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熱量儀

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一、概述發(fā)熱量是評價煤炭質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。張洪教授研究熱量儀是從1996年開始的，為了解決煤矸石和水泥生料等低發(fā)熱量物質(zhì)發(fā)熱量測定難題，歷經(jīng)3年研制成功的第一臺熱量儀于1998年3月在棗莊礦務(wù)局試用，該產(chǎn)品成功將煤矸石類低發(fā)熱量物質(zhì)發(fā)熱量測定重復(fù)性誤差降低到10×4.18J/g之內(nèi)，通過研究新的冷卻校正計(jì)算公式成功實(shí)現(xiàn)普通熱量儀不調(diào)水溫，對用戶使用中出現(xiàn)的問題不是要求用戶更小心的操作，而是對熱量儀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，極大地降低了熱量儀的故障率。該型號熱量儀1998年10月開始穩(wěn)定運(yùn)行。1999年首先在全國水泥廠推廣，到目前為止用戶達(dá)到3000家，覆蓋港澳臺之外的所有地區(qū)。該技術(shù)2003年獲得江蘇省科技進(jìn)步二等獎，相關(guān)論文發(fā)表在美國Energy & Fuels雜志上。煤炭發(fā)熱量測定難度遠(yuǎn)低于煤矸石發(fā)熱量測定，因?yàn)槲覀儫崃績x現(xiàn)場調(diào)試是以北京煤科院的一級標(biāo)準(zhǔn)煤來驗(yàn)收的，分布在全國的3000家水泥廠都做到了標(biāo)準(zhǔn)煤驗(yàn)收過關(guān)。所以能做到這一點(diǎn)是與張洪教授堅(jiān)持鉆研和掌握原理分不開的。在熱量儀的研制過程中，張洪教授對長沙、鶴壁、蘇州、北京和上海等國內(nèi)所有熱量儀生產(chǎn)廠都進(jìn)行了考察，特別對湖南長沙、河南鶴壁主要煤質(zhì)儀器生產(chǎn)廠進(jìn)行了反復(fù)考察，還走訪了他們的用戶，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)領(lǐng)先的煤質(zhì)儀器生產(chǎn)廠家處于仿照國外產(chǎn)品階段，存在主要的問題是“拼湊結(jié)果”和“盲從國標(biāo)”，往往結(jié)果看起來很好，但不是根據(jù)科學(xué)原理得到的，是人工“校正”出來的，一碰到環(huán)境變化，就露出結(jié)果不準(zhǔn)的真面目。例如，某公司仿照美國LECO自動熱量儀產(chǎn)品，解決了人工稱水難題，但這時國標(biāo)冷卻校正計(jì)算公式已經(jīng)不再適用，又沒有掌握冷卻校正計(jì)算原理研究出新的計(jì)算公式，出現(xiàn)了發(fā)熱量連續(xù)測定結(jié)果不穩(wěn)定問題，由于不提供計(jì)算過程中的數(shù)據(jù)，用戶也無法核查問題出在哪里。快速測定是熱量測定另一個難題，由于國內(nèi)熱量儀生產(chǎn)廠還沒有掌握快速測定計(jì)算原理，快速測定結(jié)果穩(wěn)定性差、與標(biāo)準(zhǔn)測定相比誤差大，而美國Parr公司6200熱量儀就已解決了這個難題。研究熱量儀11年來，我們已經(jīng)解決了低發(fā)熱量測定難題、冷卻校正計(jì)算難題、快速測定難題，還研究和取得了氧彈法快速測定灰分發(fā)明專利，推出CT1600、CT2100、CT5000和CT7000系列熱量儀，正在研制CT9000熱量儀，產(chǎn)品向各個行業(yè)滲透，還出口到印度尼西亞、越南、朝鮮和老撾,我們相信憑借教授們在煤質(zhì)分析技術(shù)的深厚功底,堅(jiān)持研究和掌握原理,不斷完善產(chǎn)品，追趕國際領(lǐng)先水平。獲得與熱量測定相關(guān)專利4項(xiàng)，專利號：ZL96232319.5,ZL02138538.6,ZL02138539.4,ZL200720041742.4 二、煤炭發(fā)熱量測定的新特點(diǎn) 1、精度和穩(wěn)定性要求更高。煤炭價格從過去的每噸幾十元上漲到了現(xiàn)在的幾百元，以發(fā)熱量計(jì)由過去100大卡1塊多錢上漲到了現(xiàn)在的6塊錢～8塊錢，因此用戶對發(fā)熱量測定誤差和結(jié)果穩(wěn)定性要求大大提高。中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院張洪教授潛心研究發(fā)熱量11年，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前的熱量測定儀沒有抓住影響發(fā)熱量精度的兩個最重要環(huán)節(jié)：內(nèi)筒水分蒸發(fā)和高低位換算。在發(fā)熱量測定儀設(shè)計(jì)上創(chuàng)新性地提出“蒸發(fā)理論”，設(shè)計(jì)的熱量儀跟蹤（而不是抵抗）環(huán)境變化，經(jīng)國家煤檢中心鑒定水當(dāng)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)相對偏差≤0.1%，而三個月長期穩(wěn)定性≤0.13%，精度達(dá)到了美國Parr熱量儀水平。煤炭用戶以低位發(fā)熱量計(jì)價，而熱量儀直接測定結(jié)果是彈筒值，由彈筒發(fā)熱量換算到低位發(fā)熱量誤差往往會超過熱量儀誤差，其中H含量在換算中起關(guān)鍵作用。每次測定煤炭的H值是不可能的，張洪教授憑借11年研究經(jīng)驗(yàn)，提出準(zhǔn)確確定煤炭H值方法，又使發(fā)熱量精度提高了一個等級。 2、要求測定范圍更寬。煤價飆升使得煤矸石綜合利用的價值越來越高，傳統(tǒng)方法測定煤矸石存在點(diǎn)火困難、燃燒不完全，單次試驗(yàn)溫升也由普通煤炭2－3℃降低到了0.1－0.5℃，測定誤差在50－300大卡/公斤，不能滿足用戶要求。張洪教授1996年就研究并發(fā)明了超低發(fā)熱量測定方法，可直接、高精度地測定低至300大卡/公斤的發(fā)熱量，該技術(shù)已經(jīng)在全國3000余家水泥廠推廣使用。將低發(fā)熱量測定技術(shù)應(yīng)用于煤礦可保證煤矸石發(fā)熱量測定程序簡單、誤差比煤炭還低50％左右。研究低發(fā)熱量測定的論文已經(jīng)發(fā)表在國際權(quán)威期刊（美國Energy﹠Fuels 2004年第6期）上，該技術(shù)還獲得2003年江蘇省科技進(jìn)步二等獎。 3、速度要求更快。來越多的用戶要求煤炭購銷當(dāng)場化驗(yàn)、立即結(jié)算，當(dāng)前不包括采制樣過程，僅發(fā)熱量精確測定就需要30分鐘左右。張洪教授最新研制的CT7000型熱量儀標(biāo)準(zhǔn)測定可在12分鐘左右實(shí)測出結(jié)果，提出的高精度預(yù)測模型可在7分鐘內(nèi)報(bào)出發(fā)熱量結(jié)果，精度與平行樣相同，并可當(dāng)場對比驗(yàn)證，成功解決了發(fā)熱量高精度快測難題。

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