專利名稱：同時測定可燃顆粒表觀熱物性和自燃溫度的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于燃煤電廠露天煤堆自燃預(yù)報的同時測定可燃顆粒表觀熱物性和自燃溫度的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及采用所述系統(tǒng)同時測定可燃顆粒表觀熱物性和自燃溫度的方法。
背景技術(shù)：
在煤礦、電廠等的露天煤堆，遠洋船舶和鐵路運輸過程中存放在運輸箱中的煤堆，都常常發(fā)生自燃現(xiàn)象。高揮發(fā)分原煤自燃現(xiàn)象比較普遍，典型的分析數(shù)據(jù)表明，揮發(fā)分大于35%的氣煤和長焰煤儲存6個月后，其熱量損失平均為4. 9%，而揮發(fā)分小于17%的貧煤儲存6個月后，其熱量損失平均為2. 0%，煤堆的自燃不僅造成了巨大的經(jīng)濟損失，也嚴(yán)重污染了周圍的環(huán)境。在大型燃煤電廠中，為保證正常生產(chǎn)，必須儲備十幾萬噸至數(shù)十萬噸的煤炭，儲存期可長達數(shù)月，煤炭自燃是煤炭貯存最大的安全隱患。由于電廠煤炭的來源不同，其物理、化學(xué)性質(zhì)也有很大差異，因此需要對其與自燃相關(guān)的物理和化學(xué)性質(zhì)進行分析，掌握其自燃的規(guī)律，以便采取進行自燃趨勢的預(yù)報并相應(yīng)的抑制措施。影響煤堆自燃的因素中，除所處環(huán)境的氣象條件(如風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度和濕度等)、堆積的幾何特征(高度、坡度、粒度分布及孔隙度)外，最重要的是煤的熱物理性質(zhì)和低溫氧化特性。煤堆的自燃過程可以用具有內(nèi)部熱源的等效熱傳導(dǎo)方程來描述
權(quán)利要求
1.一種同時測定可燃顆粒表觀熱物性和自燃溫度的系統(tǒng)，其特征是包括 用高導(dǎo)熱材料制成的管狀的物性樣筒(02)和管狀的自燃樣筒(15)、以及將兩者連接為一體的底板，所述的底板置于用電熱材料制成電加熱薄膜(05)之上； 電加熱薄膜下面采用保溫板材制成的支撐板(06)支撐，其兩個金屬電極(08)和(12)從支撐板(06)下方引出； 物性樣筒(02)的下口用保溫的不透氣材料制成的保溫下蓋板(09)封閉； 在自燃樣筒(15)的下口用保溫的透氣材料制成的保溫下蓋板(11)封閉； 被測的物性測試樣品(03)和自燃測試樣品(14)分別裝填到物性樣筒(02)和自燃樣筒(15)中，并分別在其中設(shè)有物性測試樣品中心溫度傳感器(04)和自燃測試樣品中心溫度傳感器(13)； 物性樣筒(02)的上口用保溫的不透氣材料制成的保溫上蓋板(01)封閉，自燃樣筒(15)的上口用保溫的透氣材料制成的保溫上蓋板(16)封閉； 在兩個樣筒中間的底板上安裝有樣筒溫度傳感器(10)； 具有串行通信接口和功率計量功能的程控電源(17)與電加熱薄膜(05)的兩個金屬電極(08)和(12)與相連； 物性測試樣品中心溫度傳感器(04)、自燃測試樣品中心溫度傳感器(13)及樣筒溫度傳感器(10)與具有串行通信功能的溫度采集器(18)相連； PC機或人機界面(19)與程控電源(17)及溫度采集器(18)分別通過串行通信接口相連。
2.一種采用如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)同時測定可燃顆粒表觀熱物性和自燃溫度的方法，其特征是包括量熱校準(zhǔn)和測試兩個步驟 量熱校準(zhǔn) ·1.)首先在不裝填被測物性測試樣品S1(03)和自燃測試樣品S2 (14)的情況下，進行量熱基準(zhǔn)試驗； ·2.)打開電源開關(guān)，給程控電源(17)、溫度采集器(18)和人機界面(19)供電，在人機界面(19)上設(shè)定試驗的溫升速率，范圍是1_3°C /min ;啟動程控電源(17)加熱，記錄樣筒溫度隨時間的變化曲線及加熱功率隨溫度的變化曲線Ptl(T)，作為加熱功率的基準(zhǔn)； · 3.)關(guān)閉所有電源開關(guān)，讓儀器冷卻到環(huán)境溫度以備測試之用； 測試 · 1.)將被測物性測試樣品S1(03)和自燃測試樣品S2 (14)分別裝填到物性樣筒(02)和自燃樣筒(15)中； · 2.)打開電源開關(guān)，給程控電源(17)、溫度采集器(18)和人機界面(19)供電，在人機界面(19)上設(shè)定試驗的溫升速率1-3°C /min;啟動程控電源(17)加熱，記錄樣筒溫度Τκ、物性測試樣品溫度!\。和自燃測試樣品的溫度Τ2。及加熱功率隨溫度的變化曲線P (T)，此時pw 二]>{Ι }~η{η即為加每組樣品的加熱功率; · 3.)當(dāng)自燃樣品發(fā)生自燃后或樣筒達到了預(yù)定的最高溫度對于煤，典型值為150°C，則控制程控電源(17)停止加熱，保存人機界面(19)上的溫度和功率數(shù)據(jù)； · 4.)對記錄數(shù)據(jù)進行分析，當(dāng)加熱過程達到正常工況時，Tik-T1。保持不變，此時可根據(jù)
全文摘要
同時測定可燃顆粒表觀熱物性和自燃溫度的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)連體管狀物性樣筒02和自燃樣筒15，置于電加熱薄膜05上，狀物性樣筒02和自燃樣筒15上下口封閉，程控電源17連接電加熱薄膜05，人機界面19與程控電源17及溫度采集器18通過串行通信接口相連。方法包括量熱校準(zhǔn)和測試兩個步驟。本發(fā)明可對同一樣品同時測量可燃顆粒物料的熱擴散系數(shù)、熱導(dǎo)率、自燃溫度和體積發(fā)熱強度，避免了采用多臺獨立儀器分別測量熱物性和著火特性時可能造成的樣品偏差，準(zhǔn)確測得試驗條件下的自燃溫度。本發(fā)明的測試裝置具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單和制造成本低廉的優(yōu)點，極便于制成實現(xiàn)小型化、智能化的桌面式或便攜式儀器。
文檔編號G01N25/20GK103063700SQ201210439050
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者陳剛, 蘇偉, 陳天生, 張宏亮 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院