全自动量热仪说明书/热力公司煤炭检测仪器

全自动量热仪说明书

目   录
概述
1.    工作原理
2.    技术特征
3.    仪器结构及附属设备
3.1.   量热仪的主机结构
3.2.   外筒
3.3.   内筒
3.4.   盖体
3.5.   搅拌器
3.6.   内筒支架
3.7.   充氧装置
4.    仪器的安装

4.1开箱检查
4.2安装调试

5.    试验步骤

5.1. 称样
5.2. 装试样于氧弹内
5.3. 氧弹充氧
5.4. 放置氧弹

6.    量热仪单机操作的操作方法

6.1  标定热容量
6.2  测定发热量

7.    计算公式

7.1  弹筒发热量（Q b，a d）的计算方法
7.2  收到基高位发热量（Q g r，a d）的计算方法
7.3  收到基低位发热量（Q n e t, v, a r）的计算方法

8.    日常维护与检查
9.    常见故障及其原因
10.  建议
11.  附录
 
全自动量热仪说明书概述

全自动智能量热仪是我公司新开发的微机型可燃物发热量测定仪器，符合GB/T213-2003《煤的发热量测定方法》中恒温式热量计法的规定。该仪器主要用于固体和液体可燃物，如煤炭、石油、食品、木材等物质发热量的测定，特别适用于测定煤炭的发热量且可以直接得出试样的高位发热量和收到基低位发热量。广泛适用于企业和大专院校、科研及军工部门。
 该仪器的主要特点是：

• 采用4.3寸彩色触摸屏，界面直观、操作便捷。
• 高灵敏的度的测量系统，对温度采集精度为0.00001℃，使试验结果更准确。
• 全过程自动控制，自动水循环、自动搅拌、自动点火、显示仪器状态、声响提示、报警提示、自动打印测试结果。
• 采用热容量稳定系统、在不同使用环境中热容量变化小。

 1.工作原理

 本仪器适合测定能在高压氧气中*燃烧的物质的发热量，也可测定能在真空中燃烧的物质的发热量。
 在高压氧气中测量物质发热量的原理如下：
 先把标准重量的试样放在一个耐热腐蚀的不锈钢坩埚中，把坩埚放入不锈钢弹筒中，旋紧弹帽，然后往氧弹中充入氧气，压力约达3.0Mpa，再把它放进椭圆形内水筒中，然后向内水筒注入一定量的水，使弹筒浸没在水中。椭圆形内水筒安放在仪器的双层水套中，其目的是为内水筒（也称量热水筒）提供一个适宜的环境温度，当通电点燃弹筒内的试样后，燃烧产生的热，由弹筒壁传导给内筒水，根据水温的上升和量热系统（包括水筒、钢弹）的热容量，即可计算出试样的发热量。前述水套筒的水基本恒定不变，实验过程中内水筒与外水套筒之间的热交换可通过适当的计算加以校正。
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 2.技术特征

3.仪器结构及附属设备

3.1量热仪的主机结构

 量热仪的主机主要由外壳、外筒、内筒、搅拌器、氧弹等组成。
3.2外筒
外筒是用不锈钢制成的双层套筒，搅拌水泵可调节水温的均匀，并备有入水口、放水口和溢水口，便于调节水温和水位。
3.3内筒
内筒是截面为椭圆形的不锈钢容器，表面抛光以防止或减少热辐射和热交换。
3.4盖体
盖体为掀开式，盖体上装有搅拌器和测温孔，试验时把测温探头（温度传感器）插入测温孔内。
3.5搅拌器
搅拌器由微型电机与搅拌轴、浆组成，装在盖体上，转速稳定，效果良好设置操作。
3.6内筒支架
内筒支架用有机玻璃或胶木制成，用于承放内筒并定位。
3.7充氧装置
充氧装置是专门用于充氧的配套装置，它同氧弹热量计配套，也可用于其它型号热量计的气压自封式新型氧弹。该充氧装置具有以下优点：

• 可以*避免充氧所造成的喷溅。
• 充氧速度可调节。
• 操作方便，省时省力。
• 可以延长氧气减压阀的使用寿命。

    其工作原理： 氧气从氧气瓶经过氧气减压器输入充氧装置或再经过流量调节器到充气阀，阀内的阀塞借助于氧气的压力关闭充氧阀。氧弹将阀塞压开使氧气充入氧弹。充氧的压力由氧气压力表指示。
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4.仪器的安装
 

4.1开箱检查

仪器在运输过程中可能受到损伤，因此开箱后应仔细检查仪器外表是否有损伤的地方，是否缺件。
4.2安装调试

• 量热仪应安装在无强烈空气对流、不受阳光直射、温度变化不   应超过1℃的房间里，室温在15-30℃范围内为宜。
• 将量热仪整机平放在实验台上，并将外壳妥善接地（防止干扰和触电事故）。
• 微机应放置距量热仪主机0.75米以外，以防止微机自身热量对试验结果的影响。

注意：向外筒水套中注满蒸馏水。放置24小时后方可开始试验
 

5.试验步骤
 

5.1称样

在燃烧皿中准确称取分析试样（粒度≤0.2mm）0.9—1.1g (准确到0.0002g)。燃烧易于飞溅的试样，可先用已知重量的擦镜纸包紧或在压饼后切成2—4mm的小块使用。不易*燃烧的试样，可先在坩埚底部铺上一层石棉衬垫，用手压实（石英坩埚不需要任何衬垫）。如加衬垫仍燃烧不*，则用已知质量和热值的擦镜纸包裹称好的试样并用手压紧后放入坩埚中，（用一张擦镜纸，面积10×15cm折为两层，把试样放在纸上，然后包严压紧，对特别难燃烧的试样可用两张擦镜纸并把充氧压力提高到3.2Mpa，严禁使用电解氧。）
5.2装试样于氧弹内
卸下氧弹帽，将弹头部分置于弹头支架上，在两电极上装入长约70mm、φ0.1mm的镍铬丝，固定使之绷紧，在中间位置系上棉线；放好试样，使棉线与之保持良好接触。注意勿使点火丝接触燃烧皿或弹筒外壁，以免形成短路，导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。
 为了保证每次试验点火热的一致，镍铬丝和棉线的长度应保持一致。
在弹杯中加入10毫升蒸馏水，小心地将弹头放入弹杯中，旋紧弹帽。
5.3氧弹充氧
向氧弹充氧直到压力达到2.8—3.0MPa。充氧时间不得小于15秒。当钢瓶中氧气压力低于5Mpa，充氧时间应酌量延长，压力降到4.0Mpa以下时，应更换新的钢瓶氧气。
检验氧弹是否漏气，可把氧弹浸没在水中，无气泡现象表明气密性良好，反之应找出原因，加以纠正。
5.4放置氧弹
将氧弹放入内筒中，盖上量热仪上盖，观察指示灯状态，如果指示灯灭，表明仪器与氧弹接触良好，如果指示灯依旧亮，则表明仪器与氧弹接触不良，需打开上盖检查氧弹是否装好。
与氧弹头相接触的量热仪上盖电极和内筒的三个氧弹支架的导电电极要经常清洁，与氧弹保持接触良好。如果量热仪上盖不能压紧氧弹，需调整量热仪上盖接触电*度。
察看内筒上水水位，如果水位达不到氧弹头以上10mm处，应调整水位，使弹帽顶面（不包括突出的氧气阀）浸没在水面下10—20mm。

 
 6.量热仪单机操作的操作方法

6.1标定热容量
打开电源开关，仪器进入主界面。

按↑.↓键选择更改项，按数字键进行修改。修改完成后按[确定]键即可进入热容量的测试界面直至试验结束。

 6.2测定发热量

在主界面按键进入参数设定界面。

按↑.↓键选择更改项，按数字键进行修改。修改完成后按[确定]键即可进入发热量的测试直至测试结束显示试验结果：

7.计算公式
 

7.1弹筒发热量（Q b，a d）的计算方法

式中： Q b，a d ——分析试样的弹筒发热量，J/g；
    E   —— 热量计的热容量，J/K；
    Q 1—— 点火热，J；
    q 2 —— 添加物如包纸等产生的总热量，J；
      m—— 试样质量，g 
 
7.2收到基高位发热量（Q g r，a d）的计算方法
Q g r，a d = Q b,a d - (94.1S b,a d + a Q b,a d)
式中: Q g r，a d —— 分析试样的高位发热量，J/g；
Q b，a d              ——  分析试样的弹筒发热量，J/g；
S b，a d               ——  由弹筒洗液测得的煤的含硫量，当全硫含量低于4%时，或发热量大于14.60MJ/Kg时，可用全硫或可燃硫代替Sb，ad。
94.1                  ——煤中每1% 硫的校正值，J；
      a                 ——硝酸校正系数；
当Q b，ad ≤16.70 MJ/Kg，a = 0.001
当16.70 MJ/Kg ＜ Q b，ad ≤ 25.10 MJ/Kg，a = 0.0012
当Q b，ad＞25.10MJ/Kg，a = 0.0016
7.3收到基低位发热量（Q n e t, v, a r）的计算方法
 
式中：  Q n e t，v，a r  ——  收到基煤的低位发热量，J/g；
        Q g r ，a d    ——  分析试样的高位发热量，J/g；
         Mt                ——  收到基全水份，%；
         Ma d            ——  分析试样的水份，%；
         Had              ——  分析试样的氢含量，%。
 

8.日常维护与检查
 

 每天实验结束后，应经常进行下述检查和维护，可使仪器经常保持良好的工作状态，而且能延长使用寿命。
 1. 氧弹：除每次试验后对氧弹进行清洗和干燥外，并对以下几点也应注意和检查：

    （1）氧弹只能用手拧动，当手感拧紧时应停止，切忌用工具硬拧。每天试验完毕后，应进行一次清洗。

   （2）弹帽和阀座，用完后应冲洗干净并擦干。
 

   （3）弹杯冲洗干净，擦洗螺纹，并检查弹杯上部有否机械损伤，注意不许将弹杯倒置。
 

   （4）检查密封圈有否磨损和烧伤时的损伤，如密封不严有漏气现象，则应更换。
 

   （5）检查绝缘套是否良好，有否损伤。
 

   （6）定期对氧弹进行20.0Mpa水压试验，每次水压试验后，氧弹的使用时间不得超过两年。
 

2. 量热筒：试验后应将筒中的水倒掉，擦干并保持清洁。
3. 外套水筒：如不连续做试验，需将筒中的水放掉，保持内部清洁干净，不要使脏物掉入筒中。
 

9.常见故障及其原因
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 仪器常见故障的原因与排除：
1. 打开电源开关，屏幕不亮：电源未接通或3A保险丝坏。
2. 氧弹漏气：橡胶密封圈老化或磨损。
3. 搅拌器不转：①搅拌轴卡死；②线路不通；③检查浆叶是否碰到氧弹或量热筒壁。
4. 不上水：检查清洗上水泵。
5. 不排水：检查清洗排水泵。
6.点火失败：①两点火电极短路，烧5A保险，使两电极分离，更换5A保险；②两电极与坩埚短路（此时容易烧毁坩埚和电极）；③点火丝与点火电极接触不良，用水砂纸打磨两点火电极及压点火丝的圆柱体底面，使之恢复金属光泽；④机盖上的点火装置与氧弹未接触或接触不良，需调整量热仪上盖接触电*度；⑤机盖上的点火装置有锈斑，用砂纸打磨光亮；⑥内筒里的3个点火触点有铜锈，与氧弹接触不好，用刀片刮除锈斑；⑦试样潮湿或充氧速度过快溅湿试样；⑧点火丝或棉线与试样未接触。
7. 测试数据忽高忽低一致性不好：①搅拌器转动不正常，时转时不转，加润滑油或更换搅拌器；②煤样颗粒不均匀，重新制样或更换制样设备；③重新标定热容量并检查各种数据，必要时返回生产厂家。
8. 试样燃烧不*：①试样不易燃；②氧气未充足。
9. 弹筒、高位、低位发热量测试结果都一样：样重没有输入小数点或DI一位输错。
10. 注意事项：①加水时不要将水溅到仪器上，发现水滴立即清理干净；②内筒中要经常保持清洁，不要掉入杂物。
 

10.建议
 

     如果供电电源不稳定，建议使用UPS型计算机电源

11.附录

点火丝燃烧时释放出的热量：
      铁丝………6700焦耳/克（1602卡/克）
      镍铬丝……6000焦耳/克（1435卡/克）
      铜丝………2500焦耳/克（598卡/克）
      棉线………17500焦耳/克（4185卡/克）
      单位换算：
1卡[20℃] = 4.1816 焦耳
1卡[15℃] = 4.1855 焦耳

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