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1、量热仪是测试物质的发热量的仪器，我国主要用于测量煤质、石油等物质的发热量，量热仪的测量精度及稳定性、操作的方便性、实验的快捷性等都直接影响着工作的效率与经济的效益。5E-C5500量热仪是在原有立式量热仪基础上，进行全面升级而推出的新一代恒温式量热仪产品。本仪器能够准确可靠的快速检测出如煤、石油、炸药、粮食、饲料和水泥黑生料等固态、液态可燃物质的发热量。5E-C5500量热仪的测量方法是氧弹法，即把一定量的可燃物放在高压纯氧的密闭弹筒中完全燃烧，并使煤燃烧放出的热量通过弹筒传递给量热系统，再根据量热系统中的水温变化计算出煤样的发热量。5E-C5500量热仪工作效率高，能够快速检测样品发热量。试
2、样的最短分析周期为11分钟，并且可以进行双氧弹的交替实验，减少仪器空待时间。仪器量热系统比较恒定，不受环境温度波动和长期实验热积累的影响。仪器使用方便，除了装样、充氧外，其它实验流程均能自动完成。能显示、保存、查询、复算、打印所有的结果。5E-C5500量热仪产品采用长沙开元仪器股份有限公司企业标准：Q/ACHH 018-2011 5E量热仪。本说明书包括前言、结构与工作原理、安装与调试、软件说明、操作指导、仪器维护与保养常见故障分析、仪器配件表等部分。本说明书为2011年10月第二版。1.2 仪器特点5E-C5500量热仪主要技术特性和独特的功能：l 放置方式灵活：该仪器由主控单元和温控单元
3、组成，两者既可以平放实验台，也可把温控单元放置实验台以下；l 水量稳定：该仪器使用稳定可靠的量杯定量，确保水量的长期稳定性；l 水路简约：仪器整体使用三泵三阀，相对传统仪器水路进行大量简化，水路可靠，部件维修方便；l 水温恒定：增加了冷水机控制器，能够实时显示水箱的温度以及调节水箱的温度；l 水路过滤：内筒增加一个过滤器，确保内筒杂质（如点火丝）不对水路泵阀进行损坏；l 液位可视：方便加水时把握加水进度，以及在长期实验后及时给仪器补给水量；l 桶盖带锁：实验安全可靠，桶盖密封严实，内筒上端不受外界气流影响；l 测试模式多样：该仪器具有普通法与快速法两者测试模式，满足不同客户群体的需要；l 氧弹
4、识别功能：系统能自动识别两个不同氧弹，同一仪器可进行两个氧弹交替实验，减少仪器空待时间；l 稳定的内筒环境：桶盖加水、外筒大水量，内筒放水管道无残留水，确保内筒四周实验环境的稳定可靠；l 独特的实验流程：点火前判断内外筒温差范围，实验后清洗内筒以及氧弹，确保实验中环境的稳定与一致，实验后余热及时清除，不影响下次实验；l 新普通法：在经典瑞方公式的基础上结合仪器的实验流程与结构，摸索出简化的经典实验方法新普通法。大量实验证明新普通法与原有经典法等同。此实验方法可抗环境温度波动5左右；l 新快速法：在热容量与发热量流程可逆的基础上提出新的快速法，快速法法实验周期1011分钟。可抗环境温度波动 4左
5、右。1.3 技术参数1、温度分辨率：0.0001 2、测试周期：16 分钟（普通法）、11 分钟（快速法） 3、单次实验外筒水温恒定精度：0.08 4. 长期实验系统水温恒定精度: 15、试样重量：视其发热量范围确定样品重量 ,煤样常用1g6、 精密度：RSD0.15% 7、 准确度：测试结果在标准样品的允许范围之内8. 热值范围：15000J35000J9、电源：220V22V、50Hz1Hz 10、外形尺寸：主控单元(LWH)：480mm500mm413mm 温控单元(LWH)：370mm500mm413mm11、重量：主控单元40kg、温控单元35 kg 12、功率：计算机300W，量热
6、仪主机200W 1.4 工作环境1. 环境温度535，相对湿度85%。2. 周围无强烈振动、灰尘、强电磁干扰、腐蚀性气体。3. 试验室为单独房间，不得在同一房间内同时进行其它试验项目。4. 室温尽量保持恒温，每次试验过程中室温变化不应超过1。且室内应无强烈空气对流，不应有强烈的热源和风扇等，试验过程中应尽量避免开门窗。5. 试验室最好朝北，以避免阳光照射，否则量热仪应放在不受阳光直射的地方。6. 试验室应有稳定的电源22022V501Hz，否则应配有性能优良的UPS或稳压电源，其功率不小于1000W。 7. 备有压力不小于4MPa的冷却氧，不得用电解氧。8. 备有40kg以上蒸馏水或纯净水。9
7、. 活动扳手30036 mm二把。 10. 普通水银温度计二支。11. 热值接近实测煤样的标准煤样一瓶。12. 直径0.1mm左右、长度约100mm的镍铬点火丝。13. 二等或二等以上苯甲酸，其标准热值经权威计量机构确定或可以明确溯源到权威计量机构。14. 最小分度值为0.0001g的电子天平一台。第二章 结构及工作原理2.1 整机结构示意图2.2 主机结构及各部件功能2.3 基本工作原理2.1 整机结构示意图仪器主要由量热仪主控单元、温控单元、计算机系统、打印机等四大部分组成（见图2-1）。图2-1 整体结构示意图2.2 量热仪主机结构及各部件功能1-内筒探头 2-磁式氧弹识别 3-点火电极
8、 4-搅拌电机 5-量杯 6-量杯进水阀 7-平衡阀 8-弯头玻璃管 9-串口接头 10-电源插座 11-放水管 12-外筒进水阀 13-内筒放水泵 14-外筒探头 15-内筒放水阀 16-主控单元接头盘 17-外筒循环泵 18-过滤器 19-外筒 20-内筒 图2-2a 仪器主控单元及部件示意图21-温控单元溢流口 22-储水箱加水口 23-冷水机 24-储水箱 25-温控单元街头盘 26-制冷循环水泵 27-温控单元放水口 28-液位计 29-控制面板 30-温控单元按钮图2-2b 仪器温控单元及部件示意图1.量杯（图2-2A中5）：用来定量实验用水，每次水重的重复性误差小于0.3g ，确
9、保每次实验的水重是一样的，消除了水重对实验结果的影响。 2.搅拌器（图2-2A中4）：用来保持内筒水温的均匀，使点火后水温迅速达到稳定。 3.点火装置（图2-2A中3）：由两个电极组成，通以32V左右交流电压，使点火丝迅速熔断点燃试样。4.探头（图2-2中1和14）：用来测量内筒和外筒的温度。 5.外筒：给内筒提供一个较为稳定的实验环境。 6.内筒：断面为椭圆形，是量热系统的重要部件。 7.储水箱：存放大量的试验用水。储水箱与制冷循环水泵、冷水机等构成制冷循环系统，使储水箱内的水温变化恒定在1以内。 8.外筒进水阀（图2-2A中12）：作为储水箱到外筒之间水路的一个开关。 9.量杯进水阀（图2
10、-2A中6）：是外筒和量杯之间水路的一个开关。 10.外筒循环水泵（图2-2A中17）：此水泵为常开水泵，从外筒的底部抽取水到桶盖水盒，通过桶盖水盒内循环后流回到外筒顶部，实现外筒水与桶盖水盒之间的循环。其次当量杯进水阀打开时，可以为量杯提供水量。11.平衡阀（图2-2A中5）：是量杯到内筒之间水路的一个开关，打开时量杯的水靠自重作用流到内筒。 12.放水阀（图2-2A中15）：是内筒到储水箱之间水路的开关，打开时内筒水被放入储水箱。 13.放水泵（图2-2A中13）：提供动力使内筒的水全部抽至储水箱。14.制冷循环水泵（图2-2B中26）：此水泵常开（温控单元电源上电则水泵打开），与储水箱、
11、冷水机构成制冷循环系统，为水循环提供驱动动力。当外筒进水阀打开时，此水泵可以为外筒提供水量。15.冷水机（图2-2B中23）：冷水机内部由高端微型压缩机、冷凝管、冷水机控制器等组成。冷水机对循环系统水进行制冷。此冷水机制冷能力比较强，在环境温度相近时1小时内能把130L水降低1左右。2.3 基本工作原理2.3.1 基本概念2.3.2 基本原理2.3.3 工作流程2.3.4 水循环原理图2.3.1 基本概念 发热量的定义：单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量。其测定结果以MJkg表示。 1MJ/kg = 103J/g1cal (20) = 4.1816 J1cal(IT) = 4.
12、1868 J1 Btu = 1055.06 J = 252.3 cal1 Btu/lb = 0.556cal/g = 2.326 J/g弹筒发热量：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量，称为弹筒发热量。 恒容高位发热量：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量，称为恒容高位发热量。 恒容高位发热量由弹筒发热量减去硝酸和硫酸校正热后得到的发热量。 恒容低位发热量：单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧物组成为氧气、氮气、二氧化碳、
13、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量，称为恒容低位发热量。 恒容低位发热量是恒容高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水）的气化热后得到的发热量。 恒压低位发热量：单位质量的试样在恒压条件下，在过量氧气中燃烧，其燃烧物组成为氧气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量，称为恒压低位发热量。 有效热容量：量热系统在试验条件下温度上升1K所需的热量称为热量计的有效热容量（以下简称热容量），以JK表示。 量热系统：在发热量测定的过程中，试样放出的热量所能达到的各个部件。除了内筒水外，还包括外筒、氧弹及搅拌器感温探头浸在水中的部分。2.3.2 基本原理 本仪器采用恒温式外桶，氧弹
14、置于内桶水中，将一定的试样置于密封的氧弹中，在充足的氧气条件下，令试样完全燃烧，试样燃烧所放出的热量被氧弹周围一定的水所吸收。其水的温升与试样放出的热量成正比。 式中：Q试样的发热量（J/g）。m试样重量（g）。t0量热系统的起始温度（）。tn量热系统吸收试样放出的热量后的最终温度（）。E量热系统的热容量（J）。在恒温式量热仪测定发热量的过程中，它的内外桶的水温总是存在一定的温差，此温差随着时间的改变而改变，为了消除内外桶的热交换对温升的影响，必须对内桶温升加上一校正值，称之为冷却校正，用符号C表示。考虑到冷却校正，则发热量计算公式应为： 煤的发热量的高低，主要取决于煤中可燃物质的化学组成，同时也与燃烧条件有关。根据不同的燃烧条件，可以将煤的发热量分为弹筒、高位、低位发热量。弹筒发热量要高于煤在实际燃烧时发出的热量，电厂在评价煤的质量时多采用高位发热量，在标准煤耗的计算中，以低位发热量作为计算依据。对于同一台量热仪来说，当内桶水量、温度计与搅拌器的浸没深度以及环境温度等试验条件确定时，其热容量E为一常数。从热容量的定义有： 根据上式用已知发热量的物质（苯甲酸）燃烧或电加热，再测出温升，便可求出热容量E。式中已经考虑冷
