一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法?，F(xiàn)在還沒(méi)有一種方法簡(jiǎn)單，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法。本發(fā)明的步驟為：（1）煤樣的制備；（2）將2?3Kg煤樣放入煤樣罐中，真實(shí)模擬煤堆堆積壓力；（3）低溫緩慢氧化升溫速率的測(cè)定；（4）高溫加速氧化升溫速率的測(cè)定；（5）將低溫緩慢氧化升溫速率和高溫加速氧化升溫速率代入下列公式計(jì)算得到儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值；（6）根據(jù)計(jì)算得到的儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值，確定儲(chǔ)煤自燃傾向性。本發(fā)明便于操作和使用，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
【專利說(shuō)明】
-種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，尤其是能模擬煤場(chǎng)真實(shí)堆積壓 力、真實(shí)粒度、真實(shí)環(huán)境溫濕度下煤的自燃傾向性，主要適用于煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的鑒定 與分類。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)能源形勢(shì)短期內(nèi)仍W火力發(fā)電為主，每年需要消耗大量的煤炭資源，煤炭自 燃著火是煤炭?jī)?chǔ)存過(guò)程中的主要災(zāi)害之一。對(duì)于發(fā)電企業(yè)而言，為防止缺煤停機(jī)的危險(xiǎn)，通 常在煤場(chǎng)存儲(chǔ)一定量的煤炭，但是煤炭在存儲(chǔ)過(guò)程中易因氧化而發(fā)熱、自燃，對(duì)發(fā)電企業(yè)造 成經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致煤場(chǎng)存在安全隱患。煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定是發(fā)電企業(yè)有效開展儲(chǔ) 煤防自燃工作的前提，然而我國(guó)暫時(shí)還沒(méi)有全面的、準(zhǔn)確的判定煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的鑒 定方法。
[0003] 目前，我國(guó)煤炭行業(yè)主要采用色譜動(dòng)態(tài)吸氧法來(lái)確定煤的自燃傾向性，但是該種 方法僅考慮煤樣在30°C時(shí)物理吸氧量來(lái)判定煤自燃傾向性強(qiáng)弱，是一種間接測(cè)試方法，并 且還沒(méi)有證據(jù)表明煤在某一溫度點(diǎn)對(duì)氧的吸附能力同煤的自燃傾向性有必然的聯(lián)系，如公 開日為2008年6月25日，公開號(hào)為CN101206211A的中國(guó)專利中，公開了一種煤自燃傾向性的 測(cè)定方法，【公開日】為2015年05月27日，公開號(hào)為CN204359758U的中國(guó)專利中，公開了一種模 擬煤場(chǎng)煤自燃傾向性的測(cè)定裝置，W及【公開日】為2009年07月15日，公開號(hào)為CN201273896的 中國(guó)專利中，公開了一種煤自燃傾向性的測(cè)定裝置，均存在上述問(wèn)題。
[0004] 安全生產(chǎn)行業(yè)主要考察低溫耗氧量及交叉點(diǎn)溫度來(lái)鑒定煤自燃傾向性，我國(guó)現(xiàn)行 煤自燃傾向性鑒定方法存在W下不足:1)將煤炭破碎成粉，破壞了煤炭本身的物理結(jié)構(gòu);2) 試驗(yàn)煤樣與真實(shí)存放煤樣差異較大，試驗(yàn)煤樣一般是空氣干燥基煤樣。3 )試驗(yàn)環(huán)境、條件與 煤炭存儲(chǔ)時(shí)真實(shí)環(huán)境差異較大，得出的結(jié)論作為評(píng)判現(xiàn)場(chǎng)煤堆自燃傾向性出入較大。
[0005] 現(xiàn)在還沒(méi)有一種方法簡(jiǎn)單、便于操作和使用，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃 傾向性的測(cè)定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種方法簡(jiǎn)單、便于 操作和使用，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法。
[0007] 本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法的 特點(diǎn)在于:所述方法的步驟如下： (1)煤樣的制備，為保證實(shí)驗(yàn)煤樣與煤場(chǎng)煤堆煤樣一致，煤場(chǎng)上采集的煤樣制備成標(biāo)稱 最大粒度為6mm的煤樣，密封保存，W備實(shí)驗(yàn)； (2 )將2-3Kg煤樣放入煤樣罐中，煤樣罐放入控溫箱中，氣體從煤樣罐底部進(jìn)口進(jìn)入，頂 部出口排出；首先通入氮?dú)猓趴彰簶又械目諝?，煤樣罐頂部有增壓裝置，真實(shí)模擬煤堆堆 積壓力； (3) 低溫緩慢氧化升溫速率的測(cè)定:將控溫箱設(shè)定為69.5°C，當(dāng)煤樣幾何中屯、溫度達(dá)到 69.5Γ時(shí)，W穩(wěn)定流量向煤樣罐通入空氣，同時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置采集煤樣幾何中屯、溫度和控 溫箱幾何中屯、溫度，調(diào)整控溫箱溫度跟蹤煤樣溫度，使得煤樣在絕熱條件下由自身氧化升 溫，待煤樣中屯、溫度升至70.5 Γ時(shí)，停止數(shù)據(jù)采集，計(jì)算煤樣在7(TC的升溫速率V70; (4) 高溫加速氧化升溫速率的測(cè)定:將控溫箱設(shè)定為119.5°C，當(dāng)煤樣幾何中屯、溫度達(dá) 到119.5°C時(shí)，W穩(wěn)定流量向煤樣罐通入空氣，同時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置采集煤樣幾何中屯、溫度和 控溫箱幾何中屯、溫度，調(diào)整控溫箱溫度跟蹤煤樣溫度，使得煤樣在絕熱條件下由自身氧化 升溫，待煤樣中屯、溫度升至120.5 Γ時(shí)，停止數(shù)據(jù)采集，計(jì)算煤樣在12(TC的升溫速率V120; (5) 將低溫緩慢氧化升溫速率和高溫加速氧化升溫速率代入下列公式計(jì)算得到儲(chǔ)煤自 燃傾向性判定指數(shù)R值，
式中：R為儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)； V70為低溫緩慢氧化升溫速率； Vl20為高溫加速氧化升溫速率； (6) 根據(jù)計(jì)算得到的儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值，確定儲(chǔ)煤自燃傾向性。
[000引由此使得本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，便于操作和使用，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
[0009] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述測(cè)定方法模擬煤場(chǎng)儲(chǔ)煤真實(shí)堆積壓力、真實(shí)粒度和真實(shí)環(huán) 境溫濕度。
[0010] 作為優(yōu)選，本發(fā)明放入煤樣罐內(nèi)的煤樣為煤場(chǎng)原煤經(jīng)處理為標(biāo)稱最大粒度為6mm 的煤樣。
[0011] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(3)和步驟(4)中，向煤樣罐內(nèi)通入空氣的流量為30ml/ mi打〇
[0012] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述控溫箱能夠設(shè)定程序跟蹤煤樣溫度，使得煤樣在絕熱條件 下由自身氧化升溫。
[0013] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(4)中，所述數(shù)據(jù)采集裝置同時(shí)采集煤樣幾何中屯、溫度 和控溫箱幾何中屯、溫度，采集頻率為6次/分鐘。
[0014] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(6)中，儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R<1為不易自燃煤 堆，1<R<2為自燃煤堆，R>2為易自燃煤堆。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)和效果:是一種模擬煤場(chǎng)真實(shí)堆積方式、真 實(shí)粒度、真實(shí)環(huán)境溫濕度下煤的自燃傾向性的測(cè)試方法，適用于模擬煤場(chǎng)真實(shí)堆積方式、真 實(shí)粒度、真實(shí)環(huán)境溫濕度下儲(chǔ)煤自燃過(guò)程，研究煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃過(guò)程內(nèi)外影響因素，對(duì)煤場(chǎng)儲(chǔ) 煤自燃傾向性進(jìn)行測(cè)定，方法簡(jiǎn)單、便于操作和使用，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
[0016] 本發(fā)明通過(guò)測(cè)定煤樣低溫緩慢氧化升溫速率來(lái)判斷煤樣低溫緩慢氧化階段氧化 速率的快慢;通過(guò)測(cè)定煤樣高溫加速氧化升溫速率來(lái)判斷煤樣加速氧化階段氧化速率的快 慢;再通過(guò)對(duì)運(yùn)兩個(gè)參數(shù)合成計(jì)算得到儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)的值，儲(chǔ)煤自燃傾向性判 定指數(shù)越大越容易自燃，儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)越小越不易自燃，從而有效的解決了煤 炭在煤場(chǎng)存儲(chǔ)過(guò)程中真實(shí)的自燃傾向性，提高了儲(chǔ)煤自燃傾向性測(cè)定的準(zhǔn)確度，分類標(biāo)準(zhǔn) 統(tǒng)一，操作簡(jiǎn)單，整個(gè)測(cè)定過(guò)程只需測(cè)試兩個(gè)參數(shù)，其方法能夠模擬煤堆真實(shí)堆放壓力、真 實(shí)粒度及真實(shí)環(huán)境溫濕度下的儲(chǔ)煤自燃傾向性，測(cè)試結(jié)果真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠，在本領(lǐng)域內(nèi)具 有廣泛的實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，W下實(shí)施例是對(duì)本發(fā) 明的解釋而本發(fā)明并不局限于W下實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1。
[0020] 參見圖1，本實(shí)施例中煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法的步驟如下。
[0021] 采取云南小龍?zhí)睹旱V煤樣，制備到標(biāo)稱最大粒度為6mm的煤樣，經(jīng)縮分器縮分出 2.5Kg左右煤樣密封保存，防止水分損失。將煤樣放入煤樣罐中，煤樣罐頂部有增壓裝置模 擬煤堆壓力，頂部和底部均有均勻透氣隔網(wǎng)，底部均勻透氣隔網(wǎng)防止煤樣撒落堵塞氣體進(jìn) 口，頂部均勻透氣隔網(wǎng)防止煤粉隨氣體進(jìn)入出氣口。將裝好煤樣的煤樣罐放入控溫箱中，連 接好氣路并檢查氣密性，通入氮?dú)馀趴彰簶又械目諝?，待空氣排空，關(guān)閉氣體。設(shè)定控溫箱 溫度為69.5°C，待煤樣溫度達(dá)到69.5°C時(shí)，W30ml/min的穩(wěn)定流量向煤樣罐通入空氣，同時(shí) 數(shù)據(jù)采集裝置采集煤樣罐中屯、溫度及控溫箱幾何中屯、溫度，設(shè)定控溫箱程序跟蹤煤樣罐中 屯、溫度，使得煤樣絕熱氧化，待煤樣中屯、溫度升至70.5Γ時(shí)，停止數(shù)據(jù)采集，測(cè)定該煤樣70 °C溫升速率V70為0.998°C A。然后關(guān)閉氣路，設(shè)定控溫箱溫度為119.5 °C，待煤樣溫度達(dá)到 119.5Γ時(shí)，W30ml/min的穩(wěn)定流量向煤樣罐通入空氣，同時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置采集煤樣罐中屯、 溫度及控溫箱幾何中屯、溫度，設(shè)定控溫箱程序跟蹤煤樣罐中屯、溫度，使得煤樣絕熱氧化，待 煤樣中屯、溫度升至120.5 °C時(shí)，停止數(shù)據(jù)采集，測(cè)定該煤樣120°C溫升速率Vi2〇為4.717 °C A。
[0022] 將低溫緩慢氧化升溫速率和高溫加速氧化升溫速率代入計(jì)算公式得到儲(chǔ)煤自燃 傾向性判定指數(shù)R值，
式中：R為儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)； V70為低溫緩慢氧化升溫速率； Vl20為高溫加速氧化升溫速率。
[0023] 根據(jù)計(jì)算得到的儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值，確定儲(chǔ)煤自燃傾向性。本實(shí)施例中 的R=2.858，2.858> 2，測(cè)定云南小龍?zhí)睹旱V煤樣在存儲(chǔ)過(guò)程中為易自燃煤樣。
[0024] 根據(jù)大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，煤堆溫度從40°C升至70°C過(guò)程中，升溫較均勻。根據(jù) 儲(chǔ)煤自燃氧化理論，V70越大，表明煤樣在特定壓力，真實(shí)濕度環(huán)境下，煤樣氧化速率越快； Vl20越大，表明煤樣在特定壓力下，沒(méi)有水分的情況下，煤樣絕熱氧化速率越快。因此，合成 計(jì)算得到儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值越大，煤樣越容易自燃，R值越小越不容易自燃。經(jīng)過(guò) 大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可W設(shè)定儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R< 1為不易自燃煤樣，1含R < 2 為自燃煤樣，R>2為易自燃煤樣;通過(guò)計(jì)算得到的儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值大小，即可 確定煤炭在存儲(chǔ)過(guò)程中的自燃傾向性。
[0025] 實(shí)施例2。
[0026] 本實(shí)施例中煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法的步驟與實(shí)施例1中的步驟相同，只 不過(guò)本實(shí)施例中采取內(nèi)蒙鄂爾多斯煤礦煤樣，測(cè)得低溫緩慢氧化升溫速率V70為ο. 59rc A， 高溫加速氧化升溫速率Vi2Q為2.494°CA，將低溫緩慢氧化升溫速率和高溫加速氧化升溫速 率代入計(jì)算公式得到儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值，R=1.543，1含1.543含2，測(cè)定內(nèi)蒙鄂爾 多斯煤礦煤樣在存儲(chǔ)過(guò)程中為自燃煤樣。
[0027] 實(shí)施例3。
[0028] 本實(shí)施例中煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法的步驟與實(shí)施例1中的步驟相同，只 不過(guò)本實(shí)施例中采取山西陽(yáng)泉煤礦煤樣，測(cè)得低溫緩慢氧化升溫速率V70為0.370°C A，高溫 加速氧化升溫速率Vi2〇為1.096 °C A，將低溫緩慢氧化升溫速率和高溫加速氧化升溫速率代 入計(jì)算公式得到儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值，R=0.733,0.733<1，測(cè)定山西陽(yáng)泉煤礦煤樣 在存儲(chǔ)過(guò)程中為不易自燃煤樣。
[0029] 此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名 稱等可W不同，本說(shuō)明書中所描述的W上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說(shuō)明。凡依 據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡(jiǎn)單變化，均包括于本發(fā) 明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可W對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種 各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求 書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，其特征在于:所述方法的步驟如下： (1) 煤樣的制備，為保證實(shí)驗(yàn)煤樣與煤場(chǎng)煤堆煤樣一致，煤場(chǎng)上采集的煤樣制備成標(biāo)稱 最大粒度為6mm的煤樣，密封保存，以備實(shí)驗(yàn)； (2) 將2-3Kg煤樣放入煤樣罐中，煤樣罐放入控溫箱中，氣體從煤樣罐底部進(jìn)口進(jìn)入，頂 部出口排出；首先通入氮?dú)?，排空煤樣中的空氣，煤樣罐頂部有增壓裝置，真實(shí)模擬煤堆堆 積壓力； (3) 低溫緩慢氧化升溫速率的測(cè)定:將控溫箱設(shè)定為69.5°C，當(dāng)煤樣幾何中心溫度達(dá)到 69.5°C時(shí)，以穩(wěn)定流量向煤樣罐通入空氣，同時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置采集煤樣幾何中心溫度和控 溫箱幾何中心溫度，調(diào)整控溫箱溫度跟蹤煤樣溫度，使得煤樣在絕熱條件下由自身氧化升 溫，待煤樣中心溫度升至70.5 °C時(shí)，停止數(shù)據(jù)采集，計(jì)算煤樣在70 °C的升溫速率V7〇; (4) 高溫加速氧化升溫速率的測(cè)定:將控溫箱設(shè)定為119.5°C，當(dāng)煤樣幾何中心溫度達(dá) 到119.5°C時(shí)，以穩(wěn)定流量向煤樣罐通入空氣，同時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置采集煤樣幾何中心溫度和 控溫箱幾何中心溫度，調(diào)整控溫箱溫度跟蹤煤樣溫度，使得煤樣在絕熱條件下由自身氧化 升溫，待煤樣中心溫度升至120.5 °C時(shí)，停止數(shù)據(jù)采集，計(jì)算煤樣在120 °C的升溫速率V120; (5) 將低溫緩慢氧化升溫速率和高溫加速氧化升溫速率代入下列公式計(jì)算得到儲(chǔ)煤自 燃傾向性判定指數(shù)R值，式中:R為儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)； V70為低溫緩慢氧化升溫速率； V12〇為高溫加速氧化升溫速率； (6) 根據(jù)計(jì)算得到的儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R值，確定儲(chǔ)煤自燃傾向性。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，其特征在于:所述測(cè)定方法 模擬煤場(chǎng)儲(chǔ)煤真實(shí)堆積壓力、真實(shí)粒度和真實(shí)環(huán)境溫濕度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，其特征在于:放入煤樣罐內(nèi) 的煤樣為煤場(chǎng)原煤經(jīng)處理為標(biāo)稱最大粒度為6_的煤樣。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟(3) 和步驟(4)中，向煤樣罐內(nèi)通入空氣的流量為30ml/min。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，其特征在于:所述控溫箱能 夠設(shè)定程序跟蹤煤樣溫度，使得煤樣在絕熱條件下由自身氧化升溫。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟(4) 中，所述數(shù)據(jù)采集裝置同時(shí)采集煤樣幾何中心溫度和控溫箱幾何中心溫度，采集頻率為6 次/分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤場(chǎng)儲(chǔ)煤自燃傾向性的測(cè)定方法，其特征在于:所述步驟(6) 中，儲(chǔ)煤自燃傾向性判定指數(shù)R< 1為不易自燃煤堆，1 2為自燃煤堆，R> 2為易自燃煤 堆。
【文檔編號(hào)】G01N25/22GK105823796SQ201610141085
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】張磊, 李小江, 秦嶺, 汪后港, 陸超, 曾彬, 沈朝峰
【申請(qǐng)人】華電電力科學(xué)研究院