工业分析讲义-试制车间

工业分析系列一、工分基础知识煤的工业分析也叫技术分析和实用分析。通常包括水分、灰分、挥发分和固定碳四项。近年来，随着动力用煤按发热量计价和对环保的要求，把发热量和硫分两项也列入工业分析中并称为广义的工业分析。工业分析是一切工业用煤的基础资料，也是了解和研究煤质的最基本的特性参数，特别是水分、灰分和挥发分等。对发电用煤，为了使煤粉易于燃烧，保持炉膛热强度，提高锅炉热效率，要求燃煤挥发分不低于10%，灰分不大于35%。工分基础知识对机车用煤，为使机车锅炉在很短的时间内的产汽量达到额定率，保证机车行驶速率和牵引力，要求挥发分一般大于20%以上，且灰分不高于24%的烟煤；对于建材工业用煤，要求所用煤粉挥发分高至25%，甚至高达30%以上，且灰分宜小于20%，这样才可保证回转窑炉燃烧并制成高标号水泥；对高炉喷吹用煤，要求全水分低于8%，灰分小于15%，才能炼制出符合要求的生铁；对民用煤，则要求为挥发分低于10%、灰分不宜高于30%~35%的无烟煤。由此可见，任何用煤单位都离不开工业分析设备。二、5E—MACⅢ红外快速煤质分析仪

5E—MACⅢ红外快速煤质分析仪示意图1、5E—MACⅢ红外快速煤质分析仪主要特点※测试速度快，19个样品的水分、挥发分、灰分3个指标小于150分钟，单个测样约8min。※电脑自动完成称重、数据采集、结果计算、报表打印和存储等，通过测定水分、灰分、挥发分可自动计算出固定碳、氢值和热值。※仪器性能可靠：采用德国沙多利斯高精度、高稳定性称量传感器，保证仪器高温称量时的精度与可靠性，高温炉、陶瓷转盘、转轴等高温关键部件均采用先进工艺件，不变形、不开裂、经久耐用。※测试结果报表采用EXCEL模块设计，用户可根据自己的要求进行格式编辑。

2、5E—MACⅢ红外快速煤质分析仪主要参数主要技术指标：※测试数量：1～19个※最大功耗：<2.5kW※天平感量：0.0001g※控温精度：<5℃※测试时间：≤150min/19个样≤50min/5个样（快速法）

3、5E—MACⅢ红外快速煤质分析仪检测原理仪器检测原理为热重分析法它将远红外加热设备与称量用的电子天平结合在一起，在特定的气氛条件、规定的温度、时间内对受热过程中的试样予以称重，以此计算出试样的水分、灰分及挥发分等工业分析指标。三、全自动工业分析仪

5E-MAC/GIII全自动工业分析仪示意图1、5E-MAC/GIII主要技术特点

※测量准确：严格按国标设计，采用热重分析法，无煤种限制，挥发分的测试过程采用国家标准方法—《煤的工业分析方法》(GB/T212—2001)。水分、灰分采用连续测定方式，该测定方法已被纳入新的电力行业标准《煤的快速工业分析方法》定为可用于仲裁的方法。其测试结果完全能符合国标要求，可用于仲裁分析。

※仪器的结构设计科学合理：双炉结构，灰分和挥发分分开，称量不会相互干扰，两部分既可同时工作也可单独工作，其中水分和灰分用复式炉来测定，对于测试规范性很强的挥发分指标用有恒温冷却室的单式炉来测定，180分钟内可完成19个样品的水、灰、挥测试，平均单样测试时间小于10分钟。5E-MAC/GIII主要技术特点※关键高温部件（电机、转盘、高温炉等）采用先进工艺产品，甚至高价进口，结构设计合理，做工精细，外形美观不变形、不开裂，经久耐用。※测定方法齐全，有“国标”和“自定义”两种测定方式供选择，水分测试有通氮干燥法和空气干燥法可供用户选择，用于测定飞灰与炉渣可燃物时有DL/T567-1995《飞灰和炉渣可燃物测定方法》中规定的[方法A]和[方法B]两种测定方法供选择。※自动化程度高，仪器内置万分之一的精密电子分析天平（赛多利斯BS224S），自动称样、送样，测定结果自动存储，分析报表格式可自定义修改，整个实验过程无需人工干预。2、5E-MAC/GIII主要技术指标

※准确度：符合国家标准GB/T212—2001《煤的工业分析方法》的规定。※高温炉功率：≤5kW※测试时间：挥发分：高温7分钟/样，送、退、称样90秒/样，冷却30分钟/19样，即平均10分钟/样。水分、灰分：19个试样总时间≤120分钟（快速法）水分、灰分：19个试样总时间≤180分钟（经典法）※试样数量：一次可同时放置19个样；※外形尺寸：挥发分部分：655mm×600mm×575mm

水分、灰分部分：555mm×585mm×505mm3、5E-MAC/GIII仪器工作原理

水分：在浅壁坩埚中称取(0.8g至1.2g)的空气干燥煤样置于水灰加热炉陶瓷转盘孔上，在107℃干燥氮气流中加热至质量恒定。根据煤样的质量损失计算出水分的百分含量。

5E-MAC/GIII仪器工作原理灰分：将水分残留物在氧气流中按规定的速度继续加热到500±10℃恒温30分钟，然后炉温度升到815±10℃，在此温度下灼烧至质量恒定，根据残留物的质量计算灰分产率。5E-MAC/GIII仪器工作原理挥发分：在带盖深壁坩埚中称取0.8～1.2g的空气干燥煤样置于恒温炉陶瓷转盘孔上。待高温炉温度到达900℃时，高温炉温度继续控制在900±10℃，精确到±5℃.高温炉温度稳定2分钟后送0号空白坩埚至高温炉中后灼烧7分钟，7分钟到后将0号坩埚退回恒温炉中，然后送第一号分析样到高温炉中并灼烧7分钟，之后退回到恒温炉中，依此类推…待所有分析样品灼烧完毕后，恒温炉开始加热并控制在107±5℃，所有分析样品在恒温炉中恒定30min，以减少质量占样品的百分数减去该煤样空气干燥水分含量作为煤样的挥发分。

4、5E-MAC/GIII分析仪内部结构示意图

分析仪Ⅱ（水、灰部分）内部结构示意图（与5E-MACIII相同）5E-MAC/GIII分析仪内部结构示意图分析仪I（挥发分部分）内部结构示意图

5、电子天平调试（可参阅天平《安装操作手册》)首先将电子天平设在电源自动接通状态，方法如下：（1）按电子天平"ON/OFF"键。（2）接通电子天平，当屏幕全显示时轻按一下"TARE"键。（3）当显示"1"时，松开"TARE"键。（4）按下"CAL"键，至显示"8"。（5）按下"PRINT"键，至显示编码的第2个数码。（6）按下"CAL"键，至显示"5"。（7）按下“PRINT”键，至显示第3个数码（先显示出以前设定的编码）。（8）用“CAL”键选择数字“4”。（9）为了确认调整结果，必须按下其中一个“TARE”键（标记：在编码后显示出一个小的“0”）。（10）按下“TARE”键两秒钟以上存储调整结果。同样，按天平《安装操作手册》将接口参数的波特率设定为9600波特（517）,将奇偶校验设为“空格”（522）自动接通（854），环境稳定（112）。注意：赛多利斯天平都是这样设置参数，只是有的仪器参数不同。4）、5E—MACⅢ和5E—MAC/GⅢ使用注意事项1、在放试样时请戴上清洁、干燥的工作手套。

2、分析仪在加温测试时，严禁触及了高温炉或坩埚，否则会严重烫伤，在放入或取出坩埚盖时注意穿上工作服、手套与防护镜。

3、在移动分析仪时,先将分析仪内的天平、称杆及转盘取出，以免损坏。

4、拔插串口线或天平信号线前必须关闭分析仪及PC机的电源！否则会损坏分析仪、天平及PC机！仪器通电前须保证天平的电源线与信号线接头未接触电路板或仪器底板之类的导体！

5、分析仪长期不使用时,请保持仪器的干燥,建议再次测试使用前对高温炉加温一次。6、平时应保持分析仪清洁，做到防尘防潮防腐。5）5E—MACⅢ和5E—MAC/GⅢ故障分析及排除（一）挥发分结果偏高或偏低（与国标规定测定方法对比）原因：解决办法：A：炉温不对A：拨插热电偶联线，检查炉温设定值，重校炉温B：水分测定有误B：恒温时间过久，设定温度过高或低。C：称量有误C：天平不水平，称杆没处在最佳位置，转盘错位调整复位开关的位置，分析仪预热时间不够，室内有空气对流。D：煤样有问题D：用马弗炉测定对比E：水分值有问题E：重测水分F：校正回归方程有问题F：用标煤重新标定回归方程

5E—MACⅢ和5E—MAC/GⅢ故障分析及排除（二）挥发分结果有异常值（现象：比标准值高出许多）原因解决办法：A：坩埚或盖有裂纹或变形

A：更换坩埚或盖B：未盖坩埚盖B：重做C：坩埚错位或称杆接触转盘

C：调整好复位光电开关及称杆位置。D：称杆接触炉体D：调整称杆

5E—MACⅢ和5E—MAC/GⅢ故障分析及排除（三）1、灰分结果偏高或偏低（与国标规定测定方法对比）原因：解决办法：A：气氛有问题

A：调整气体流量B：恒温时间、恒温点有问题B：调整恒温时间、点C：称量有问题

C：调整称杆D：煤样有问题D：查出问题解决2、灰分结果有异常值原因：解决办法：A：坩埚错位或接触转盘A：重调复位开关B：称杆接触炉体B：调整称杆5E—MACⅢ和5E—MAC/GⅢ故障分析及排除(四）测水结果偏高（与国标规定测定方法对比）原因：解决办法：A：炉温偏高A：降低恒温温度点B：气氛过低，造成氧化

B：调高气体流量C：升温时间过久C：电阻丝接触不良或更换控制板。D：恒温时间过久D：减少【系统设置】中恒温时间E：天平称量有误

E：重调称量杆

5E—MACⅢ和5E—MAC/GⅢ故障分析及排除(五）测水结果偏低（与国标规定测定方法对比）原因：解决办法：A：炉温偏低A：提高恒温温度点B：恒温时间过短

B：加长恒温时间C：升温过快或温升基点高C：检查并解决D：天平称量有误D：称杆碰及炉体，调整称量杆。5E—MACⅢ和5E—MAC/GⅢ故障分析及排除(六）测水结果平行性有异原因：解决办法：A：坩埚错位A：调整复位开关位置B：坩埚或称杆与B：调整称杆转盘炉体接触C：煤样有问题C：查清并解决、重做实验①

试样没有搅均匀②制样存在问题③放错煤样

5E-MAG6600全自动工业分析仪

全自动工业分析仪挥发分部分送双样，也就是说一次同时送两个试样到高温炉中恒温7min，总的测试时间比以前送单样要缩短最多为80min，大大提高了工作效率，适应于样品量比较多的用户，水灰部分同MAC/GⅢ

的Ⅱ部分。5E-MVC挥发分测试仪1、开发背景

5E-MVC自动挥发分测试仪是为了满足我公司5E-MAC红外快速煤质分析仪用户的升级要求，该仪器和5E-MAC红外快速煤质分析仪组合在一起可以实现5E-MAC/GIII全自动工业分析仪的所有功能，其测试流程完全符合国标GB/T212-2001,可用于仲裁。5E-MVC挥发分测试仪挥发分测试仪示意图

5E-MVC挥发分测试仪2、控制方式采用上下位机和ISA卡相结合的方式实现仪器自动化，仪器实时性和可靠性高。整个仪器主机分为两部分：5E自动挥发分测试仪（挥发分部分）和5E-MAC红外快速煤质分析仪（水分和灰分部分）。PC机既可同时控制5E自动挥发分测试仪、5E-MAC红外快速煤质分析仪测定试样的挥发分、水分、灰分又可单独控制5E自动挥发分测试仪或5E-MAC红外快速煤质分析仪单独测定试样的挥发分、水分、灰分。5E-MVC挥发分测试仪3、仪器工作原理同5E-MAC/GIII全自动工业分析仪的工作原理。4、仪器工作流程

同5E-MAC/GIII全自动工业分析仪的工作流程。5、适用范围

同5E-MAC/GIII的适用范围，可代替烘箱和马弗炉，可作为仲裁用。5E-HCYⅣ便携式热值快灰仪快灰仪示意图

仪器工作原理该仪器是利用低能γ光子（铍窗）与煤中的碳原子及灰分成分的原子相作用时所产生的反散射粒子的能量是有差别的，且与角度有关，更与入射的光子能量有关。利用其能量与灰分密切相关的量子化特性为理论基础，进行设计和编程，自动测出煤的灰分值，并同时显示出煤的发热量。仪器的核心技术为低能γ射线反散射能量法。该方法的建立是基于煤的物理组成，煤中除了碳和氢以外，便是以二氧化硅SiO2和三氧化二铝Al2O3为主所组成的灰分了，此外煤的灰分还含有Fe、Ca、Mg、S及其他一些高原子序数的重元素，这些灰分元素都有自身所不同于碳和氢元素的电子层结构，而且和煤中的主要元素C、H相比都属于高原子序数的元素，利用这一差别，选择适当能仪器工作原理量的γ射线（241Am，镅-241）对煤进行辐照，重元素与轻元素的反散射率就表现出不同，即反散射谱线携带了与原煤灰分浓度有关的信息，通过对反散射谱线的全扫描，找到所需的能量位置，采用能量法将这些不同的反散射信息进行处理，可得到煤中灰分的含量信息。低能γ射线反散射能量法只需要一个低能γ射线源241Am，能量为185MBq（兆贝可勒尔），即5mCi（毫居里），这一强度与已有的γ射线法测灰仪相比，强度降低了10倍多，所以大大提高了该仪器使用的安全性。5E-HCYⅣ热值快灰仪主要特点※结构简单、操作方便：便携式快速灰分分析仪是一种可方便拿起来插入煤堆中进行现场灰分含量测定的仪器，可利用经验公式自动计算出热值，无需采样，操作简单。※安全可靠：该仪器利用低能γ射线反散射原理对原煤灰分进行分析测试，仪器对射线源的屏蔽严实可靠，平时对外无泄漏，仅在测试时的30秒内自动打开放射源，其余时间为封闭状态，探头的渗透半径仅为280mm，所以安全性特别好。符合GB16368-1996含密封源仪表的放射性卫生防护标准。※适应性强、测试速度快：该仪器的测试数据不受被测煤堆中的水分含量及装填密度等因素影响，测试时间为30秒，本仪器使用9V锂电池，可以反复充电。5E-HCYⅣ热值快灰仪主要参数※最低检测限制：灰分含量大于5%※准确度：灰分≤20%时，绝对值≤1%；灰分>20%时，相对值≤5%※测试时间：30秒※仪器重量：4kg※数据存储：1000组※尺寸：总长900mm(仪器长300mm，直径90mm；

探头长600mm,直径72mm)※电源：9V锂电池，可反复充电，充满后可使用10小时※

仪器可在-20℃~45℃条件下正常工作

仪器使用注意事项1、仪器不可随意拆卸，尤其探头部分，内部装有辐射源；2、仪器不可猛烈冲击与碰撞；3、仪器不可放在潮湿阴暗的地方，也不宜在阳光下长时间暴晒；4、仪器的存放和使用要遵守国家含放射源设备使用的相关规定。5、该仪器为现场检测仪器，没有经过采样和制样过程，测试结果不能用于仲裁；6、煤堆中煤质分布是不均匀的，尽可能多测几点用平均值评价总体煤质情况；7、该仪器的测试误差比马弗炉和自动工业分析仪大。电热恒温鼓风干燥箱供厂矿企业、大专院校、科研、医疗单位及各类实验室等作物品干燥、烘焙、熔腊、灭菌之用。在电厂、煤矿等单位多用来测试煤炭的全水分、内水分。电热恒温鼓风干燥箱型号：5E-DHG曾有5E-LC-213立式结构，智能化操作，箱内加热恒温系统主要由装有离心式叶轮的德国原装进口低噪声电机、电加热器和控温仪等组成。工作室采用不锈钢材料，箱门上有双层钢化玻璃观察窗，能清晰观察箱内加热物品。技术指标电源电压220V消耗功率1540W控温范围50~200℃温度波动±1℃工作室尺寸（mm）450×550×550智能马弗炉

应用于测试煤、焦及各种有机材料的灰分、挥发分，也可用作其它物品加热智能马弗炉型号：5E-MF6000，曾有型号5E-MFⅡ、MFⅢMF6000与MFⅢ的主要区别是MF6000有门把手，更方便操作，卡板、显示屏、薄膜键盘等配件都可以通用。MFⅡ与上述两种仪器差异较大，几乎所有配件都不能通用，三年前已停产，目前用户处也很少有此型号仪器。智能马弗炉性能特点1、美国高纯长纤维真空成型炉膛，重量轻，绝热保温仪器外壳可用手摸不烫，空载功率低，节电效果显著，恒温区域广，温度稳定，升温降温速度快，15min升至920℃。2、品牌加热丝，经久耐用，专用灰皿推进平台，方便快灰测