快速煤質(zhì)熱重分析儀的研制

笫28卷第1期煤氣與熱力Vol 282008年1月GAS heat快速煤質(zhì)熱重分析儀的研制陳剛(株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南株洲4120000摘要:基于熱重分析技術(shù)的傳統煤工業(yè)分析速度較慢,主要原因為分析儀的結構不能實(shí)現全流程多試樣分析。介紹了新型的快速煤質(zhì)熱重分析儀的結構,分析了工藝流程?？焖倜嘿|(zhì)熱重分析儀能實(shí)現全流程多試樣的分析,縮短了分析時(shí)間。關(guān)鍵詞:熱重分析;設計;測試方法;工藝流程中圖分類(lèi)號:TU995文獻標識碼:B文章編號:1000-446(2008)01-0A08-03Development of Fast Coal Quality Thermogravimetric AnalyzerCHEN GangAbstract: The speed of traditional coal proximate analysis based on thermogravimetric analysis isslow, because the analyzer structure can not realize multi-sample analysis in the whole process. Thestructure of new fast coal quality thermogravimetric analyzer is introduced, and the technological processis analyzed. The fast coal quality thermogravimetric analyzer can realize multi-sample analysis in therocesswhich shortens the analKey words: thermogravimetric analysis; design; test method; technological process具有良好穩定性和準確性的基于熱重分析技術(shù)和旋轉機構。本儀器采用N( National Instruments,的煤質(zhì)分析儀應用最廣?；跓嶂丶t外技術(shù)的煤質(zhì)美國國家儀器公司)虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行控制和編分析儀基本上采用雙爐膛加熱,其中低溫爐膛進(jìn)行程,實(shí)現高精密的數據檢測?？焖倜嘿|(zhì)熱重分析儀水分和灰分的檢測,高溫爐膛進(jìn)行揮發(fā)分的檢測,但器的主要工藝流程為:多試樣水分同時(shí)測試、多試樣在進(jìn)行揮發(fā)分檢測時(shí)只能加熱單個(gè)試樣3。在進(jìn)揮發(fā)分同時(shí)測試、多試樣灰分同時(shí)測試行多試樣檢測時(shí),需要按順序將試樣放入高溫爐膛,②結構這種工藝流程不能滿(mǎn)足快速檢測要求。若能同時(shí)檢快速煤質(zhì)熱重分析儀器由揮發(fā)分、灰分測試爐測多個(gè)試樣的揮發(fā)分,將大幅縮短檢測時(shí)間?；?上爐體)和水分測試爐體(下?tīng)t體)組成34。在上快速檢測的思想,本文提出了一種多試樣可同時(shí)檢爐體安裝有通氣孔用于氣壓平衡和散熱,發(fā)熱體用測的快速煤質(zhì)熱重分析儀。于爐體加熱,熱電偶用于測量溫度,在爐墻壁裝有數1快速煤質(zhì)熱重分析儀的結構控流量計用于控制氧氣和氮氣流量,有一路分支通①技術(shù)解決方案向下?tīng)t體。文獻[5]規定,上爐體在測試揮發(fā)分時(shí)快速煤質(zhì)熱重分析儀采用熱重分析方法,爐膛溫度為(900±10)℃,爐內通入氮氣;在測試灰分時(shí)為雙爐膛一體結構,由測試水分的下?tīng)t體和測試揮溫度為(815±10)℃,爐體內通入氧氣。下?tīng)t體測發(fā)分、灰分的上爐體組成(結構見(jiàn)圖1)。上爐體為試中國煤化工內通人氮氣雙環(huán)形空腔爐,下?tīng)t體中布置多試樣托樣盤(pán)和稱(chēng)樣孔,用于放置坩堝。桿,托樣盤(pán)通過(guò)中心桿與機架傳動(dòng)機構連接,稱(chēng)樣桿托樣CNMHG即以:心桿與螺旋總成連與高精密電子天平連接。底部機架布置有升降機構接驅動(dòng)托樣盤(pán)上升和下降,通過(guò)稱(chēng)樣桿利用電子天A08www, wate陳剛:快速煤質(zhì)熱重分析儀的研制第28卷第1期機測試系統程序③打開(kāi)下?tīng)t體側蓋,點(diǎn)動(dòng)旋轉機構,將干燥過(guò)的坩堝放于托樣盤(pán)上,關(guān)閉側蓋。運行坩堝稱(chēng)量程序,系統將自動(dòng)稱(chēng)量,待1號位置坩堝運行至稱(chēng)樣桿上方時(shí),旋轉機構停止運動(dòng),托樣盤(pán)緩慢下降至坩堝完全落在稱(chēng)樣桿上且坩堝與托樣盤(pán)沒(méi)有接觸時(shí)停止下降。此時(shí),電子天平稱(chēng)出1號坩堝的質(zhì)量。這樣,系統自動(dòng)稱(chēng)量出共19個(gè)坩堝的質(zhì)量(m1、…、m、m19,單位為g),并將數據儲存到計算機中。④坩堝稱(chēng)量后,打開(kāi)下?tīng)t體側蓋將待測煤樣放于坩堝中,關(guān)閉側蓋。系統按照同樣的方法稱(chēng)量出19個(gè)盛有煤樣坩堝的總質(zhì)量(mnm,1、…、mnm…m=19,單位為g),并將數據儲存到計算機中1通氣孔2上爐體3熱電偶4坩堝5多試樣托樣盤(pán)6稱(chēng)樣桿總質(zhì)量稱(chēng)量后,開(kāi)始運行水分測試程序,下7.下?tīng)t體8機架9中心桿10天平座11電子天平12軸承座1爐體內通入氮氣,爐溫上升至105-110℃,在此溫13光電行程開(kāi)關(guān)14螺旋總成15步進(jìn)電機16軸承座217齒輪組18升降電機19絲桿20發(fā)熱體21數控流量計度下,系統連續加熱50min,時(shí)間可調。加熱過(guò)程圖1快速煤質(zhì)熱重分析儀的結構中,托樣盤(pán)保持迅速旋轉狀態(tài)。50min后,系統開(kāi)始平進(jìn)行稱(chēng)量。下?tīng)t體還安裝有發(fā)熱體,熱電偶用于自動(dòng)稱(chēng)量千燥過(guò)的19個(gè)盛有煤樣坩堝的質(zhì)量測量溫度。(m、…、m,、…、m。1,單位為g)。在10min后進(jìn)快速煤質(zhì)熱重分析儀的機械傳動(dòng)機構包括升降行檢查性稱(chēng)量,直到兩次稱(chēng)量質(zhì)量差的絕對值不超機構和旋轉機構。升降機構由升降電機、齒輪組、絲過(guò)5×10g。系統自動(dòng)保存稱(chēng)量數據。桿和螺旋總成組成,升降的行程由光電行程開(kāi)關(guān)控⑥在水分測試的同時(shí),上爐體已經(jīng)開(kāi)始升溫,制。旋轉機構由步進(jìn)電機、螺旋總成和中心桿組成,并通入氮氣。待溫度升至(900±10)℃時(shí),托樣盤(pán)旋轉的定位通過(guò)步進(jìn)電機的控制器及數據卡由計算整體上升至上爐體加熱7min后,托樣盤(pán)整體下降機控制。至下?tīng)t體,稱(chēng)量19個(gè)盛有煤樣坩堝的質(zhì)量(m,1③主要機構及裝置的功能…m,…、m19,單位為g)。稱(chēng)量方法同上,系統a.升降機構功能為驅動(dòng)托樣盤(pán)的上升和下降。自動(dòng)保存稱(chēng)量數據。力傳遞過(guò)程為:升降電機、齒輪組、絲桿、螺旋總成、⑦稱(chēng)量后,上爐體通過(guò)散熱口散熱,溫度降至托樣盤(pán)。(815±10)℃,爐內通入氧氣。托樣盤(pán)整體上升至b旋轉機構,功能為驅動(dòng)托樣盤(pán)的旋轉和定位上爐體灼燒40min,時(shí)間可調。托樣盤(pán)下降至下?tīng)t力傳遞過(guò)程為:步進(jìn)電機、中心桿、托樣盤(pán)。c.電子天平,功能為稱(chēng)量試樣質(zhì)量,并通過(guò)體稱(chēng)量19個(gè)盛有煤樣坩堝的質(zhì)量(m、…、mnR485接口將數據傳輸到計算機。m219,單位為g),并在10min后進(jìn)行檢查性稱(chēng)d數控流量計,功能為控制N2、O2開(kāi)通和關(guān)閉量,直到兩次稱(chēng)量質(zhì)量差的絕對值不超過(guò)5×10及流量調節。g。系統自動(dòng)保存稱(chēng)量數據。e熱電偶,功能為檢測上下?tīng)t體的溫度,并將信22數據計算號反饋給計算機?？諝飧稍锘?、空氣干燥基揮發(fā)分、空氣干燥2基本工藝流程基灰的臣懸米MVM、A、c計算式為:中國煤化工21工藝流程將坩堝放于干燥箱中干燥,備用。CNMHGM打開(kāi)快速煤質(zhì)熱重分析儀電源,啟動(dòng)計算A09第28卷第1期煤氣與熱力www.watergasheat.com參考文獻:[1]陳文燕.試述熱分析技術(shù)在煤質(zhì)分析中的應用進(jìn)展[J].現代科學(xué)儀器,200,(6):52-54.192m,mi-m[2]張宏亮,林大松.煤質(zhì)快速分析儀器應用現狀[J].熱c=1-Mn-V。-A力發(fā)電,2002,(4):7-9式中M—空氣干燥基水分的質(zhì)量分數3]陳剛,朱石沙.煤質(zhì)分析儀加熱爐溫度場(chǎng)分析及AN-空氣干燥基揮發(fā)分的質(zhì)量分數SYS模擬[J].現代科學(xué)儀器,2005,(6):48-50空氣干燥基灰分的質(zhì)量分數[4]國營(yíng)北京建中機器廠(chǎng).電阻爐設計[M].北京:新時(shí)固定碳的質(zhì)量分數代出版社,1982[5]GB/T2l2-2001,煤的工業(yè)分析方法[S]3結論快速煤質(zhì)熱重分析儀的最大特點(diǎn)是能夠實(shí)現多作者簡(jiǎn)介:陳剛(1974-),男,湖南株洲人,工試樣同時(shí)測試,大幅縮短了多試樣測試時(shí)間。以19程師,碩士,主要從事機電產(chǎn)品、分析儀個(gè)試樣為例,比通常的煤質(zhì)分析儀至少縮短時(shí)間器設計與研發(fā)。120min,并保證了多試樣測試的測試環(huán)境一致,有E-mail:hncg665@sina.com利于獲得真實(shí)的測試結果。收稿日期:2007-05-15;修回日期:2007-08設備與材料簡(jiǎn)訊ADJ系列全自動(dòng)熱熔對接焊機介紹杭州環(huán)眾電子設備有限公司生產(chǎn)的ADJ系列全自動(dòng)熱熔對接焊機主要功能有:存內9組焊接參數;雙調壓油路,手動(dòng)切削和自動(dòng)焊接分別調壓,自動(dòng)切換;選擇管材型號,即可直接調用自動(dòng)焊接;數據庫可儲存200組焊接參數,也可自動(dòng)實(shí)時(shí)打印。主要特點(diǎn)有:分體式結構,各部件輕便易于搬動(dòng),易于施工操作;一體式液動(dòng)力單元,對接過(guò)程快,壓力調節精度高;夾具采用雙卡套疊加式結構,管材對接精度高,易于調整錯邊量;采用電磁換向閥控制油缸進(jìn)退,電磁卸壓,操作簡(jiǎn)便;加熱系統采用智能電子溫控,控溫精度準確直觀(guān);具有漏電保護功能,保證施工過(guò)程的安全性;具有焊接參數輸出自動(dòng)實(shí)時(shí)打印功能,質(zhì)量監測更直觀(guān)。主要技術(shù)參數見(jiàn)表1。表1主要技術(shù)參數機型ADH]-160ADHJ-250ADHJ-315管材直徑范圍/m50-160160~315工作環(huán)境溫度/℃輸入電壓/V220控制裝置輸入總功率/kW加熱板功率/kW0.8加熱板絕緣等級E級中國煤化工E級加熱板溫度調節范圍/℃100~300100~300刀盤(pán)功率/kW0.7CNMHG本刊通訊員供稿A10