CN101650287A - 一种电加热式柱形原煤自燃试验设备及方法 - Google Patents

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何红光
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Abstract

一种电加热式柱形原煤自燃试验设备及方法，设备包括电子秤，去氧表的管道一端通氧表，一端和柱形电加热炉的炉盖出气管相连，煤堆试样放置在柱形电加热炉内，柱形电加热炉放置在电子秤上，热电偶和数据采集板相连，数据采集板和电子秤相连。将颗粒度和煤场原煤相同的原煤装入柱形加热炉，煤堆上部与柱形加热炉顶部留出4－6mm的距离，使煤堆与空气中的氧有足够的接触空间，然后对煤堆进行加热，当煤堆温度升到足够高的时候，需与大量的氧反应来维持继续自燃，导致周围氧量迅速降低，容易自燃的煤吸氧能力较强，不易自燃的煤吸氧能力差，因此通过煤堆缓慢升温过程中，煤堆上部氧量的变化可反映煤样的自燃倾向，并判别煤样的自燃倾向。

Description

一种电加热式柱形原煤自燃试验设备及方法
技术领域
本发明涉及一种原煤试验技术，具体涉及一种电加热式柱形原煤自燃试验设备及方法。
技术背景
煤的自燃倾向性鉴定方法很多，目前较为成熟的有奥氏法、着火点法、交叉点温度法、差示量热法、静态及动态吸氧法等，还有就是用煤的着火活化能作为煤自燃倾向性的分类指标，近年我国主要采用煤炭科学研究总院抚顺分院流态色谱吸氧法。以上方法主要针对矿井，因此具有一定的局限性。现有测试方法主要是通过添加化学物质或者在实验室的小型实验台架上测试煤粉着火点，一般所需煤粉量在1g以下，不能真实反映电厂煤堆的在堆积状态下的自燃情况，其缺点是试验状态和电厂实际煤堆自燃状态相差甚远，对于电厂煤场堆放和管理不具有试验参考价值。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电加热柱形原煤自燃试验设备及方法，具有试验状态和电厂实际煤堆自燃状态更为接近的特征。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电加热式柱形原煤自燃试验设备，包括电子称1，去氧表的管道2的一端通氧表，一端和柱形电加热炉3的炉盖出气管相连，煤堆试样4放置在柱形电加热炉3内，柱形电加热炉3放置在电子秤1上，热电偶5和数据采集板6相连，数据采集板6和电子秤1相连。
所述的柱形加热炉3用温控仪控制。
本发明的工作原理为：
将颗粒度和煤场原煤相似的煤堆试样4装入柱形加热炉3，煤堆试样4上部与柱形电加热炉3顶部留出4-6mm的距离，使煤堆试样4与空气中的氧有足够的接触空间，然后对煤堆试样4进行加热，当煤堆试样4温度升到足够高的时候，需与大量的氧反应来维持继续自燃，导致周围氧量迅速降低，容易自燃的煤吸氧能力较强，不易自燃的煤吸氧能力差，因此通过煤堆试样4缓慢升温过程中，煤堆试样4上部氧量的变化可反映煤样的自燃倾向。
一种电加热式柱形原煤自燃试验方法，包括以下步骤：
第一步，首先将原煤试样4破碎到粒径13mm以下，并装入柱形加热炉3中，在柱形电加热炉3的顶部留出4-6mm的高度，
第二步，将升温条件设置条件为30℃-60min-60℃-90min-150℃-150min-300℃-10min-300℃-50min-30℃，其中时间表示从前一温度到后一温度需要的分钟数，
第三步，将去氧表的管道2装在柱形加电热炉3的炉盖出气管上，
第四步，称量试样4初始重量，
第五步，通过温控器对柱形电加热炉(3)升温，从而对内部试样4进行加热，并对煤堆4的六级温度分别进行采集，从上到下依次为1到6级，同时对试样4的重量也进行测量，并对氧量每分钟进行一次人工记录，直至氧量保持恒定为止，并填下表，
  煤样名称
  第一次氧量大幅度开始降低所需时间min，t1
  第一次氧量大幅度对应氧量，O2(t1)
  最终氧量稳定时间min，t2
  最终稳定氧量％，O2(t2)
第六步，根据自燃倾向指数计算公式SCI＝(O2(t1)-O2(t2))/(t2-t1)，计算出SCI并依据自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准进行判别，
自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准
  自燃倾向指数SCI 自燃倾向
  ＜0.1   不易自燃
  0.1-0.6   中等自燃
  ＞0.6   容易自燃
式中：O2(t1)——t1对应氧量，即氧量大幅度开始降低时的氧量；氧量降低超过0.1％/min，并持续降低，定义为氧量大幅度开始降低％；
O2(t2)——t2对应氧量，即试验过程中最终稳定氧量％；
t1——氧量大幅度开始降低时间，min；
t2——氧量最终稳定时间，min。
由于本发明采用了原煤堆放方式对原煤自燃特性进行测试，其试验状态和电厂实际煤堆自燃状态更为接近，所以该试验台用于原煤自燃性能的测试，对于电厂煤场堆放和管理更具有试验参考价值。
附图说明
附图为本发明的设备结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见附图，本发明的设备包括电子秤1，去氧表的管道2的一端通氧表，一端和柱形电加热炉3的炉盖出气管相连，煤堆试样4放置在柱形电加热炉3内，柱形电加热炉3放置在电子秤1上，电子称1主要用于称量煤堆试样4重量，分析在整个试验过程中煤堆试样4重量的变化，柱形电加热炉3用来放置煤堆试样4，热电偶5和数据采集板6相连，热电偶5和数据采集板6将对煤堆试样4的不同位置的温度进行测量，分析不同深度煤堆试样4的温度，数据采集板6和电子秤1相连。
所述的柱形加热炉3用温控仪控制。
本发明的工作原理为：
将颗粒度和煤场原煤相同的原煤试样4装入柱形电加热炉3，煤堆试样4上部与柱形电加热炉3顶部留出4-6mm的距离，使煤堆试样4与空气中的氧有足够的接触空间，然后对煤堆试样4进行加热，当煤堆试样4温度升到足够高的时候，需与大量的氧反应来维持继续自燃，导致周围氧量迅速降低，容易自燃的煤吸氧能力较强，不易自燃的煤吸氧能力差，因此通过煤堆试样4缓慢升温过程中，煤堆试样4上部氧量的变化可反映煤样的自燃倾向。
一种电加热式柱形原煤自燃试验方法，包括以下步骤：
第一步，首先将原煤试样4破碎到粒径13mm以下，并装入柱形电加热炉3中，在柱形电加热炉3的顶部留出4-6mm的高度，此煤粉细度与实际原煤相同，在试验过程中的气氛条件与实际更为接近，
第二步，将升温条件控制为30℃-60min-60℃-90min-150℃-150min-300℃-10min-300℃-50min-30℃，其中时间表示从前一温度到后一温度需要的分钟数，
第三步，去氧表的管道2装在柱形加热炉3的炉盖出气管上，
第四步，称量并记录试样4初始重量，
第五步，通过温控器对柱形电加热炉3升温，从而对内部试样4进行加热，并对煤堆4的六级温度分别进行采集，从上到下依次为1到6级，同时对试样4的重量也进行测量，并对氧量每分钟进行一次人工记录，直至氧量保持恒定为止，并填下表，
  煤样名称
  第一次氧量大幅度开始降低所需时间min，t1
  第一次氧量大幅度对应氧量，O2(t1)
  最终氧量稳定时间min，t2
  最终稳定氧量％，O2(t2)
第六步，根据自燃倾向指数计算公式SCI＝(O2(t1)-O2(t2))/(t2-t1)，计算出SCI并依据自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准进行判别，
自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准
  自燃倾向指数SCI 自燃倾向
  ＜0.1   不易自燃
  0.1-0.6   中等自燃
  ＞0.6   容易自燃
式中：O2(t1)——t1对应氧量，即氧量大幅度开始降低时的氧量；氧量降低超过0.1％/min，并持续降低，定义为氧量大幅度开始降低％；
O2(t2)——t2对应氧量，即试验过程中最终稳定氧量％；
t1——氧量开始迅速降低时间，min；
t2——氧量最终稳定时间，min。
附图中：1为电子称；，2为去氧表的管道；3为柱形加热炉；4为煤堆试样；5为热电偶；6为数据采集板。
下面将通过具体实施例对本发明的方法作进一步的描述。
实例一
第一步，将扎赉诺尔褐煤原煤破碎到粒径13mm以下，并装入柱形电加热炉3中，在柱形电加热炉3的顶部留出5mm的高度，
第二步，将升温条件控制为30℃-60min-60℃-90min-150℃-150min-300℃-10min-300℃-50min-30℃，
第三步：将去氧表的管道2装在柱形电加热炉3的炉盖出气管上，
第四步：称量扎赉诺尔褐煤试样4，初始重量为11.38kg，
第五步，通过温控器对柱形电加热炉3升温，从而对内部试样4进行加热，并对煤堆4的六级温度分别进行采集，从上到下依次为1到6级，同时对试样4的重量也进行测量，并对氧量每分钟进行一次人工记录，直至氧量保持恒定为止，并填下表，
  煤样名称   扎赉诺尔褐煤
  第一次氧量大幅度开始降低所需时间min，t1   99
  第一次氧量大幅度开始降低对应氧量，O2(t1)   20.5
  最终氧量稳定时间min，t2   113
  最终稳定氧量％，O2(t2)   3.3
第六步，根据自燃倾向指数计算公式SCI＝(O2(t1)-O2(t2))/(t2-t1)，计算出SCI为1.23，并依据下表判别其自燃倾向为容易自燃。
自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准
  自燃倾向指数SCI 自燃倾向
  ＜0.1   不易自燃
  0.1-0.6   中等自燃
  ＞0.6   容易自燃
实例二
第一步，将活鸡兔原煤试样4破碎到粒径13mm以下，并装入柱形电加热炉3中，在柱形电加热炉3的顶部留出6mm的高度，
第二步，将升温条件控制为30℃-60min-60℃-90min-150℃-150min-300℃-10min-300℃-50min-30℃，
第三步：将去氧表的管道2装在柱形电加热炉3的炉盖出气管上
第四步：称量活鸡兔煤试样4，初始重量为11.96kg，
第五步，通过温控器对柱形电加热炉3升温，从而对内部试样4进行加热，并对煤堆4的六级温度分别进行采集，从上到下依次为1到6级，同时对试样4的重量也进行测量，并对氧量每分钟进行一次人工记录，直至氧量保持恒定为止，并填下表，
  煤样名称   活鸡兔
  第一次氧量大幅度开始降低所需时间min，t1   71
  第一次氧量大幅度开始降低对应氧量，O2(t1)   19.9
  最终氧量稳定时间min，t2   80
  最终稳定氧量％，O2(t2)   0.9
第六步，根据自燃倾向指数计算公式SCI＝(O2(t1)-O2(t2))/(t2-t1)，计算出SCI为2.111，并依据下表判别其自燃倾向为容易自燃。
自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准
  自燃倾向指数SCI 自燃倾向
  ＜0.1   不易自燃
  0.1-0.6   中等自燃
  ＞0.6   容易自燃
实例三
第一步，将白洞煤试样4破碎到粒径13mm以下，并装入柱形电加热炉3中，在柱形电加热炉3的顶部留出4mm的高度，
第二步，将升温条件控制为30℃-60min-60℃-90min-150℃-150min-300℃-10min-300℃-50min-30℃，
第三步：将去氧表的管道2装在柱形电加热炉3的炉盖出气管上，
第四步：称量白洞煤试样4，初始重量为12.36kg，
第五步，通过温控器对柱形电加热炉3升温，从而对内部试样4进行加热，并对煤堆4的六级温度分别进行采集，从上到下依次为1到6级，同时对试样4的重量也进行测量，并对氧量每分钟进行一次人工记录，直至氧量保持恒定为止，并填下表，
  煤样名称   白洞
  第一次氧量大幅度开始降低所需时间min，t1   105
  第一次氧量大幅度开始降低对应氧量，O2(t1)   20.2
  最终氧量稳定时间min，t2   123
  最终稳定氧量％，O2(t2)   15.4
第六步，根据自燃倾向指数计算公式SCI＝(O2(t1)-O2(t2))/(t2-t1)，计算出SCI为0.267，并依据下表判别其自燃倾向为中等自燃。
自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准
  自燃倾向指数SCI 自燃倾向
  ＜0.1   不易自燃
  0.1-0.6   中等自燃
  ＞0.6   容易自燃

Claims (3)

1、一种电加热式柱形原煤自燃试验设备，包括电子秤(1)，其特征在于，去氧表的管道(2)的一端通氧表，一端和柱形电加热炉(3)的炉盖出气管相连，煤堆试样(4)放置在柱形电加热炉(3)内，柱形电加热炉(3)放置在电子秤(1)上，热电偶(5)和数据采集板(6)相连，数据采集板(6)和电子秤(1)相连。
2、一种电加热式柱形原煤自燃试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，首先将原煤试样(4)破碎到粒径13mm以下，并装入柱形电加热炉(3)中，在柱形电加热炉(3)的顶部留出4-6mm的高度，
第二步，将升温条件控制为30℃-60min-60℃-90min-150℃-150min-300℃-10min-300℃-50min-30℃，其中时间表示从前一温度到后一温度需要的分钟数，
第三步，将去氧表的管道(2)装在柱形电加热炉(3)的炉盖出气管上，
第四步，称量并记录煤堆试样(4)的初始重量，
第五步，通过温控器对柱形电加热炉(3)升温，从而对内部煤堆试样(4)进行加热，并对煤堆试样(4)的六级温度分别进行采集，从上到下依次为1到6级，同时对煤堆试样(4)的重量也进行测量，并对氧量每分钟进行一次人工记录，直至氧量保持恒定为止，并填下表，
  煤样名称   第一次氧量大幅度开始降低所需时间min，t1   第一次氧量大幅度开始降低对应氧量，O2(t1)   最终氧量稳定时间min，t2   最终稳定氧量％，O2(t2)
第六步，根据自燃倾向指数计算公式SCI＝(O2(t1)-O2(t2))/(t2-t1)，计算出SCI并依据自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准进行判别，
自燃倾向指数对原煤自燃倾向的判别标准
  自燃倾向指数SCI 自燃倾向   ＜0.1   不易自燃   0.1-0.6   中等自燃   ＞0.6   容易自燃
式中：O2(t1)——t1对应氧量，即氧量大幅度开始降低时的氧量；氧量降低超过0.1％/min，并持续降低，定义为氧量大幅度开始降低％；
O2(t2)——t2对应氧量，即试验过程中最终稳定氧量％；
t1——氧量开始迅速降低时间，min；
t2——氧量最终稳定时间，min。
3、根据权利要求1所述的一种电加热式柱形原煤自燃试验设备，其特征在于：柱形电加热炉(3)用温控仪来控制煤堆的升温速度。
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