CN101776677A - 一种基于程序控温的煤自燃模拟装置 - Google Patents

一种基于程序控温的煤自燃模拟装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101776677A
CN101776677A CN 200910248676 CN200910248676A CN101776677A CN 101776677 A CN101776677 A CN 101776677A CN 200910248676 CN200910248676 CN 200910248676 CN 200910248676 A CN200910248676 A CN 200910248676A CN 101776677 A CN101776677 A CN 101776677A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction tube
coal
wall
spontaneous combustion
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200910248676
Other languages
English (en)
Other versions
CN101776677B (zh
Inventor
梁运涛
罗海珠
贺明新
宋双林
张卫亮
王刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENYANG INSTITUTE OF CHINA COAL RESEARCH INSTITUTE
Original Assignee
SHENYANG INSTITUTE OF CHINA COAL RESEARCH INSTITUTE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENYANG INSTITUTE OF CHINA COAL RESEARCH INSTITUTE filed Critical SHENYANG INSTITUTE OF CHINA COAL RESEARCH INSTITUTE
Priority to CN 200910248676 priority Critical patent/CN101776677B/zh
Publication of CN101776677A publication Critical patent/CN101776677A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101776677B publication Critical patent/CN101776677B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，涉及一种煤炭检测用的装置，反应筒(1)内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板(3)，电加热带(4)，绝热保温材料层(5)和包装铁皮(6)，反应筒(1)底部设有承煤托盘(7)，进气管(8)穿过反应筒(1)的壁面伸入底部气体缓冲层(10)内，出气管(9)从上部气体缓冲层(11)引出，反应筒(1)内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头(12)，反应筒(1)内腔分布有气体取样点(15)和SF6气体注入点(16)。该装置利用程序控温方法分别实现绝热氧化和加速氧化两种实验条件下煤自燃过程，可以对煤低温氧化特性进行较精确的测定。

Description

一种基于程序控温的煤自燃模拟装置
技术领域
本发明涉及一种煤炭检测用的装置，特别是涉及一种基于程序控温的煤自燃模拟装置。
背景技术
煤炭自然发火是煤矿火灾主要的致因之一。据统计，我国国有重点煤矿中具有自然发火危险的矿井约占51.3％，占总矿井火灾的90％以上。煤炭自然发火造成了严重的煤炭资源浪费，并威胁着井下作业人员的人身安全。为了能给现场火灾防治工作提出切实可行的对策措施，必须对煤自然发火的机理和宏观特性进行研究。
煤低温氧化过程中释放的热量小、速率慢，这给开展煤自然发火氧化升温特性研究带来一点的困难。大型模拟实验可以较为真实的反应煤自然发火的实际情况，但由于其需要的煤样量特别大，测试周期较长(往往都在数十天或者数月以上)，工作量大，费用高，重复性差的缺点，导致了推广应用的局限性。小型模拟实验速度快、成本低，容易控制等特点，受到了一些同行的青睐，但由于小型模拟试验煤样量仅在数十至数百克间，这与实际现场煤自然发火情况相差甚远，很难真实模拟现场实际条件下煤自然发火情况。基于此，研发一种煤样量适中，适用于实验室快速测定煤氧化特性的实验装置迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，该装置利用程序控温方法分别实现绝热氧化和加速氧化两种实验条件来模拟煤自燃过程，可以对煤自燃的全过程进行实验模拟，实现各种内外因素对煤自燃影响和煤的自然发火期的快速测定。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，包括有反应筒和筒盖，其所述反应筒内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板，电加热带，绝热保温材料层和包装铁皮，反应筒内壁面不锈钢板制成螺纹状，反应筒底部设有承煤托盘，进气管穿过反应筒的壁面伸入底部气体缓冲层内，出气管从上部气体缓冲层引出，反应筒内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头，反应筒内腔的热电偶温度探头的导线从反应筒顶处穿出，反应筒内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从反应筒中间处穿出，反应筒内腔分布有气体取样点和SF6气体注入点，气体取样管分别从上部气体缓冲层壁面和反应筒顶部伸出。
如上所述的一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，其反应筒与筒盖之间经法兰通过螺栓连接。
如上所述的一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，其反应筒内腔的热电偶温度探头和气体取样管经铁架整体固定。
本发明的优点与效果是：
1、利用程序控温方法分别实现绝热氧化和加速氧化两种实验条件来模拟煤自燃过程；
2、模拟煤绝热氧化过程时，程序控温壁面设定为温度跟踪控制方式，根据内外壁面的温差，逐时调整电加热带提供的加热量，确保补热的连续性，再加上外侧的绝热保温层，保证了煤氧复合的热量没有散失，很好的做到了对煤样环境的绝热，煤氧化放热量是引起煤自燃唯一热源；
3、模拟煤加速氧化过程时，程序控温壁面设定为恒定加热控制方式，电加热带提供恒定加热量对煤体进行加热，此时是煤氧化放热量和电加热带提供的恒定加热量共同作用导致煤样温度升高，加速煤自燃过程，缩短测试时间；
4、反应筒壁面、温度和气体检测系统采用耐高温材料，实验最高的承受温度为200℃，可以对煤自燃的全过程进行实验模拟；
5、保证较高精度的温度、气体检测系统，能够较准确地测定出煤体温度场和气体浓度场的分布情况。
附图说明
本发明的附图为整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明建造一个装煤量适中能够近似模拟在实际煤场的漏风强度、浮煤厚度和蓄热条件下的煤自燃过程，可以反映煤自燃过程温度场和指标气体浓度场的分布情况，实现测试周期短，测试成本低。
本发明的基于程序控温的煤自燃模拟装置，反应筒内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板，电加热带，绝热保温材料层和包装铁皮，反应筒内壁面不锈钢板做成螺纹状，底部有承煤托盘，进气管伸入底部气体缓冲层内，出气管从上部气体缓冲层引出，反应筒内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头，内腔的热电偶温度探头的导线从筒顶穿出，内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从筒体中间穿出，反应筒内腔分布有气体取样点，气体取样管分别从上部气体缓冲层的壁面和筒顶部伸出。
如图所示，本发明所述的基于程序控温的煤自燃模拟装置，反应筒1内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板3，电加热带4，(加热功率为0W-200W可调)，绝热保温材料层5(材料为厚0.1m的硅酸铝保温板)和包装铁皮6。反应筒1内壁面不锈钢板3做成螺纹状，避免了过多的气体沿内壁面通过反应筒，反应筒1底部有承煤托盘7，进气管8穿过反应筒1的壁面伸入底部气体缓冲层10内，出气管9上部气体缓冲层11引出，反应筒1内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头12，内腔的热电偶温度探头的导线从反应筒顶部13处穿出，内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从反应筒1中部14处穿出，反应筒1内腔分布有气体取样点15和SF6气体注入点16，气体取样管17分别从上部气体缓冲层11壁面和反应筒1顶部伸出。反应筒1与筒盖2之间经法兰通过螺栓18连接。反应筒1内腔的热电偶温度探头12和气体取样管17经铁架19整体固定。
利用该装置进行煤自燃模拟过程是：在实验开始之前需要校准温度和气体检测设备，把煤样逐渐加入反应筒1内，装好煤样后盖紧筒盖2，将进气管8接入空气并将气体流量和初始温度调节到设定的值，电加热带4提供恒定功率对煤体进行加热，启动温度控制和检测系统，反应筒1内腔各点煤样的温度及气体浓度均会随时间变化，实时连续跟踪炉内各点温度变化，计算机每十分钟记录好所有数据以便分析，由于采用外加热源对煤体加热，加速煤自燃过程，缩短测试时间。

Claims (3)

1.一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，包括有反应筒和筒盖，其特征在于：所述反应筒(1)内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板(3)，电加热带(4)，绝热保温材料层(5)和包装铁皮(6)，反应筒(1)内壁面不锈钢板(3)制成螺纹状，反应筒(1)底部设有承煤托盘(7)，进气管(8)穿过反应筒(1)的壁面伸入底部气体缓冲层(10)内，出气管(9)从上部气体缓冲层(11)引出，反应筒(1)内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头(12)，反应筒(1)内腔的热电偶温度探头的导线从反应筒顶部(13)处穿出，反应筒(1)内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从反应筒中部(14)处穿出，反应筒(1)内腔分布有气体取样点(15)和SF6气体注入点(16)，气体取样管(17)分别从上部气体缓冲层(10)壁面和反应筒(1)顶部伸出。
2.根据权利要求1所述的一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，其特征在于：反应筒(1)与筒盖(2)之间经法兰通过螺栓(18)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，其特征在于：反应筒(1)内腔的热电偶温度探头(12)和气体取样管(17)经铁架(19)整体固定。
CN 200910248676 2009-12-23 2009-12-23 一种基于程序控温的煤自燃模拟装置 Active CN101776677B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910248676 CN101776677B (zh) 2009-12-23 2009-12-23 一种基于程序控温的煤自燃模拟装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910248676 CN101776677B (zh) 2009-12-23 2009-12-23 一种基于程序控温的煤自燃模拟装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101776677A true CN101776677A (zh) 2010-07-14
CN101776677B CN101776677B (zh) 2013-03-13

Family

ID=42513189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910248676 Active CN101776677B (zh) 2009-12-23 2009-12-23 一种基于程序控温的煤自燃模拟装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101776677B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353763A (zh) * 2011-09-14 2012-02-15 北京科技大学 一种测试煤炭自燃发火期小型模拟装置
CN102445527A (zh) * 2011-09-23 2012-05-09 太原理工大学 一种模拟煤自燃及灭火过程的测试装置
CN104181197A (zh) * 2014-09-13 2014-12-03 新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所 地下煤火综合实验装置
CN105974048A (zh) * 2016-04-27 2016-09-28 重庆大学 空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法
CN106018468A (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 辽宁工程技术大学 一种便携式煤样控温加热实验装置及方法
CN106290703A (zh) * 2016-10-08 2017-01-04 西安科技大学 煤绝热自燃发火实验装置及方法
CN106404589A (zh) * 2016-09-22 2017-02-15 安徽理工大学 基于煤与瓦斯共生的煤氧化特性试验装置及其试验方法
CN110030584A (zh) * 2019-04-11 2019-07-19 北华大学 一种可调风力且实时显示温度的电加热阴燃炉
CN113960243A (zh) * 2021-11-02 2022-01-21 宁波工程学院 一种快速确定煤绝热自然发火期的对照实验系统与方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353763A (zh) * 2011-09-14 2012-02-15 北京科技大学 一种测试煤炭自燃发火期小型模拟装置
CN102353763B (zh) * 2011-09-14 2014-05-28 北京科技大学 一种测试煤炭自燃发火期小型模拟装置
CN102445527A (zh) * 2011-09-23 2012-05-09 太原理工大学 一种模拟煤自燃及灭火过程的测试装置
CN102445527B (zh) * 2011-09-23 2014-08-06 太原理工大学 一种模拟煤自燃及灭火过程的测试装置
CN104181197A (zh) * 2014-09-13 2014-12-03 新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所 地下煤火综合实验装置
CN105974048B (zh) * 2016-04-27 2017-12-12 重庆大学 多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法
CN105974048A (zh) * 2016-04-27 2016-09-28 重庆大学 空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法
CN106018468A (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 辽宁工程技术大学 一种便携式煤样控温加热实验装置及方法
CN106404589A (zh) * 2016-09-22 2017-02-15 安徽理工大学 基于煤与瓦斯共生的煤氧化特性试验装置及其试验方法
CN106290703A (zh) * 2016-10-08 2017-01-04 西安科技大学 煤绝热自燃发火实验装置及方法
CN106290703B (zh) * 2016-10-08 2019-01-01 西安科技大学 煤绝热自燃发火实验装置及方法
CN110030584A (zh) * 2019-04-11 2019-07-19 北华大学 一种可调风力且实时显示温度的电加热阴燃炉
CN113960243A (zh) * 2021-11-02 2022-01-21 宁波工程学院 一种快速确定煤绝热自然发火期的对照实验系统与方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101776677B (zh) 2013-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101776677B (zh) 一种基于程序控温的煤自燃模拟装置
CN102353763B (zh) 一种测试煤炭自燃发火期小型模拟装置
CN201589761U (zh) 一种基于程序控温的煤自燃模拟装置
CN104483350A (zh) 模拟煤升温及绝热氧化的装置
CN105510144A (zh) 一种并联型岩石温度-渗流-应力耦合三轴流变仪
CN203606055U (zh) 一种炼焦煤膨胀压力测定装置
CN2718573Y (zh) 一种模拟煤炭自燃过程的绝热测试装置
CN206235585U (zh) 一种煤样升温氧化测试装置
CN201819912U (zh) 脱硫用生石灰活性测定装置
CN201373831Y (zh) 加压热天平测量装置
CN107727488A (zh) 一种多通道多因素炸药反应仪
CN105259091A (zh) 承压破碎遗煤渗透率演化及自燃特性测试装置
CN103293177A (zh) 一种快速升温气化测试装置及应用
Wan et al. Prediction of BP neural network and preliminary application for suppression of low‐temperature oxidation of coal stockpiles by pulverized coal covering
CN207456932U (zh) 一种多通道多因素炸药反应仪
CN203745326U (zh) 一种利用容量法测量气固化学反应速率的测试装置
CN103487363A (zh) 一种腐蚀反应测试器和腐蚀评价装置与腐蚀评价方法
CN103852396A (zh) 利用容量法测量气固化学反应速率的测试装置及测试方法
CN102967618A (zh) 一种润滑油强氧化试验装置及试验方法
CN109030558A (zh) 一种多孔介质反应热效应监测装置及方法
CN203101244U (zh) 变电站金属部件加速腐蚀装置
CN205192920U (zh) 一种承压破碎遗煤渗透率演化及自燃特性测试装置
CN202433325U (zh) 一种热膨胀分析仪
CN109490362B (zh) 一种真实模拟井下环境的油浴式煤自燃氧化实验系统
CN104976892A (zh) 一种高温升降炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant