CN204359758U - 一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可模拟煤场特定温度、湿度下的煤自燃倾向性测定装置，该装置包括增温增湿装置、数据采集装置、气相色谱仪、主机分析单元，所述增温增湿装置一端与氮气源和标准空气源相连接，另一端与温湿控制装置相连接，所述温湿控制装置与控温箱相连接，控温箱内设有煤样罐和换热盘管，煤样罐气流进口与换热盘管相连接，气流出口与气相色谱仪相连接，煤样罐内底部设有第一温度传感器和第一湿度计，煤样罐内顶部设有第二湿度计，控温箱内设有第四温度传感器，煤样罐侧壁设有第三温度传感器，煤样罐内的煤样层中设有第二温度传感器。本实用新型所述的模拟煤场煤自燃倾向性测定装置具有结构紧凑、操作方便、测试分析结果准确可靠等优点。

Description

一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种煤自燃倾向性测定装置，具体涉及一种可模拟煤场环境温度、湿度下的煤自燃倾向性测定装置。

背景技术

煤炭自燃是煤炭开采和储运过程中常见的灾害之一。造成资源的极大浪费，严重威胁人们的生命财产。煤的自燃倾向性代表了煤发生自燃的难易程度，准确测定煤的自燃倾向性对这一灾害的防治工作具有重要的指导意义。特别对于发电企业而言，煤炭自燃发火是煤炭储存过程中的主要灾害之一，然而在电力行业中，暂时还没有全面的、准确的判定煤自燃倾向性的测定方法及装置。已有的研究及相关标准主要从耗氧量或者温度指标评判煤的自燃倾向性，实验条件较现场煤实际堆放条件差别较大，煤自燃过程不仅与煤自身的氧化性和放热性有关，还与漏风供氧和蓄热环境密切相关。煤自燃是煤体放热和环境散热这对矛盾动态发展的过程，所以煤的自燃特征参数及其影响因素既与低温时煤的自身物理条件有关，又与外界条件，比如压力、湿度、温度等有关。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于模拟煤场特定温度和湿度下且结构紧凑、操作方便、测试分析结果准确可靠的煤自燃倾向性测定装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，包括增温增湿装置、数据采集装置、气相色谱仪、主机分析单元，所述增温增湿装置上设有第一进气管路和第一出气管路，第一出气管路与与温湿控制装置相连接，第一进气管路与氮气源和标准空气源相连接，所述温湿控制装置与控温箱相连接，控温箱内设有煤样自燃反应器和与温湿控制装置相连接的换热盘管，所述煤样自燃反应器包括煤样罐，所述煤样罐设有第二进气管路和第二出气管路，第二进气管路与换热盘管相连接，第二出气管路与气相色谱仪相连接，所述煤样罐内底部设有第一温度传感器和第一湿度计，所述煤样罐内顶部设有第二湿度计，所述控温箱内设有第四温度传感器，所述煤样罐侧壁处设有第三温度传感器，所述煤样罐内的煤样层中设有第二温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器均与数据采集装置相连接，所述数据采集装置与主机分析单元相连接。在具体测定过程中，可通过增温增湿装置和温湿控制装置调节进入煤样罐内气流的温度和湿度，通过换热盘管平衡控温箱内的温度，并使其符合实验所需的温湿度要求。在使用氮气流进行零位校正后，再通入标准空气流，通过检测比对煤样罐进口气流温度和湿度与煤样罐出口气流温度与湿度，以及通过气相色谱仪检测煤样罐出口气体成分来进行煤样自燃倾向性分析。

进一步地，所述增温增湿装置包括储液罐，储液罐内设有电加热器和温度计。其中增温增湿装置的第一进气管路没入水中，电加热器用于加热储液罐内的水，温度计用于测量储液罐内水的温度。本实用新型所述的与氮气源和标准空气源相连接的增温增湿装置可提供具有一定湿度和温度的气流。

进一步地，所述温湿控制装置包括与第一出气管路相连接的第一连接管路和第二连接管路，所述第二连接管路上设有干燥装置，所述第一连接管路和第二连接管路上均设有流量调节阀。流经第一连接管路的是经高温水加湿加热的气流，流经第二连接管路的是经干燥装置干燥后的气流。本实用新型所述的温湿控制装置可通过流量调节阀来调节流入煤样罐内的气流湿度和流量。

作为优选，所述温湿控制装置与控温箱的连接管道上设有精确流量控制器。所述精确流量控制器的设置，可精确地控制进入煤样罐内的气流流量。

作为优选，所述煤样罐内设有两层透气均匀隔板，煤样罐内的煤样层设置于两层透气均匀隔板之间。将煤样层放置与两层透气均匀隔板之间，可以较好地模拟煤场煤堆的堆放方式。

作为优选，所述氮气源和标准空气源与增温增湿装置的第一进气管路的连接管道上均设有减压阀和截止阀。

作为优选，所述温湿控制装置上设有与第一出气管路、第一连接管路和第二连接管路相连通的第一三通阀，所述温湿控制装置还设有与控温箱、第一连接管路和第二连接管路相连通的第二三通阀，所述增温增湿装置的第一进气管路上设有与氮气源和标准空气源相连接的第三三通阀。

作为优选，所述控温箱内设有风扇。风扇的设置，可进一步促进控温箱内环境温度达到平衡。

作为优选，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器均为铂电阻温度传感器，因为铂电阻温度传感器具有稳定高、精确度高、灵敏度高等优点。

作为优选，所述换热盘管为紫铜换热盘管，因为紫铜换热盘管具有较好的导热散热性能。

本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本实用新型所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置可以模拟煤场特定环境下的温度和湿度进行煤自燃倾向性测定。

2、本实用新型所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置结构简单紧凑，具有测试量少、测试周期短、测试结果精确可靠等优点。

3、本实用新型所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置还具有操作简单、实用性强的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置的结构示意图。

标号说明：1、氮气源；2、标准空气源；3、减压阀；4、截止阀；5、第三三通阀；6、储液罐；7、电加热器；8、温度计；9、第一三通阀；10、流量调节阀；11、温湿控制装置；12、第二三通阀；13、主机分析单元；14、干燥装置；15、精确流量控制器；16、控温箱；17、换热盘管；18、风扇；19、煤样自燃反应器；20、煤样罐；21、透气均匀隔板；22、第一湿度计；23、第一温度传感器；24、第二湿度计；25、第三温度传感器；26、第二温度传感器；27、第四温度传感器；28、气相色谱仪；29、数据采集装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1所示，本实施例1所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置包括增温增湿装置、温湿控制装置11、控温箱16、气相色谱仪28、数据采集装置29、主机分析单元13，所述增温增湿装置包括储液罐6，储液罐6内设有电加热器7和温度计8，所述储液罐6设有第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路一端浸入储液罐6的液面以下，另一端与氮气源1和标准空气源2相连接，所述氮气源1与标准空气源2与第一进气管路的连接管道上均设有减压阀3和截止阀4，所述第一出气管路与温湿控制装置11相连接，所述温湿控制装置11包括与第一出气管路相连接的第一连接管路和第二连接管路，所述第二连接管路上设有干燥装置14，所述第一连接管路和第二连接管路均设有流量调节阀10，所述温湿控制装置11与控温箱16相连接，所述温湿控制装置11与控温箱16的连接管道上设有精确流量控制器15，所述控温箱16内设有煤样自燃反应器19和与温湿控制装置11相连接的换热盘管17，所述煤样自燃反应器19包括煤样罐20，所述煤样罐20设有第二进气管路和第二出气管路，所述第二进气管路与换热盘管17相连接，所述第二出气管路与气相色谱仪28相连接，所述煤样罐20内设有两层透气均匀隔板21，所述两层透气均匀隔板21之间设有煤样层，所述煤样罐20内底部设有第一湿度计22和第一温度传感器23，所述煤样罐20内顶部设有第二湿度计24，所述煤样罐20侧壁处设有第三温度传感器25，所述煤样罐20的煤样层中心设有第二温度传感器26，所述控温箱16中心设有第四温度传感器27，所述控温箱16设有风扇18，所述第一温度传感器23、第二温度传感器26、第三温度传感器25、第四温度传感器27均与数据采集装置29相连接，所述数据采集装置29与主机分析单元13相连接。

本实施例1所述的换热盘管17为紫铜换热盘管。

本实施例1所述的第一温度传感器23、第二温度传感器26、第三温度传感器25、第四温度传感器27均为铂电阻温度传感器。

实施例2：如图1所示，本实施例2所示的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置与实施例1的区别在于，所述温湿控制装置11设有与第一出气管路、第一连接管路、第二连接管路三者相连通的第一三通阀9，所述温室控制装置11设有与控温箱16、第一连接管路、第二连接管路三者相连通的第二三通阀12，所述增温增湿装置的第一进气管路上设有与氮气源1和标准空气源2相连接的第三三通阀5。

本实用新型所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置具体测试过程如下：

首先将增温增湿装置中的水加热到实验所要求的温度。

然后通入氮气源1，氮气源1经增温增湿装置的第一进气管路进入储液罐6，并经储液罐6内的高温水使气源温湿度升高后，从第一出气管路流出进入温湿控制装置11，通过温湿控制装置11的第一连接管路和第二连接管路的流量调节阀10、干燥装置14、精确流量控制器15调节进入煤样罐20的氮气源湿度和流量，并采用第一湿度计22、第一温度传感器23检测进入煤样气体的温湿度是否达到实验要求，其中，高温高湿的氮气源进入控温箱16中的换热盘管17，通过换热盘管17使气体温度达到与控温箱内温度的平衡装态，待实验中第四温度传感器27、第二温度传感器26、第三温度传感器25检测的温度完全一致(温度差小于0.1℃)，同时气相色谱仪28检测气体成分达到平衡，作为零位校正。

然后，将氮气源1切换成标准空气源2，并对增温增湿装置及温湿度控制装置11进行微调，使得通入标准空气源2状态下进入煤样罐20的气体温度、湿度与实验要求的一致，煤样罐20排出的气体进入气相色谱仪28进行气体成分分析。煤样层中心温度、控温箱16中心温度、煤样罐壁面温度经数据采集装置29采集，经数据传输接口传输至主机分析单元13显示、记录。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，包括增温增湿装置、数据采集装置(29)、气相色谱仪(28)、主机分析单元(13)，所述增温增湿装置上设有第一进气管路和第一出气管路，所述第一出气管路与与温湿控制装置(11)相连接，所述第一进气管路与氮气源(1)和标准空气源(2)相连接，所述温湿控制装置(11)与控温箱(16)相连接，所述控温箱(16)内设有煤样自燃反应器(19)和与温湿控制装置(11)相连接的换热盘管(17)，所述煤样自燃反应器(19)包括煤样罐(20)，所述煤样罐(20)设有第二进气管路和第二出气管路，所述第二进气管路与换热盘管(17)相连接，所述第二出气管路与气相色谱仪(28)相连接，所述煤样罐(20)内底部设有第一温度传感器(23)和第一湿度计(22)，所述煤样罐(20)内顶部设有第二湿度计(24)，所述控温箱(16)内设有第四温度传感器(27)，所述煤样罐(20)侧壁处设有第三温度传感器(25)，所述煤样罐(20)的煤样层中设有第二温度传感器(26)，所述第一温度传感器(23)、第二温度传感器(26)、第三温度传感器(25)、第四温度传感器(27)均与数据采集装置(29)相连接，所述数据采集装置(29)与主机分析单元(13)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述增温增湿装置包括储液罐(6)，所述储液罐(6)内设有电加热器(7)和温度计(8)。

3.根据权利要求1所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述温湿控制装置(11)包括与第一出气管路相连接的第一连接管路和第二连接管路，所述第二连接管路上设有干燥装置(14)，所述第一连接管路和第二连接管路上均设有流量调节阀(10)。

4.根据权利要求3所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述温湿控制装置(11)和控温箱(16)的连接管道上设有精确流量控制器(15)。

5.根据权利要求3或4所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述煤样罐(20)内设有两层透气均匀隔板(21)，所述煤样罐(20)内的煤样层设置于两层透气均匀隔板(21)之间。

6.根据权利要求1所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述氮气源(1)和标准空气源(2)与增温增湿装置的第一进气管路的连接管道上均设有减压阀(3)和截止阀(4)。

7.根据权利要求6所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述温湿控制装置(11)设有与第一出气管路和第一连接管路与第二连接管路相连通的第一三通阀(9)，所述温湿控制装置(11)设有与控温箱(16)和第一连接管路与第二连接管路相连通的第二三通阀(12)，所述增温增湿装置的第一进气管路上设有与氮气源(1)和标准空气源(2)相连通的第三三通阀(5)。

8.根据权利要求1所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述控温箱(16)内设有风扇(18)。

9.根据权利要求1所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述的第一温度传感器(23)、第二温度传感器(26)、第三温度传感器(25)、第四温度传感器(27)均为铂电阻温度传感器。

10.根据权利要求1所述的一种模拟煤场煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于，所述换热盘管(17)为紫铜换热盘管。