摘要

本文利用ATC 300A自動氧彈量熱儀，在合理的測試方法下獲取了不同煤質屬性煤樣的發熱量。測試結果表明：煤樣的發熱量測試結果重復性良好，相對標準偏差（RSD）不大于0.2%，準確性小于100 J/g。

圖1 ATC 300A自動氧彈量熱儀

前言

煤炭的發熱量（熱值），是指單位質量的煤炭在wan全燃燒時所能釋放出的熱量，它是貿易定價的核心依據，也是所有燃煤設備及工藝設計的基礎參數。通過合理的測試方法使用高精度測試儀器來獲取更加準確的發熱量測試結果，對衡量煤炭質量的好壞至關重要。

煤質屬性的差異會直接影響煤炭發熱量的測定結果。固定碳含量越低，發熱量越低，測試的重復性可能變差；灰分（不可燃礦物）的含量增加，會導致燃燒不wan全，實測結果偏低；高揮發分（熱解氣體產物）可能導致煤樣爆燃飛濺進而影響測試結果。不同煤質需針對性優化測試方法，避免測試誤差。

本文利用ATC 300A自動氧彈量熱儀，比較了不同裝樣方式對煤樣發熱量測試結果的影響，并通過合理的測試方法，準確測定了煤質屬性差異明顯煤樣的發熱量。測試結果表明：不同固定碳、灰分及揮發分含量的標準煤樣，其發熱量測試結果重復性良好，相對標準偏差（RSD）不大于0.2%，準確性小于100 J/g。

實驗方法

1. 實驗條件

測試儀器：ATC 300A自動氧彈量熱儀

測試方法：GB/T 213-2008

環境溫度：25.3~ 26.6 oC

實驗樣品：GSB-國家標準煤炭樣品

2. 測試過程

打開ATC 300A自動氧彈量熱儀；

Step1：稱取一定質量樣品/助燃物，壓片后/包擦鏡紙放入樣品池中；

Step2：用棉線連接點火絲與樣品并固定；

Step3：安裝氧彈，并設置實驗參數，填寫樣品質量等；

Step4：開始實驗，在測試環境準備好后，儀器自動進行測試；

Step5：實驗結束，取下氧彈并進行清理；

Step6：重復測試，記錄實驗數據。

實驗結果

本實驗共選取5種發熱量、灰分及揮發分含量不同的標準煤樣進行測試，并在測試期間按照GB/T 212所述方法測量5種煤樣空氣干燥基水分的質量分數（Mad），樣品信息如表1所示。

表1 標準煤樣-樣品信息表（干基數據）

對于粉末狀樣品，直接進行測試易出現飛濺，影響結果準確性，因此通常采用壓片法或擦鏡紙包裹法進行制樣。實驗表明，這兩種方式在測定結果上無顯著差異。然而，由于煤樣本身煤質屬性的不同，需根據樣品特性選擇更適宜的測試方法以提高準確性。

ZBM111A 煤樣揮發分含量較高，直接測試容易發生爆燃和飛濺，導致測定結果偏低。實際測試中還發現，即使壓片處理仍存在較多樣品飛濺的現象，因此推薦采用擦鏡紙包裹后進行測試，以提升實驗可靠性。

ZBM110A 煤樣灰分含量高、放熱量低，直接測試時燃燒放熱緩慢，且易出現燃燒不wan全的情況。建議添加苯甲酸作為助燃劑以提高燃燒效率，但應注意控制苯甲酸的添加量，使其對單次測試總放熱量的貢獻低于50%，否則可能導致測定結果偏高。

圖2 煤樣不同裝樣方式（a）無處理（b）擦鏡紙包裹（c）壓片

5種煤質屬性差異的標準煤樣發熱量測試結果匯總于表2，結果已對擦鏡紙及苯甲酸的熱值進行了扣除。

表2 標準煤樣-包擦鏡紙測試數據

從測試結果看，在使用了合適的測試方法后，對于不同固定碳、灰分及揮發分含量的標準煤樣，其發熱量測試結果重復性良好，相對標準偏差（RSD）在0.16%以內，準確性（與出廠數據之差）不大于60 J/g，極差小于70J/g。

結論

本文利用ATC 300A自動氧彈量熱儀測定了煤質屬性差異煤樣的發熱量，系統研究了測試過程中的關鍵影響因素，并據此給出合理的樣品測試方法，有效提高了煤樣發熱量測定結果的準確性與重復性，為降低測量誤差提供了可靠方法支撐。