恒温式自动热量计常见故障及处理

发热量的测定，涉及多方面的基础与专业知识。煤检人员应该了解测定发热量的基本原理，熟悉热量计的结构与特点，掌握热容量标定与发热量的测定技术。介绍了恒温式自动热量计的结构和原理，并对使用中的常见故障进行了解析。

1、恒温式自动热量计的结构

热量计由氧弹、内筒、外筒、量热温度计、搅拌装置、点火装置等部件组成。

2、恒温式自动热量计基本工作原理

仪器采用恒温式外筒，氧弹置于内筒水中，将一定质量的试样置于密封的氧弹中，在充足氧气的条件下，令试样完全燃烧，试样燃烧所放出的热量被氧弹周围一定的水吸收，水的温升与试样放出的热量成正比。

在恒温式热量计测定发热量的过程中，它的内外筒的水温总是存在一定的温差，此温差随着时间的改变而改变。为了消除内外筒的热交换对温升的影响，必须对内筒温升加上一个校正值，称之为冷却校正。

煤的发热量的高低，主要取决于煤中可燃物质的化学组分，同时也与燃烧条件有关。根据不同的燃烧条件，可以将煤的发热量分为弹筒、高位、低位发热量。弹筒发热量要高于煤在锅炉中燃烧时放出的热量，在标准煤耗的计算中，以低位发热量为计算依据。

对于同一台量热计来说，当内筒水量、温度计与搅拌器的浸没深度以及环境温度等试验条件确定时，其热容量E为一常数。用已知发热量的物质(苯甲酸)燃烧或点火加热，再测出温升便可求出热容量E。

3、使用中的常见故障分析

在使用恒温式自动热量计测定发热量的过程中，常常会遇到氧弹漏气、试验过程中点火失败、试样燃烧不完全、试样喷溅、搅拌效率不够、内筒水量不够、外筒漏水等一系列故障，导致发热量的测定不准确。

3.1氧弹漏气

氧弹漏气的主要原因是各部件连接部分橡皮圈弹性不好或部件磨损造成的接触不严密。一般来讲，橡皮圈失去弹性主要是由于橡皮圈使用过久老化，此时需要更换。若橡皮圈过于干燥，特别是在北方，则应在实验前，往橡皮圈上浇点蒸馏水，让它适当溶胀，擦干水后再做试验。有时氧弹进、出气口接头内部有赃物或上得不紧，也会导致这些部位漏气，此时，可拧下进、出气口接头，擦去内部赃物，重新拧紧。对于出气口接头为尖锥形或椭圆形的情况，长期使用(特别是每次拧得过紧的话)后会造成磨损，导致接触不良而漏气，此时应送厂家修理。

3.2点火失败

3.2.1点火假失败

试验过程中若点火失败，首先应检查试样是否已经燃烧完全，如果已经烧完，通常称为假失败。其原因一般是搅拌电机坏或搅拌电机轴与搅拌固定螺丝松动，导致电机转，搅拌杆不转；而若固定搅拌叶片的螺丝松动，则杆转，叶片不转。探头的铂电阻移到探头的中部或上部以及探头未插入内筒(电脑量热仪)也是影响点火失败的主要原因。同时，点火板故障、探头与测温卡连接接触不好，或探头、测温卡坏也会导致点火失败。

3.2.2点火失败

(1)点火丝烧断。此时点火失败一般是由于点火电极与氧弹的连接处或氧弹本身有问题，可能的原因有：点火电极表面有氧化层，使接触电阻太大或氧弹盖有氧化层而导致接触电阻太大。同时，点火电极的连接弹簧弹性不够、氧弹内的挡火板与电极杆短路、点火丝未捆紧和氧弹本身的连接处连接不好都会影响点火。

(2)点火丝未烧断。这种情况说明控制部分到点火电极之间出了问题，可能的原因是点火电极在桶盖夹层中断路、短路或点火板损坏。

3.3试样燃烧不完全

试样燃烧不完全主要包括苯甲酸燃烧不完全和煤样燃烧不完全两方面。

3.3.1苯甲酸燃烧不完全

导致苯甲酸燃烧不完全的原因：

(1)苯甲酸压得不紧或有裂纹，使苯甲酸在点燃时发生崩裂，从而造成燃烧不完全。因此，自制苯甲酸时一定要压紧，不得有裂纹，而且苯甲酸片上不得沾有碎屑。

(2)氧弹内档火板位置过低，压抑“火苗”，从而导致苯甲酸燃烧不完全。此时只需把档火板往上移动到合适的位置即可。

(3)试验过程中使用较厚的石英坩埚或较重的镍铬坩埚(>9g)也会导致苯甲酸燃烧不完全，此时应更换坩埚。

(4)充氧压力不足会导致苯甲酸燃烧不完全，此时应将充氧压力增至3.0MPa。

3.3.2煤样燃烧不完全

导致煤样燃烧不完全的原因有：

(1)遇到难燃煤(高灰低热值煤)。此时应先适当提高充氧压力(但不能超过3.2MPa)，延长充氧时间，若试样仍然燃烧不完全，可用添加物掺烧的方法来进行。已知热值的苯甲酸、标煤、擦镜纸均可作为添加物。

使用添加物时应注意将被测煤样与添加物混合均匀，被测煤样与添加物各取重量1克左右为宜，总热值在18000J～30000J，测试前应在系统设置的添加物热值一栏中将添加物的热值(J/g)输入计算机中，测试时，再将添加物的重量输入计算机中，试验结束后，计算机会自动从结果中减去添加物的热值。

(2)如果充氧速度过快，激起氧弹内部的水浸湿煤样也会造成试样燃烧不完全，此时应适当减缓充氧速度。

3.4试样喷溅

测定挥发分高的煤样时，在试验过程中容易喷溅。对于易喷溅的煤，棉线或点火丝应和煤样保持一微小距离(1mm～2mm)。如果还喷溅，就用不垫石棉衬的坩埚或用已知质量和热值的擦镜纸包裹煤样。计算试样的发热量时，扣除所用擦镜纸的燃烧热。

3.5搅拌效率不够

(1)电机无力。应检查修理或更换电机。

(2)搅拌杆连接不好。应接好搅拌杆。

(3)搅拌叶片角度不对。应将叶片调成45°角。

(4)搅拌桨装得不合适，被卡住而不能自由动作。此时应调整好搅拌桨的角度。

(5)搅拌器接线部分接触不良，有虚接现象。这样会导致搅拌速度时陕时慢，时转时停，从而使测得的内筒温度变化为虚假的温度变化，导致热容量或发热量的重复测定结果高高低低，相差很远。此时应检查搅拌器的接线部分，重新接好。

3.6内筒、外筒水量不够

内筒水量不够。一般是放水阀漏水，此时应清洗或更换阀。

外筒未泵满水。应手动将外筒水泵满;若外筒泵不满水是备用水箱水量不够，应加水至溢流；也可能是进水阀漏水，则应清洗或更换阀；对于电磁泵效率不高的，要检查和更换电磁泵。

外筒漏水。主要是滤网被脏物堵住，应取出滤网清洗；若放水孔螺帽未拧紧，则拧紧螺帽；筒焊接处漏水的，要重新焊好；还有外筒的焊嘴与接管处不严和内筒底焊嘴与接管处不严，要插好接管。

3.7读温不正确或精密度不好

温度显示不准确或精密度不好的原因可能是测温元件及装置故障，或探头接线异常等，此时应检查测温系统元件及装置回路，更换必要的元件；还有一种可能是换错了氧弹，因为一个氧弹只对应一个E值。

3.8电磁阀太响或漏水以及点火、搅拌不工作或失灵

此问题的主要原因是电磁阀上的螺帽未拧紧，此时应拧紧螺帽；也可能是电磁阀坏或电压不稳，此时应检查电磁阀和电源。系统测试程序出错时，应重新开机，若控制板坏或部件接触不好，应检查控制系统。

3.9废样过多或E值偏大

此现象主要是环境影响，应按国家标准控制环境。若内外筒的夹层有水，应把夹层中的水吸干；而测温卡系数不对时，要重新核对系数。

3.10开机后蜂鸣器不断报警(快速量热仪)

可能是备用水箱的水过多，可放掉一部分水；或水位检测器的绝缘橡胶有水，应把水位检测器擦干；还可能是水位检测器的信号线松脱，须将信号线重新固定。

4、结束语

在火力发电厂一般都是以发热量作为煤炭计价的依据，煤质化验人员应熟悉热量计的结构、原理，掌握热容量的标定过程和发热量的测定过程，并能够处理热量计在使用过程中发生的一些常见故障，以便获得精密度和准确度都合格的化验数据。