略论煤炭水分极限的测定.doc

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1、学无止境略论煤炭水分极限的测定目前国际、国内尚无有关煤炭适运水分极限的检验标准，国际认可的常用测试适运水分极限的方法有流盘试验（ＦｌｏｗＴａｂｌｅＴｅｓｔ）、插入度试验（ＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＴｅｓｔ）和葡式／樊式试验（Ｐｒｏｃｔｏｒ／ＦａｇｅｒｂｅｒｇＴｅｓｔ）３种方法，《国际海运固体散装货物规则》附录２同样是给出了上述３个方法，其中流盘法适合用于小颗粒的样品，一般标称最大粒度不超过７ｍｍ，根据《国际海运固体散装货物规则》所规定的组别鉴别条件，当煤、焦炭粉粒度（＜５．０ｍｍ）含量大于７５％时，可确定为Ａ组，需进行水分含量和适运水分极限检测。煤泥是一种细颗粒（＜１ｍｍ）的煤水混合物，属于Ａ组

2、货物，需要水分含量和适运水分极限检测。因此，流盘法是测定煤炭适运水分极限的首选。２流盘法的原理及操作方法２．１原理煤炭颗粒在急剧的周期性动载荷作用下（如海洋运输过程中的风浪），离开原来的稳定位置而发生移动，颗粒排列将趋于密实。由于煤炭透水性的影响，空隙水不能在短时间内及时排除，产生空隙水压力。随外力作用时间持续，空隙水压力不断积累增大，最终抵消煤炭总应力而使其抗剪强度完全丧失，产生流态化［３］。一定的含水量是产生空隙水压力必要条件。恰好能够满足货物发生流态化的水分含量为流动水分点（ｆｌｏｗｍｏｉｓｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓ，简称ＦＭＰ）。流盘试验方法是通过一定水配比的试样混合后用模具和捣棒制成一个

3、截锥形，把试样放在流盘上移去模具，流盘按规定次数振动，然后观察或测定其形状变化来衡量是否达到流态化，判别流动水分点ＦＭＰ。在实际运输中，因考虑安全系数，适运水分极限（ＴＭＬ）被定义为ＦＭＰ测定值的９０％，可通过计算获得。图１是样品脱模后在流盘上振动前、振动后未流化时、振动后流化时的状态。3学海无涯学无止境（１）流盘测定仪：由流盘和铜质材料的模具组成。（２）搅拌机：由搅拌锅与搅拌叶片及相应的机构组成。搅拌时搅拌锅不会有明显晃动和转动。搅拌叶片呈扇形，搅拌时除顺时针自转外，还需沿搅拌锅周边逆时针公转［４］。（３）捣棒：利用装有弹簧并经校核的捣棒或其它构造能够到达所要求压力的捣棒。该捣棒可以通过直

4、径３０ｍｍ的捣棒头施加可控压力。（４）电子天平：最大称量范围２０００ｇ，灵敏度１ｇ。（５）空气干燥箱：带有自动控温和鼓风装置，能够控制温度在（３０～４０）℃和（１０５～１１０）℃范围内，有气体进、出口，有足够的换气量，如每小时可换气５次以上。２．３样品制备按照ＧＢ４７４制备出不少于５ｋｇ的煤样，充分混匀后，用二份器缩分成４个试样Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，试样Ａ立即按照ＧＢ／Ｔ２１１测定全水分。另外３份试样密封后备用。装填：将搅拌均匀的试样分３次装填到流盘中心的清洁、干燥的模具里，经捣实后的第１层应约占模具深度的三分之一，捣实后的第２层应约占模具的三分之二，最后１层捣实后应刚好达到模具顶边下部５ｍｍ左右

5、。捣压：分３次装填到模具里的试样，每装１层后都要用捣棒进行捣压，每次锤捣前试样需铺平，捣棒锤捣应平稳用力3学海无涯学无止境，捣锤抬起时不能带起试样。底层锤捣３５次，中层锤捣２５次，上层锤捣２０次，每１层均应在全部表面上连续锤捣至边缘，以形成均匀的平整表面。脱模：轻轻拍打模具四周使其松动，取下模具，将截锥状试样留在流盘上。预备试验主要是根据试样Ａ的全水分，确定其在主试验开始前向试样中加水的量，以达到流态化临界点或判断试样是否需要进行空气干燥。一般可通过截锥体的变形尺寸确定流态化临界点，试样脱模后用流盘振动５０次，测量截锥体任何部分的直径都增加３ｍｍ以上时；或测量截锥体底部或中部直径，第１次直径

6、增加１ｍｍ～３ｍｍ，再加１次水，底部或中部直径会增加（３～１０）ｍｍ时。用试样Ｂ做预备试验，按规定装填、捣压和脱模后，将流盘上试样周边清理干净，流盘以２５次／ｍｉｎ的速率，升落５０次，检测试样是否达到流态化临界点。如果试样的含水量低于流态化临界点，则会散落并颠成碎块。此时停止振动，将试样重新装回搅拌锅中，并在试样表面喷洒（４～５）ｍＬ或更多的水（每次加水量需要记录），搅拌均匀后，重新装模。重复上述步骤直至达到流态化临界点。记录累积的加水量（Ｖ），并预估流动水分点［５，６］。流动水分点的主试验根据预备试验预估的流动水分点和累计加水量，将试样Ｃ和Ｄ的含水量调成比预备试验中未引起流态化的最后一个含

7、水量低（１～２）％。按预备试验的方法测定，但每次加水的量不超过试样质量０．５％（预备试验的流动水分点越低，加水量应越小）。若试样达流态化，将模具中的试样与搅拌锅中的试样合并，缩分为２份，立刻按照ＧＢ／Ｔ２１１测定其全水分作为含水量（ＭＣ），否则将其放回搅拌锅中，重复上述的测试。２．４．３适运水分极限计算流动水分点（ＦＭＰ）按照公式（１）计算：ＦＭＰ＝ＭＣＣ＋ＭＣＤ２（１）式中，ＦＭＰ为煤样的流动水分点，单位为