量熱儀俗稱熱量計(jì),國內(nèi)稱大卡儀,主要測量煤炭、秸稈等固體的發(fā)熱量,也可測量石油等液體的發(fā)熱量,主要用于熱電、水泥、煤炭、新能源等領(lǐng)域。
量熱儀的熱容量是指該設(shè)備的量熱系統(tǒng)溫度每升高1℃所吸收的熱量,用J/K表示。
如果想要根據(jù)試樣燃燒后水溫的升高來計(jì)算試樣的發(fā)熱量,應(yīng)知道水溫升高1℃需要吸收多少熱量。量熱儀包含以下組件:測量單元、分解氧彈、充氧站。
維護(hù)方法
每天試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行下述檢查和維護(hù),可使儀器經(jīng)常保持良好的工作狀態(tài)而且能延長使用壽命。
1.氧彈:除每次試驗(yàn)后對氧彈進(jìn)行清洗和干燥外,對以下幾點(diǎn)也應(yīng)該注意和檢查:
(1)氧彈只能用手?jǐn)Q動,當(dāng)手感到有阻力即應(yīng)停止,切忌用工具硬擰,每天試驗(yàn)完畢后,應(yīng)進(jìn)行一次清洗。
(2)彈帽和閥座,用完后應(yīng)沖洗干凈并擦干。
(3)彈杯沖洗干凈,擦洗螺紋,并檢查彈杯上是否有機(jī)械損傷,注意不許將彈杯倒置。
(4)檢查密封圈是否磨損和燃燒時(shí)的損傷,如密封不嚴(yán)有漏氣現(xiàn)象,則應(yīng)更換
(5)檢查絕緣墊和絕緣套是否良好,有無破損,可定期作絕緣性能檢查。
(6)定期對氧彈進(jìn)行 20.0Mpa水壓試驗(yàn),每次水壓試驗(yàn)后,氧彈的使用時(shí)間不得超過一年(或不得超過5000次試驗(yàn))。
2.量熱筒:試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)將筒中水排放到外筒,擦干并保持清潔。
3.試驗(yàn)用水:純凈水,并且要定期更換,確保試驗(yàn)可靠性和成功率。
工作原理
熱容量標(biāo)定的有效期為3個(gè)月,但在以下情況發(fā)生時(shí),應(yīng)立即重新標(biāo)定:
1、正常使用中的量熱儀經(jīng)過較大幅度的搬動;
2、更換量熱儀氧彈的較大部件:如氧彈蓋、連接環(huán)等;
3、更換量熱儀溫度計(jì);
4、測定發(fā)熱量時(shí),內(nèi)筒實(shí)際水溫與熱容量標(biāo)定時(shí)的平均內(nèi)筒水溫相差5℃以上;
5、量熱儀經(jīng)過大修,并完全換水以后;量熱儀網(wǎng)建議,如果量熱儀的使用環(huán)境長時(shí)間沒有發(fā)生重大改變,每年也要根據(jù)使用地的季節(jié)變化,分為春、夏、秋、冬季,各標(biāo)定一次。
采用高級單片機(jī)系統(tǒng),操作全自動化,人工所需做的只是稱量、裝彈和充氧,儀器自動完成定量注水、自動攪拌、點(diǎn)火、輸出打印結(jié)果、排水等工作;
量熱儀的量熱系統(tǒng)中,除了水吸收熱量外,氧彈、內(nèi)筒、溫度計(jì)和攪拌器等都會吸熱,而且各自的吸熱情況不一樣;
各種因素比較復(fù)雜,不可能依靠簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算獲得,只能采用已知熱值的基準(zhǔn)物如苯甲酸來實(shí)際標(biāo)定出量熱系統(tǒng)溫度每升高1℃所要吸收的熱量,也就是標(biāo)定出量熱儀的熱容量。
全自動量熱儀是煤炭化驗(yàn)室設(shè)備中比較重要的一款儀器,全自動量熱儀和測硫儀是煤質(zhì)化驗(yàn)指標(biāo)的必備儀器設(shè)備,那么,全自動量熱儀在使用中出現(xiàn)故障,如何進(jìn)行快速維修,把故障排除呢?
1、全自動量熱儀氧彈漏氣。
橡膠密封圈老化或磨損,更換氧彈各部位密封圈。
2、全自動量熱儀點(diǎn)火失敗。
線路不通或接觸不良,檢查連線是否連接好,氧彈頭與點(diǎn)火帽是否接觸好,氧彈內(nèi)筒是否放好。試樣潮濕,充氧過快濺濕試樣,點(diǎn)火絲或棉線與試樣接觸不良,重新裝樣。兩電極過臟,用砂紙打磨電極。點(diǎn)火帽氧化,用砂紙打磨點(diǎn)火帽氧化物,兩電極與坩堝短路(此時(shí)容易燒毀坩堝和電極),更換電極或坩堝重新裝樣。
3、全自動量熱儀試樣燃燒不完全,試樣不易燃。
氧氣未充足或氧氣壓力不足,用擦鏡紙包好試樣延長充氧時(shí)間,更換氧氣瓶。
4、全自動量熱儀點(diǎn)火后濕度上升過高,熱值過高。攪拌器不轉(zhuǎn),攪拌軸卡死,線路不通。
攪拌葉落,用一棉線插入與攪拌軸連接的尼龍棒孔內(nèi),重新插好。
5、全自動量熱儀試驗(yàn)長時(shí)間不結(jié)束,環(huán)境溫度過高,調(diào)外筒水溫與室溫基本一致,或降低室內(nèi)溫度。
6、全自動量熱儀氧彈充氧時(shí)漏氣,充氧中密封圈老化或磨損,更換充氧儀密封圈。
量熱儀的熱容量是指該設(shè)備的量熱系統(tǒng)溫度每升高1℃所吸收的熱量,用J/K表示。如果想要根據(jù)試樣燃燒后水溫的升高來計(jì)算試樣的發(fā)熱量,首先應(yīng)知道水溫升高1℃需要吸收多少熱量。
全自動量熱儀測試原理
煤的發(fā)熱量在氧彈熱量儀中進(jìn)行測定,一定量的分析試樣,在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,燃燒產(chǎn)生的熱量由彈筒壁傳導(dǎo)給一定量的內(nèi)筒水和量熱系統(tǒng)(包括內(nèi)筒、氧彈、攪拌葉、測溫探頭)吸收,水的溫升與試樣燃燒釋放的熱量成正比。
熱容量是量熱系統(tǒng)每升高1℃所吸收的熱量,單位為(J/K),熱容量通過在相似條件下燃燒一定量的基準(zhǔn)量熱物質(zhì)苯-甲-酸來確定。
發(fā)熱量測定時(shí),根據(jù)試樣點(diǎn)燃前后量熱系統(tǒng)產(chǎn)生的溫升以及系統(tǒng)熱容量,并對點(diǎn)火熱等附加熱進(jìn)行校正后即可求得試樣的彈筒發(fā)熱量,單位為焦耳/克(J/g)。
從彈筒發(fā)熱量中扣除硝酸形成熱和硫酸校正熱(硫酸與二氧化硫形成熱之差)后即得高位發(fā)熱量。
對煤中的水分(煤中原有的水和氫燃燒生成的水)的氣化熱進(jìn)行校正后求得煤的低位發(fā)熱量。
0.9~1.1g的待測物放入熱量坩堝(耐熱、抗腐蝕)中,坩堝置于加有2.8~3.2MPa氧氣的氧彈內(nèi),放入熱量儀內(nèi)筒,內(nèi)筒加有定量蒸餾水,可燃物點(diǎn)燃釋放的熱量蒸餾水,根據(jù)水溫的上升量及量熱系統(tǒng)的熱容量,即可計(jì)算出可燃物的發(fā)熱量。
量熱儀工作原理
將一定量的試樣置于密封的氧彈中,在充足的氧氣條件下,令試樣完全燃燒,燃燒所放出的熱量被氧彈及其周圍的一定量的水(內(nèi)筒水)吸收,水的溫升與試樣燃燒釋放的熱量成正比。在規(guī)定的條件下預(yù)先標(biāo)定出量熱儀的熱容量。要測定發(fā)熱量時(shí),只要嚴(yán)格按照標(biāo)定熱容量的條件進(jìn)行試驗(yàn),并準(zhǔn)確測定出試樣燃燒后內(nèi)筒水的溫升值,采用科學(xué)的方法,即可計(jì)算出試樣的發(fā)熱量。
在恒溫式量熱系統(tǒng)中,由于外筒水和室溫之間和內(nèi)筒與外筒之間實(shí)際存在著熱交換,給發(fā)熱量的精確計(jì)算帶來了麻煩。因此,為了校正由熱交換引起的計(jì)算誤差,在建立發(fā)熱量計(jì)算數(shù)學(xué)模型時(shí)引入丁冷卻系數(shù)K和綜合常數(shù)A。K和A可通過對儀器進(jìn)行標(biāo)定計(jì)算得出。