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熱量儀

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一、概述發熱量是評價煤炭質量最重要的指標之一。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熱量物質發熱量測定難題，歷經3年研制成功的第一臺熱量儀于1998年3月在棗莊礦務局試用，該產品成功將煤矸石類低發熱量物質發熱量測定重復性誤差降低到10×4.18J/g之內，通過研究新的冷卻校正計算公式成功實現普通熱量儀不調水溫，對用戶使用中出現的問題不是要求用戶更小心的操作，而是對熱量儀的結構進行設計改進，極大地降低了熱量儀的故障率。該型號熱量儀1998年10月開始穩定運行。1999年首先在全國水泥廠推廣，到目前為止用戶達到3000家，覆蓋港澳臺之外的所有地區。該技術2003年獲得江蘇省科技進步二等獎，相關論文發表在美國Energy & Fuels雜志上。煤炭發熱量測定難度遠低于煤矸石發熱量測定，因為我們熱量儀現場調試是以北京煤科院的一級標準煤來驗收的，分布在全國的3000家水泥廠都做到了標準煤驗收過關。所以能做到這一點是與張洪教授堅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、北京和上海等國內所有熱量儀生產廠都進行了考察，特別對湖南長沙、河南鶴壁主要煤質儀器生產廠進行了反復考察，還走訪了他們的用戶，發現國內領先的煤質儀器生產廠家處于仿照國外產品階段，存在主要的問題是“拼湊結果”和“盲從國標”，往往結果看起來很好，但不是根據科學原理得到的，是人工“校正”出來的，一碰到環境變化，就露出結果不準的真面目。例如，某公司仿照美國LECO自動熱量儀產品，解決了人工稱水難題，但這時國標冷卻校正計算公式已經不再適用，又沒有掌握冷卻校正計算原理研究出新的計算公式，出現了發熱量連續測定結果不穩定問題，由于不提供計算過程中的數據，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，由于國內熱量儀生產廠還沒有掌握快速測定計算原理，快速測定結果穩定性差、與標準測定相比誤差大，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，我們已經解決了低發熱量測定難題、冷卻校正計算難題、快速測定難題，還研究和取得了氧彈法快速測定灰分發明專利，推出CT1600、CT2100、CT5000和CT7000系列熱量儀，正在研制CT9000熱量儀，產品向各個行業滲透，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分析技術的深厚功底,堅持研究和掌握原理,不斷完善產品，追趕國際領先水平。獲得與熱量測定相關專利4項，專利號：ZL96232319.5,ZL02138538.6,ZL02138539.4,ZL200720041742.4 二、煤炭發熱量測定的新特點 1、精度和穩定性要求更高。煤炭價格從過去的每噸幾十元上漲到了現在的幾百元，以發熱量計由過去100大卡1塊多錢上漲到了現在的6塊錢～8塊錢，因此用戶對發熱量測定誤差和結果穩定性要求大大提高。中國礦業大學化工學院張洪教授潛心研究發熱量11年，發現了當前的熱量測定儀沒有抓住影響發熱量精度的兩個最重要環節：內筒水分蒸發和高低位換算。在發熱量測定儀設計上創新性地提出“蒸發理論”，設計的熱量儀跟蹤（而不是抵抗）環境變化，經國家煤檢中心鑒定水當量重復性標準相對偏差≤0.1%，而三個月長期穩定性≤0.13%，精度達到了美國Parr熱量儀水平。煤炭用戶以低位發熱量計價，而熱量儀直接測定結果是彈筒值，由彈筒發熱量換算到低位發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年研究經驗，提出準確確定煤炭H值方法，又使發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，傳統方法測定煤矸石存在點火困難、燃燒不完全，單次試驗溫升也由普通煤炭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年就研究并發明了超低發熱量測定方法，可直接、高精度地測定低至300大卡/公斤的發熱量，該技術已經在全國3000余家水泥廠推廣使用。將低發熱量測定技術應用于煤礦可保證煤矸石發熱量測定程序簡單、誤差比煤炭還低50％左右。研究低發熱量測定的論文已經發表在國際權威期刊（美國Energy﹠Fuels 2004年第6期）上，該技術還獲得2003年江蘇省科技進步二等獎。 3、速度要求更快。來越多的用戶要求煤炭購銷當場化驗、立即結算，當前不包括采制樣過程，僅發熱量精確測定就需要30分鐘左右。張洪教授最新研制的CT7000型熱量儀標準測定可在12分鐘左右實測出結果，提出的高精度預測模型可在7分鐘內報出發熱量結果，精度與平行樣相同，并可當場對比驗證，成功解決了發熱量高精度快測難題。

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