一种基于程序控温的煤自燃模拟装置制造方法及图纸

一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，涉及一种煤炭检测用的装置，反应筒（１）内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板（３），电加热带（４），绝热保温材料层（５）和包装铁皮（６），反应筒（１）底部设有承煤托盘（７），进气管（８）穿过反应筒（１）的壁面伸入底部气体缓冲层（１０）内，出气管（９）从上部气体缓冲层（１１）引出，反应筒（１）内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头（１２），反应筒（１）内腔分布有气体取样点（１５）和ＳＦ６气体注入点（１６）。该装置利用程序控温方法分别实现绝热氧化和加速氧化两种实验条件下煤自燃过程，可以对煤低温氧化特性进行较精确的测定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤炭检测用的装置，特别是涉及一种基于程序控温的煤自燃模拟装置。
技术介绍
煤炭自然发火是煤矿火灾主要的致因之一。据统计，我国国有重点煤矿中具有自然发火危险的矿井约占51.3%，占总矿井火灾的90%以上。煤炭自然发火造成了严重的煤炭资源浪费，并威胁着井下作业人员的人身安全。为了能给现场火灾防治工作提出切实可行的对策措施，必须对煤自然发火的机理和宏观特性进行研究。 煤低温氧化过程中释放的热量小、速率慢，这给开展煤自然发火氧化升温特性研究带来一点的困难。大型模拟实验可以较为真实的反应煤自然发火的实际情况，但由于其需要的煤样量特别大，测试周期较长(往往都在数十天或者数月以上)，工作量大，费用高，重复性差的缺点，导致了推广应用的局限性。小型模拟实验速度快、成本低，容易控制等特点，受到了一些同行的青睐，但由于小型模拟试验煤样量仅在数十至数百克间，这与实际现场煤自然发火情况相差甚远，很难真实模拟现场实际条件下煤自然发火情况。基于此，研发一种煤样量适中，适用于实验室快速测定煤氧化特性的实验装置迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，该装置利用程序控温方法分别实现绝热氧化和加速氧化两种实验条件来模拟煤自燃过程，可以对煤自燃的全过程进行实验模拟，实现各种内外因素对煤自燃影响和煤的自然发火期的快速测定。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的 —种基于程序控温的煤自燃模拟装置，包括有反应筒和筒盖，其所述反应筒内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板，电加热带，绝热保温材料层和包装铁皮，反应筒内壁面不锈钢板制成螺纹状，反应筒底部设有承煤托盘，进气管穿过反应筒的壁面伸入底部气体缓冲层内，出气管从上部气体缓冲层引出，反应筒内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头，反应筒内腔的热电偶温度探头的导线从反应筒顶处穿出，反应筒内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从反应筒中间处穿出，反应筒内腔分布有气体取样点和SF6气体注入点，气体取样管分别从上部气体缓冲层壁面和反应筒顶部伸出。 如上所述的一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，其反应筒与筒盖之间经法兰通过螺栓连接。 如上所述的一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，其反应筒内腔的热电偶温度探头和气体取样管经铁架整体固定。 本专利技术的优点与效果是 1、利用程序控温方法分别实现绝热氧化和加速氧化两种实验条件来模拟煤自燃过程； 2、模拟煤绝热氧化过程时，程序控温壁面设定为温度跟踪控制方式，根据内外壁面的温差，逐时调整电加热带提供的加热量，确保补热的连续性，再加上外侧的绝热保温层，保证了煤氧复合的热量没有散失，很好的做到了对煤样环境的绝热，煤氧化放热量是引起煤自燃唯一热源； 3、模拟煤加速氧化过程时，程序控温壁面设定为恒定加热控制方式，电加热带提供恒定加热量对煤体进行加热，此时是煤氧化放热量和电加热带提供的恒定加热量共同作用导致煤样温度升高，加速煤自燃过程，縮短测试时间； 4、反应筒壁面、温度和气体检测系统采用耐高温材料，实验最高的承受温度为20(TC，可以对煤自燃的全过程进行实验模拟； 5、保证较高精度的温度、气体检测系统，能够较准确地测定出煤体温度场和气体浓度场的分布情况。附图说明 本专利技术的附图为整体结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。 本专利技术建造一个装煤量适中能够近似模拟在实际煤场的漏风强度、浮煤厚度和蓄热条件下的煤自燃过程，可以反映煤自燃过程温度场和指标气体浓度场的分布情况，实现测试周期短，测试成本低。 本专利技术的基于程序控温的煤自燃模拟装置，反应筒内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板，电加热带，绝热保温材料层和包装铁皮，反应筒内壁面不锈钢板做成螺纹状，底部有承煤托盘，进气管伸入底部气体缓冲层内，出气管从上部气体缓冲层引出，反应筒内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头，内腔的热电偶温度探头的导线从筒顶穿出，内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从筒体中间穿出，反应筒内腔分布有气体取样点，气体取样管分别从上部气体缓冲层的壁面和筒顶部伸出。 如图所示，本专利技术所述的基于程序控温的煤自燃模拟装置，反应筒1内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板3，电加热带4，(加热功率为0W-200W可调)，绝热保温材料层5 (材料为厚0. lm的硅酸铝保温板)和包装铁皮6。反应筒1内壁面不锈钢板3做成螺纹状，避免了过多的气体沿内壁面通过反应筒，反应筒1底部有承煤托盘7，进气管8穿过反应筒1的壁面伸入底部气体缓冲层10内，出气管9上部气体缓冲层11引出，反应筒1内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头12，内腔的热电偶温度探头的导线从反应筒顶部13处穿出，内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从反应筒1中部14处穿出，反应筒1内腔分布有气体取样点15和SF6气体注入点16，气体取样管17分别从上部气体缓冲层11壁面和反应筒l顶部伸出。反应筒1与筒盖2之间经法兰通过螺栓18连接。反应筒l内腔的热电偶温度探头12和气体取样管17经铁架19整体固定。 利用该装置进行煤自燃模拟过程是在实验开始之前需要校准温度和气体检测设备，把煤样逐渐加入反应筒1内，装好煤样后盖紧筒盖2，将进气管8接入空气并将气体流量和初始温度调节到设定的值，电加热带4提供恒定功率对煤体进行加热，启动温度控制和检测系统，反应筒1内腔各点煤样的温度及气体浓度均会随时间变化，实时连续跟踪炉内各点温度变化，计算机每十分钟记录好所有数据以便分析，由于采用外加热源对煤体加热，加速煤自燃过程，縮短测试时间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，包括有反应筒和筒盖，其特征在于：所述反应筒（１）内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板（３），电加热带（４），绝热保温材料层（５）和包装铁皮（６），反应筒（１）内壁面不锈钢板（３）制成螺纹状，反应筒（１）底部设有承煤托盘（７），进气管（８）穿过反应筒（１）的壁面伸入底部气体缓冲层（１０）内，出气管（９）从上部气体缓冲层（１１）引出，反应筒（１）内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头（１２），反应筒（１）内腔的热电偶温度探头的导线从反应筒顶部（１３）处穿出，反应筒（１）内外壁面之间的热电偶温度探头的导线从反应筒中部（１４）处穿出，反应筒（１）内腔分布有气体取样点（１５）和ＳＦ６气体注入点（１６），气体取样管（１７）分别从上部气体缓冲层（１０）壁面和反应筒（１）顶部伸出。

【技术特征摘要】
一种基于程序控温的煤自燃模拟装置，包括有反应筒和筒盖，其特征在于所述反应筒(1)内外壁面之间由内到外依次为不锈钢板(3)，电加热带(4)，绝热保温材料层(5)和包装铁皮(6)，反应筒(1)内壁面不锈钢板(3)制成螺纹状，反应筒(1)底部设有承煤托盘(7)，进气管(8)穿过反应筒(1)的壁面伸入底部气体缓冲层(10)内，出气管(9)从上部气体缓冲层(11)引出，反应筒(1)内腔和内外壁面之间分布有热电偶温度探头(12)，反应筒(1)内腔的热电偶温度探头的导线从反应筒顶部(13)处穿出，反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁运涛，罗海珠，贺明新，宋双林，张卫亮，王刚，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院沈阳研究院，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]