒量（Qnct,ad）燃料在工業(yè)鍋爐中燃燒時，其產(chǎn)物中H2O均以氣態(tài)形式存在并隨煙氣排走。此時燃燒釋放出來能夠被有效利用熱量，只有可燃物燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物燃燒熱。它比燃料在空氣中燃燒熱要低，故稱低位發(fā)燒量。它是可能被利用凈熱。依據(jù)低位發(fā)燒量含義，從高位發(fā)燒量中扣除水汽化潛熱，即可得到相當(dāng)于燃料在工業(yè)爐內(nèi)完全燃燒釋放熱量——低位發(fā)燒量。4/25/202332吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第32頁煤發(fā)燒量測定燃燒產(chǎn)物中水，一部分是燃料氫元素燃燒生成水（H2O），另一部分是燃料中含有潤濕在燃料顆粒表面水分（M）。一個質(zhì)量單位H燃燒后生成9個質(zhì)量單位H2O，所以燃燒產(chǎn)物中總水量為（9H＋M）/100。在20℃時，1克H2O汽化潛熱為2448焦?fàn)?。在計算中，普通?450J/g。所以，可按以下公式由高位發(fā)燒量計算低位發(fā)燒量：Qnet,v,ar=(Qgr,v,ad－206Had)－23Mar四、熱量計1.熱量計種類測定固態(tài)和液態(tài)燃料發(fā)燒量用氧彈式熱量計，依據(jù)量熱體系吸熱介質(zhì)不一樣，內(nèi)外筒之間相對關(guān)系不一樣以及測溫元性和操作控制方式不一樣，能夠劃分為不一樣種類。吸熱介質(zhì)4/25/202333吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第33頁煤發(fā)燒量測定內(nèi)外筒關(guān)系測溫元件與控制方式4/25/202334吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第34頁煤發(fā)燒量測定干式熱量計,又稱無水熱量計，國內(nèi)俗稱“雙干式”熱量計，是基于熱電堆測溫技術(shù)，以氧彈本體作為吸熱介質(zhì)新型自動熱量計。其主要特點是測定速度快，通常在2.5min內(nèi)就可測定一個試樣。但其精密度稍差。靜態(tài)式熱量計,它外筒水溫度不加控制，通常以加大外筒水量和盡可能保持室溫不變方式來維持其溫度基本穩(wěn)定。這類熱量計外筒普通不設(shè)攪拌裝置。恒溫式熱量計,外筒水溫度經(jīng)過一定控溫裝置維持恒定不變。維持外筒溫度不變主要目標(biāo)是為了冷卻校正計算方便。這兩類熱量計，從內(nèi)外筒熱量交換角度看，沒有本質(zhì)上區(qū)分。國內(nèi)沒有嚴(yán)格地加以區(qū)分，通常都稱為恒溫式熱量計。絕熱式熱量計，經(jīng)過一套內(nèi)外筒測溫裝置檢測試驗過程中內(nèi)外筒溫差，依據(jù)溫差調(diào)整外筒溫度，使之跟蹤內(nèi)筒溫度改變，以此方法消除內(nèi)外筒之間熱量傳遞從而實現(xiàn)內(nèi)筒處于一個相正確“絕熱”狀態(tài)，免去冷卻校正計算。外筒水加熱方式有電熱式和熱水混合式，外筒冷卻則采取低溫水冷卻方式。4/25/202335吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第35頁傳統(tǒng)熱量計，采取水銀玻璃溫度計測量內(nèi)外筒水溫。測量內(nèi)筒水溫，慣用內(nèi)標(biāo)式分度值為0.01K貝克曼溫度計。測量外筒水溫，普通用固定量程型分度值為0.1K或0.2K精密溫度計。內(nèi)筒溫度測量值，要經(jīng)過刻度校正和平均分度值校正，才能用于發(fā)燒量測定結(jié)果計算。伴隨微型計算機接口技術(shù)和軟件技術(shù)發(fā)展，以鉑電阻溫度傳感器在量熱儀上取得應(yīng)用；各種形式含有自動測溫、自動控制、自動計算等功效微機控制自動熱量計得到長足發(fā)展，有效地提升了發(fā)燒量測定速度和計算速度。伴隨測熱理論和測熱技術(shù)不停發(fā)展，微機化熱量計人工智能功效和自動控制功效也在逐步加強和日趨完善。在滿足測定結(jié)果準(zhǔn)確度要求前題下，測定結(jié)果精密度和儀器工作可靠性程度都在不停提升。這些技術(shù)上進步，極大地方便了儀器操作人員，同時為燃料商業(yè)貿(mào)易活動和燃燒設(shè)備安全經(jīng)濟運行提供了準(zhǔn)確可靠科學(xué)檢測伎倆。2.恒溫式自動熱量計結(jié)構(gòu)原理微機控制恒溫式自動熱量計，由系統(tǒng)硬件和測控軟件兩大部分組成。其中硬件系統(tǒng)組成按結(jié)構(gòu)和功效可分為：4/25/202336吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第36頁煤發(fā)燒量測定自動熱量計硬件組成4/25/202337吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第37頁煤發(fā)燒量測定整個硬件系統(tǒng)組成如圖示：4/25/202338吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第38頁煤發(fā)燒量測定自動熱量計另一主要組成部分是系統(tǒng)測控軟件。軟件主要功效可用圖示流程圖描述。4/25/202339吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第39頁煤發(fā)燒量測定冷卻校正原理與等效冷卻公式3．1冷卻校正原理在發(fā)燒量測定過程中，燃料試樣在氧彈內(nèi)燃燒，向量熱體系釋放大量熱量，使內(nèi)筒中水溫度上升；同時攪拌器以恒定速度攪拌內(nèi)筒中水，其機械能產(chǎn)生一定熱效應(yīng)——攪拌熱，會使得內(nèi)筒水產(chǎn)生一個較小附加溫升。另首先，因為內(nèi)筒與外筒（即環(huán)境）之間溫差存在而產(chǎn)生熱量交換，從而造成內(nèi)筒溫度下降，另外，內(nèi)筒中水蒸發(fā)散發(fā)散熱取決于試樣燃燒后使量熱體系產(chǎn)生溫升準(zhǔn)確測量。因為冷卻作用，實際測量出內(nèi)筒溫升值，比內(nèi)外筒之間無熱量交換情況下內(nèi)筒能夠到達溫升值要小。對因冷卻作用而造成內(nèi)筒溫度下降進行校正，稱為冷卻校正。依據(jù)牛頓冷卻定律，一個物體冷卻速度與該物體溫度和環(huán)境溫度之差成正比。對于量熱儀來說，量熱體系冷卻速度，除了與內(nèi)外筒溫差相關(guān)外，還與攪拌熱效應(yīng)和內(nèi)筒水面蒸發(fā)散熱相關(guān)。所以，將牛頓冷卻定律應(yīng)用于量熱儀，內(nèi)筒冷卻速度可用以下公式表示：V=K(t-tj)+A式中：V——內(nèi)筒冷卻速度，K/min;4/25/202340吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第40頁煤發(fā)燒量測定K——量熱儀冷卻常數(shù)，min-1t——內(nèi)筒溫度，Kti——外筒（即環(huán)境）溫度，KA——攪拌及蒸發(fā)綜合校正值（習(xí)慣上稱綜合常數(shù)），K/min.在理論上，內(nèi)筒冷卻校正值C可依據(jù)內(nèi)筒冷卻速度V對試驗時間r積分求得。C==K將（8-18）式代入得C=

=K4/25/202341吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第41頁

則:C=KS+nA式中，C——冷卻校正值，K；n——試驗主期（點火到終點）時間，minS——試驗主期內(nèi)、外筒兩條溫度曲線之間面積代數(shù)和K·min.K=令:S=煤發(fā)燒量測定4/25/202342吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第42頁煤發(fā)燒量測定上述公式為計算冷卻校正值理論公式。2利用邊界條件確定K和A值K和A值，是表征量熱儀在一定條件下特征常數(shù)。在發(fā)燒量測定過程中試驗主期內(nèi)，內(nèi)筒水首先因為吸收氧彈內(nèi)試樣燃燒釋放熱量而產(chǎn)生溫升，另首先因為冷卻作用而使溫度有所降低，所以，試驗測得溫度曲線，是兩種作用疊加結(jié)果。所以無法依據(jù)試驗主期內(nèi)溫度數(shù)據(jù)求出K和A值。這兩個常數(shù)，必須采取內(nèi)筒無改變熱源情況下能夠準(zhǔn)確反應(yīng)量熱儀冷卻特征數(shù)據(jù)來確定，即利用試驗主期邊界條件確定。為此，在試驗點火之前和試驗主期抵達終點之后，分別設(shè)置一個時間為5min（或10min）早期和末期。在早期和末期內(nèi)筒溫度平均改變速度及其對應(yīng)內(nèi)外筒溫度平均值，采取牛頓冷卻定律公式（8-18）式計算出K和A值。設(shè)內(nèi)筒早期起始溫度為T0，早期終點溫度即主期起始（點火時）溫度為t0；主期終點溫度為tn；末期終點溫度為Tn，上述各點對應(yīng)外筒溫度分別為Tjo、tjo、tjn、Tjn。早期、主期、末期及其臨界點關(guān)系如圖8-3所表示。4/25/202343吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第43頁煤發(fā)燒量測定早期平均冷卻速度V0＝（T0－t0）/5末期平均冷卻速度Vn＝（tn－Tn）/5內(nèi)、外筒初、末期平均溫度：to=(To+to)/2tjo=(Tjo+tjo)/2tn=(Tn+tn)/2tjn=(Tjn+tjn)/2對于to點和tn點，由（8-18）式有：Vo=K(to-tjo)+AVn=K(tn-tjn)+A將上式應(yīng)用于早期和末期，則有Vo=K(to-tjo)+AVn=K(tn-tjn)+A4/25/202344吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第44頁煤發(fā)燒量測定解上述二元一次方程組，得K=(Vn-Vo)/[(tn-tjn)-(to-tjo)]A=Vo-(to-tjo)(Vn-Vo)/[(tn-tjn)-(to-tjo)]3采取數(shù)值積法求解S在發(fā)燒量測定過程中，試驗主期內(nèi)筒溫度t和外筒溫度tj隨試驗時間r改變曲線如圖8-4所表示設(shè)試驗主期時間為n，統(tǒng)計內(nèi)、外筒溫度時間隔為r，則主期溫度統(tǒng)計次數(shù)為m=n/r，即r=n/m。依據(jù)數(shù)值積分梯形法則，冷卻校正原理公式中積分項S可由下述方法求得：將t（r）和tj（r）兩條曲線之間面積，按時間間隔r等分為m個條形，則兩條曲線間面積之代數(shù)和等于m個小條形面積之代數(shù)和。將每個小條形兩條曲線邊視為直線，即將條形視作梯形，則上述面積之代數(shù)和近似地等于m個梯形面積之代數(shù)和。理論上，m越大，則梯形面積之代數(shù)和就越迫近曲線面積積分值。實際上，只要m足夠大，則梯形面積代數(shù)和可完全滿足測定結(jié)果準(zhǔn)確度要求。4/25/202345吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第45頁煤發(fā)燒量測定依據(jù)上述分析，圖中任一小梯形面積為：Si=[(ti-1-tji-1)+(ti-tji)]·則m個小梯形面積之和為：S===[(to-tjo)+(ti-tji)]+…+[(t1-tj1)+(t2-tj2)]+…+[(ti-1-tji-1)+(ti-tji)]+…+[(tm-1-tjm-1)+(tm-tjm)]4/25/202346吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第46頁煤發(fā)燒量測定經(jīng)整理得：S=[++]3．4冷卻校正公式通用表示形式與特定形式——瑞方公式利用試驗邊界條件，推導(dǎo)出了量熱儀冷卻常數(shù)K和綜合常數(shù)A表示式。采取數(shù)值積分梯形法則，又導(dǎo)出了可無限迫近積分公式內(nèi)外筒兩條溫度曲線之間面積S計算式。將（8-23）和（8-24）式代入（8-21）式，即可得到冷卻校正公式通用表示形式：4/25/202347吉林省電力科學(xué)研究院煤的發(fā)熱量測定培訓(xùn)講座第47頁煤發(fā)燒量測定C=KS+nA=·[+](to-tjo)][+若令n/m＝1，即統(tǒng)計溫度時間間隔取1min，且假設(shè)tjm=tjo,tjo=tji=tjm，即假設(shè)外筒溫度在整個試驗過程中一直保持恒定不變，則由（8-25）式可得：n[Vo-

經(jīng)整理得：C=nVo+

-n(to-tjo)]4/25/202348吉林省電力科學(xué)研