自燃点测定原理

关于自燃点测定仪
发布日期[2009-11-25] 点击[82]次

煤自燃点测定仪

研制《煤炭自燃仿真系统》，再现煤炭自燃过程，掌握煤炭自燃规律，直接用于煤矿自燃火灾预测、预报与预防是课题的立意与宗旨，经过三年努力，取得了可喜的成果，发现煤存在一个有别于着火点的自燃点，并建立了自燃点的测定方法和装置，可以取代现用的色谱吸氧法，用于鉴定煤的自燃倾向性（我国《煤矿安全规程》规定的煤矿安全生产必检项目），并直接用于煤矿自燃火灾预测、预报与预防。

（一） 仪器组成

1. 硬件
《煤炭自燃点测定仪》包括自燃仿真实验系统与在线色谱分析系统两大部分

仿真炉是自燃仿真实验系统的主体，它为反应器中煤样的氧化、自热、直到自燃提供Z佳热环境。研制并采用自适应数字控制器是仪器一大亮点，它保证了实现功能的精确实现。

色谱在线分析系统用于跟踪分析自燃过程的气体产物，确认自燃点。实现色谱在线跟踪分析是仪器一大亮点，色谱分析全程自动进行，采样周期、进样时间都可以事先选择，并可随时修改。

2. 软件
《煤炭自燃点测定仪》实验流程、温度控制、采样分析和实验操作全盘智能化，有赖于研究配置了一总套智能软件几操作规程。软件包括：

（1） 自燃点测定实验软件
（2） 温度数字控制软件
（3） 飞升曲线实验软件
（4） 多阶恒温实验软件
（5） 程序升温实验软件
（6） 传感器校正软件
（7） 仿真实验数据库
（8） 采进样自控软件
（9） 色谱工作站软件
（10） 在线分析数据库
实验操作全盘智能化是仪器的一大亮点，它保证了实验精度和可重复性，大大提高了工作效率。

（二） 工作原理

1. 发火点原理
煤矿自燃火灾，无论发生在哪里都是Z先从发火点开始发火、开始往外蔓延的。煤矿自燃火灾，无论发生在哪里，发火点上煤炭自燃的热机制都是相同的。根据这个特点，《煤炭自燃仿真系统》以发火点及其自热机制作为仿真对象。发火点的热环境，发火点ZX的煤炭前后的煤炭及四周的煤炭为它筑起了一道温堤，构成一种蓄热小环境，使发火点ZX煤炭氧化产生的热量很难散发出去而逐渐积累。如果发火点处的热环境能保持发热量大于散热量，煤温将会不断升高，Z后达到煤的燃点，使煤燃烧，并向外蔓延，酿成火灾；相反，如果发火点处的热环境不能保持发热量大于散热量，自燃过程便回夭折，使煤风化。如果散热量等于零，则全部发热量将用于自热，构成Z佳蓄热环境，此时发火期Z短。根据上述特点，《煤炭自燃仿真系统》采用绝热氧化法实现对发火点及其Z佳蓄热环境的仿真。

仿真炉是仿真系统的主体。实验时将装有煤样的反应器置于仿真炉中模拟发火点；给反应器通以空气或氧气，模拟漏风，使煤样氧化、发热、升温；利用自动控温技术智能地控制上、中、下三段炉温自动跟踪煤样同步升温，模拟Z佳热环境，使煤样与炉膛保持热平衡，既不向外散热，也不从外界吸热，满足 散热量 = 0。这种方法亦即化学工程中的绝热氧化法，绝热氧化法具有煤炭自燃仿真的潜质。

《煤炭自燃仿真系统》模拟Z佳蓄热环境，可以测定煤的Z小发火期。煤的Z小发火期是煤的一种物理化学常数，反映了煤的自燃倾向性。