引 言
燃煤發(fā)電企業(yè)的主體是煤炭 ， 煤炭的采購(gòu)費(fèi)用占燃煤發(fā)電企業(yè)成本的 80 % ， 同 時(shí) 煤 炭 的 發(fā) 熱 量 是 燃煤發(fā)電企業(yè)碳排 放核算 、 生 產(chǎn) 運(yùn) 行 、 能 源 利 用 效 率和核算發(fā)電成本的重要依據(jù) 。 煤炭發(fā)熱量結(jié)果的準(zhǔn)確 測(cè) 定 ， 對(duì) 維 護(hù) 企 業(yè) 經(jīng) 濟(jì) 利 益 ， 防范貿(mào)易糾紛有著重 要 作 用 ， 同時(shí)對(duì)燃煤發(fā) 電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全生產(chǎn)起著雙重意義。 目 前 ， 煤炭的發(fā)熱量主要依據(jù)上海昌吉氧彈熱量計(jì)測(cè)定 。 一定量的煤樣在氧彈熱量計(jì)中 ， 在充有足量氧氣的氧 彈熱量計(jì)內(nèi)完全燃燒 ， 根據(jù)熱量計(jì)的熱容量及煤樣燃燒前后的溫升 ， 計(jì) 算 煤 炭的 發(fā) 熱 量。 隨著計(jì)算機(jī)及發(fā)熱量測(cè)定技術(shù)的飛速發(fā) 展 ， 熱量計(jì)在操作模 式和結(jié)構(gòu)方面都取得了很大的 進(jìn) 展 ， 自動(dòng)化和智能化水平大大提高 ， 因 此 煤 炭發(fā)熱量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)條件及熱量計(jì)的性 能決定了發(fā)熱量測(cè) 定 的 準(zhǔn) 確 性。 以下主要從熱容量的標(biāo)定 、 熱 容 量的有效工作范圍及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)煤樣的測(cè)定結(jié)果等方面 ， 對(duì)熱量計(jì)工作的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性進(jìn)行探討 。
實(shí) 驗(yàn) 部 分
試驗(yàn)設(shè)備選用上海昌吉XRY-1A+氧彈熱量計(jì) 。 熱 容 量 標(biāo)定 試 驗(yàn) ： 在不加襯墊的 燃燒皿中稱量經(jīng)過(guò)干燥的苯甲 酸 ， 苯甲酸的質(zhì)量在 0 . 9g ~ 1 . 1g 。 熱容量的標(biāo)定一般 進(jìn) 行 5 次 重 復(fù) 試 驗(yàn) ， 然 后 計(jì) 算 5 次重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果的平均值和相對(duì)標(biāo) 準(zhǔn) 差 。 熱容量有效工作范圍試驗(yàn) ： 用苯 甲 酸 進(jìn) 行 14 次熱容量標(biāo)定試驗(yàn) ， 苯 甲 酸 的 質(zhì) 量 在0 . 1g ~ 1 . 4g ， 然后比較溫升和熱容量值的 關(guān) 系 。 標(biāo) 準(zhǔn)物質(zhì)煤樣評(píng)價(jià)熱量 計(jì)試驗(yàn) ： 選用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)煤樣 （ 10m ）重 復(fù) 測(cè) 定 7 次 發(fā) 熱 量 ， 煤 樣 的 質(zhì) 量 在 0 . 9g ~ 1 . 1g ， 然后進(jìn)行熱量計(jì)的精密度和準(zhǔn)確度評(píng)價(jià) 。
熱容量標(biāo)定結(jié)果
從 表 2 中 可 以 得 出 ，昌吉 熱 量 計(jì) 在 2018 年 12 月 27日標(biāo)定的熱容量平均值為 10481 . 82J / K ， 其 相 對(duì) 標(biāo) 準(zhǔn)偏 差 為 0. 06% ， 滿 足 GB/ T 213 - 2008 要求的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 不 超 過(guò) 0. 20% 。 從 表 2 中 還 可 以 得 出 ， 熱 量 計(jì) 在 2019年 2 月 20 日標(biāo)定的熱容量平均值為 10499. 9J/K， 較 前一次的熱容量差值為 0. 17% ， 滿 足 GB/ T 213 - 2008 要 求的熱容量值相差不超過(guò) 0. 25% ， 另外此次熱容量標(biāo)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 0 . 18 % ， 也 滿 足 GB / T 213 - 2008 的 精密 度 要 求 。
熱容量的有效工作范圍分析
熱容量的測(cè)定結(jié)果 。 可 以 推 導(dǎo)出 ， 當(dāng) 苯 甲 酸 質(zhì) 量 在 0 . 1935g ~ 103034g 時(shí) ， 主 期 溫 升 和熱容量的線性關(guān)系為 滿 足 GB/T 213-2008 對(duì) 相對(duì) 標(biāo) 準(zhǔn) 小 于 0 . 2 的 要 求 。其 中 E 為單次熱容量的測(cè)定結(jié)果 ，J/K；△t 為 單 次 熱 容量測(cè)定過(guò)程中 的主期溫升 ， K ； E軍 為熱容量的平均值 ，J / K ； △軍 t 為主期溫升的平均值 ， K ； r 為 相 關(guān) 系 數(shù) 。 查相關(guān)系數(shù)臨界值的表得 r0 . 05 , 12 為 0 . 532 ， 由 于 相 關(guān) 系數(shù) r > r0 . 05 , 12 ， 得 出 當(dāng) 熱 值 為 5120J / g ~ 34488J / g 時(shí) ， 該 恒溫量熱計(jì)的熱容量與溫升線 性相關(guān)顯著，即 隨 著 溫 升 的升 高，熱 容 量 增 大 。另 外 ， 按照上述方法計(jì)算出 ， 當(dāng)苯甲酸質(zhì)量為0. 4147g ~ 1. 1125g 時(shí) ，E = 10420. 48 + 13. 74△t 相 關(guān) 系 數(shù) 為0. 55 ， 大于相關(guān)系數(shù) 臨界值 r0 . 05 , 6 = 0 . 707 ， 說(shuō) 明 當(dāng) 熱 值為 10973J / K ~ 29437J / g 時(shí) ， 該恒溫?zé)崃坑?jì)的熱容量與溫升沒(méi)有明顯的線性關(guān)系 ， 即此范圍內(nèi)的熱量計(jì)熱容量可視作常數(shù) 。
3 結(jié) 論
1 ） 通 過(guò) 5 次苯甲酸的熱容 量標(biāo)定試驗(yàn)得出 ， 該 昌吉熱量計(jì)的熱容量較上 一次的差值為 0 . 17 % ， 相 對(duì)標(biāo) 準(zhǔn) 偏 差 為 0 . 18 % ， 精密度和穩(wěn)定性滿足 GB / T 213 -2008 的 要 求 。
2）該恒溫?zé)崃坑?jì)在測(cè)定 10m 標(biāo) 煤 時(shí) 的 值 為 1.00，真 實(shí)偏 倚 的 95 % 概 率 置 信 限 為 19 . 90 ± 39 . 29J / g 。 測(cè) 量 準(zhǔn)確度和精密度滿足 GB / T 29164 - 2012 的 要 求 。
3 ） 當(dāng)樣品的熱值范圍為 10973J / K ~ 29437J / g 時(shí) ，該恒溫?zé)崃坑?jì)熱容量可視作常數(shù) 。 當(dāng)超出此范圍時(shí)需在相應(yīng)熱值范圍內(nèi)標(biāo) 定熱量計(jì) ， 或者根據(jù)熱容量與溫升的線性關(guān)系計(jì)算出相應(yīng)的熱容量 。
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