[发明专利]一种快速检测煤质灰分和热值的装置及方法

摘要

本发明提供一种快速检测煤质灰分和热值的装置及方法，包括：氧弹、压力检测单元、高压控制单元、节流单元、CO2检测单元、PLC控制单元、上位机，电子分析天平及电源；还包括一种快速检测煤质灰分和热值的装置及方法：用煤质燃烧前后质量比值确定灰分、用压力稳定后CO2浓度值与峰值压力确定煤质干基高位热值，用煤质干基高位热值确定煤质空气干燥基低位热值及用煤质空气干燥基低位热值等确定煤质收到基的低位热值，本发明对测试环境要求不高，测试快速、稳定。

主权项

1.一种采用快速检测煤质灰分和热值的装置快速检测煤质灰分和热值的方法，其特征在于，装置包括：氧弹：具有一个燃烧腔室的本体，为不锈钢材质，充满氧气后用于煤质燃烧测试；压力检测单元：实时监测氧弹腔室内压力变化；高压控制单元：用于控制腔室与CO₂检测单元的连通和关闭；节流单元：用于控制压力大小；CO₂检测单元：实时监测氧弹内的腔室内的CO₂的浓度变化；PLC控制单元：与氧弹、压力检测单元、高压控制单元、节流单元和CO₂检测单元连接，用于控制氧弹、压力检测单元、高压控制单元、节流单元、CO₂检测单元；上位机：上位机与PLC连接，用于存储数据并进行分析；电子分析天平：与上位机连接用于测量被测煤质在燃烧前后的质量，并将质量数据传输给上位机；电源：给整个装置供电；方法包括：步骤1、将煤质进行干燥，并用电子分析天平测量空坩埚质量，通过上位机读取电子分析天平数据并记录，坩埚质量记录为m₀；步骤2、在坩埚中放入煤质，用电子分析天平称量此时坩埚和煤质的总质量，通过上位机读取数据，记录为煤质燃烧前质量为m₁；步骤3、煤质放置在氧弹中，将点火丝两端固定在氧弹中的两个电极柱上，保证点火丝和煤质良好接触，点火丝不能触碰坩埚侧面和底部，拧紧氧弹盖，并向氧弹中充入氧气，此刻氧弹中的压力为F，给氧弹点火丝两端施加交流电压，点燃点火丝，同时煤质被点燃；燃烧时，压力传感器实时监测氧弹中的气体压力，并通过上位机记录压力数据；步骤4、当压力数据达到峰值F_max后开始下降，根据上位机输出的压力变化图谱，待压力值稳定时，打开高压控制单元，将氧弹中的气体通过减压后传输给CO₂传感器，上位机显示CO₂体积浓度的变化，当CO₂体积浓度值稳定后，记录并保存数据，稳定后CO₂体积浓度值为C_x；步骤5、取出氧弹中燃烧后的煤质，用电子分析天平称量此时坩埚和剩余成分的总质量，通过上位机读取数据，记录为煤质燃烧后质量为m₂；步骤6、则煤质燃烧前后质量比：压力稳定状态下峰值压力与CO₂体积浓度乘积：P＝F_max×C_X；步骤7、计算煤质灰分：Y＝aX³+bX²+cX+d，a、b、c、d为自然数；步骤8、计算煤质干基的高位热值：M＝AP²+BP+C，A、B、C为自然数；步骤9、计算煤质在空气中干燥后的低位热值：N＝EM²+FM+G，E、F、G为自然数。