Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения
Владельцы патента RU 2492474:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") (RU)
Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к контролю качества углей. При осуществлении способа на основании показателей качества угля месторождения, определенных на стадии разведки и технологических испытаний, определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по заданной формуле, строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика. Достигается упрощение и повышение оперативности определения. 3 табл., 1 ил.
Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к контролю качества углей.
В текущей работе геолога и мастера ОТК угольного разреза постоянно приходится сталкиваться с определением одного из главных показателей качества угля - низшей теплотой сгорания на рабочее состояние топлива
Высшая теплота сгорания
Согласно ГОСТ 147-95 «Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания», определение высшей теплоты сгорания основано на полном сжигании массы испытуемого топлива в колориметрической бомбе в изотермическом или адиабатическом режиме при постоянном объеме в среде сжатого кислорода и измерении подъема температуры калориметрического сосуда за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топлива и вспомогательных веществ, а также при образовании водных растворов азотной и серной кислот в условиях испытания. Масса навески 0,8-1,5 гр.
Процесс очень сложный и дорогостоящий.
Низшая теплота сгорания выражает количество тепла, которое с учетом балласта (W, А) может быть практически реализовано при сжигании. Величина расчетная - согласно ГОСТ 147-95, рассчитывается из показателей высшей теплоты сгорания по формуле с учетом пересчетных коэффициентов:
где 24,42 - теплота парообразования;
8,94 - коэффициент пересчета массовой доли водорода на воду;
Ha - массовая доля водорода в аналитической пробе;
Wa - массовая доля воды в аналитической пробе.
Формула довольно громоздкая и неприменимая к оперативным расчетам.
Различными исследователями постоянно изыскиваются пути определения
Целью изобретения является создание способа оперативного определения одного из основных показателей качества угля - низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива, необходимое при текущем планировании добычи и отгрузки угля с учетом качественных характеристик, а также сокращение объема дорогостоящих анализов по определению теплотворных свойств углей.
Цель достигается тем, что способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения, заключается в том, что на стадии разведки и технологических испытаний производят определение показателей качества углей: рабочей влажности, зольности и низшей теплоты сгорания, а также средних значений этих параметров по месторождению и определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по формуле
где
где
затем строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика.
Предлагаемый способ был внедрен на Уртуйском месторождении.
Принимали за
где
Подставляя средние значения в формулу (1) получили формулу расчета низшей теплоты сгорания для углей Уртуйского месторождения:
Эта формула позволяет рассчитать низшую теплоту сгорания
Определив показатели: Qк 1, Wк 1, Aк 1 - для любого месторождения, используя данную методику, можно определить низшую теплоту сгорания углей
На основе данной формулы построен график (палетка) для определения
Дробные значения зольности и влажности откладываются на палетке путем интерполяции между целыми значениями. Правильность определения низшей теплоты сгорания по формуле (1) и графику проверена по результатам сопоставления этого показателя с лабораторией ТЭЦ г.Краснокаменска. По известным значениям
Среднее квадратическое расхождение между рассчитанными и фактическими значениями составило ±3,5%. Необходимо иметь в виду, что это расхождение является суммой погрешностей определения трех составляющих: влажности, зольности и теплоты сгорания пробы в лабораторных условиях. Исключив один из анализов - собственно определение теплоты сгорания, точность определения
Рассчитываем
Таблица 1 | |||
Расчет Qr i2=f(Wr 2) | |||
Влажность ![]() |
Зольность ![]() |
Теплота сгорания ![]() |
|
Расчет | |||
1 | 2 | 3 | 4 |
23 | 8,81 | 4501,2 | (4020+6×29,5)(100-23-8,81/100-29,5-8,81)-6×23 |
23 | 8,81 | 4427,2 | (4020+6×29,5)(100-24-8,81/100-29,5-8,81)-6×24 |
25 | 8,81 | 4353,2 | (4020+6×29,5)(100-25-8,81/100-29,5-8,81)-6×25 |
26 | 8,81 | 4279,1 | (4020+6×29,5)(100-26-8,81/100-29,5-8,81)-6×26 |
27 | 8,81 | 4205,1 | (4020+6×29,5)(100-27-8,81/100-29,5-8,81)-6×27 |
28 | 8,81 | 4131,1 | (4020+6×29,5)(100-28-8,81/100-29,5-8,81)-6×28 |
29 | 8,81 | 4057,0 | (4020+6×29,5)(100-29-8,81/100-29,5-8,81)-6×29 |
30 | 8,81 | 3983,0 | (4020+6×29,5)(100-30-8,81/100-29,5-8,81)-6×30 |
31 | 8,81 | 3908,9 | (4020+6×29,5)(100-31-8,81/100-29,5-8,81)-6×31 |
32 | 8,81 | 3834,9 | (4020+6×29,5)(100-32-8,81/100-29,5-8,81)-6×32 |
33 | 8,81 | 3760,8 | (4020+6×29,5)(100-33-8,81/100-29,5-8,81)-6×32 |
34 | 8,81 | 3686,8 | (4020+6×29,5)(100-34-8,81/ |
100-29,5-8,81)-6×34 | |||
35 | 8,81 | 3612,8 | (4020+6×29,5) (100-35-8,81/100-29,5-8,81)-6×35 |
36 | 8,81 | 3538,8 | (4020+6×29,5) (100-36-8,81/100-29,5-8,81)-6×36 |
Рассчитывали
Таблица 2 | ||||
Расчет Qr i2=f(Ar 2) при Wr 1=Gonst, Ar 1=8.81 | ||||
Влажность ![]() |
Зольность ![]() |
Теплота сгорания. ![]() |
Теплота сгорания ![]() |
|
РАСЧЕТ | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | |
23 | 20,0 | 4501,2 | 3740,0 | (4501,2+6×23)(100-23-20/100-23-8,1)-6×23 |
24 | 20,0 | 4427,2 | 3666,0 | (4427,2+6×24)(100-24-20/100-24-8,81)-6×24 |
25 | 20,0 | 4353,2 | 3592,0 | (4353,2+6×25)(100-25-20/100-25-8,81)-6×25 |
26 | 20,0 | 4279,1 | 3517,9 | (4279,1+6×26)(100-26-20/100-26-8,81)-6×26 |
27 | 20,0 | 4205,1 | 3443,9 | (4205,1+6×27)(100-27-20/100-27-8,81)-6×27 |
28 | 20,0 | 4131,1 | 3369,9 | (4131,1+6×28)(100-28-20/100-28-8,81)-6×28 |
29 | 20,0 | 4057,0 | 3295,8 | (4057,0+6×29)(100-29-20/100-29-8,81)-6×29 |
30 | 20,0 | 3983,1 | 3221,8 | (3983,0+6×30)(100-30-20/100-30-8,81)-6×30 |
31 | 20,0 | 3908,9 | 3147,8 | (3908,9+6×31) |
(100-31-20/100-31-8,81)-6×31 | ||||
32 | 20,0 | 3834,9 | 3073,7 | (3834,9+6×32)(100-32-20/100-32-8,81)-6×32 |
33 | 20,0 | 3760,9 | 2999,7 | (3760,9+6×33)(100-33-20/100-33-8,81)-6×33 |
35 | 20,0 | 3612,8 | 2851,8 | (3612,8+6×35)(100-35-20/100-35-8,81)-6×35 |
36 | 20,0 | 3538,8 | 2777,6 | (3538,8+6×36)(100-36-20/100-36-8,81)-6×36 |
Наносим на график полученные значения, соединяем значения
Эти линии описываются формулами, приведенными в таблице 3.
Таблица 3 | |
Регрессионная зависимость Qr i=f (Ar i) | |
Wr, % | ФОРМУЛА |
1 | 2 |
23 | Qr i=5100-68.0Ar i |
24 | Qr i=5026-68.0Ar i |
25 | Qr i=4952-68.0Ar i |
26 | Qr i=4878-68.0Ar i |
27 | Qr i=4804-68.0Ar i |
28 | Qr i=4730-68.0Ar i |
29 | Qr i=4656-68.0Ar i |
30 | Qr i=4582-68.0Ar i |
31 | Qr i=4508-68.0Ar i |
32 | Qr i=4434-68.0Ar i |
33 | Qr i=4360-68.0Ar i |
34 | Qr i=4286-68.0Ar i |
35 | Qr i=4212-68.0Ar i |
36 | Qr i=4138-68.0Ar i |
Для дробных значений Wr i теплота сгорания определяется методом интерполяции между линиями целых значений.
Точность снятия отсчета по палетке составляет ±5-10 Ккал/кг, в зависимости от масштаба построения.
Линии
Используемые методы оперативного контроля качества угля позволяют формировать партии угля по заявкам потребителей и могут быть использованы на любом угольном месторождении с учетом данных по рабочей влажности и зольности для данного месторождения.
Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения, заключающийся в том, что на стадии разведки и технологических испытаний производят определение показателей качества углей: рабочей влажности, зольности и низшей теплоты сгорания, а также средних значений этих параметров по месторождению и определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по формуле:
где
где
затем строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика.