Насыпную плотность определяют методом мерных емкостей, в качестве которых используются вагонетки, железнодорожные вагоны, кузова грузовых автомобилей или специальные мерные ящики. Уголь в мерные емкости насыпают без уплотнения и разравнивают вровень с бортами. Мерную емкость с углем взвешивают. Точность взвешивания: вагонов — до 50 кг, автомашин — до 10 кг, мерных ящиков объемом не менее 1 м3 — до 0,05 кг. При определении насыпной плотности отбирают пробы угля для определения влажности и зольности.
Отбор проб для определения насыпной плотности производится по обычным правилам, разделка проб заключается только в их сокращении, измельчение топлива при этом не допускается.
Насыпная плотность угля — величина относительная. Это выражается в том, что результат определения зависит от условий проведения испытания, от конструкции и размеров аппаратуры, способа загрузки угля и т. д.
Для определения насыпной плотности в лабораториях были предложены несколько аппаратов простой конструкции [7]. Аппараты состоят из воронкообразного бункера (конуса), трубы, через которую сбрасывают пробу, и приемника (мерной емкости) известной массы и объема. Проба свободно высыпается из конуса через трубу в мерную емкость, которая наполняется сверх краев. Излишек угля удаляют планкой с ровным краем, изготовленной из твердого материала. Мерную емкость с пробой взвешивают. Объем емкости (обычно цилиндрической формы) колеблется от 0,5 до 2,0 дм3, длина трубы (высота падения) — от 1,5 до 2,5 м.
При одинаковых условиях проведения испытания величина насыпной плотности угля зависит от влажности, гранулометрического состава пробы, действительной и кажущейся плотности. В соответствии с этим стандартный метод определения насыпной плотности может быть разработан только для узкого круга объектов испытания.
В настоящее время разработан и введен в действие ГОСТ 32558–2013 (ISO 23499:2008) «Уголь. Определение насыпной плотности». Стандарт распространяется на измельченные каменные угли или смеси углей (шихту), подготовленные для загрузки в коксовые печи, и устанавливает метод определения насыпной плотности с использованием стандартной аппаратуры. В стандарте регламентированы конструкция и размеры конуса (бункера), приемника, а также высота сбрасывания или скорость падения угля из конуса в приемник.
Сущность метода, регламентированного ГОСТ 32558, заключается в том, что пробу измельченного угля или шихты (размер кусков менее 37 мм) загружают в конус (бункер), расположенный на определенной высоте над приемным сосудом, объем и массу которого предварительно определяют. После быстрого открытия затвора конуса уголь поступает в приемный сосуд (мерную емкость). Поверхность угля в сосуде разравнивают планкой и сосуд с углем взвешивают.
Насыпную плотность рассчитывают как отношение массы свеженасыпанного угля к объему приемного сосуда.
Одновременно с определением насыпной плотности угля проводят ситовой анализ и определение общей влаги. Результаты включают в протокол испытаний для правильной интерпретации величины насыпной плотности.
ГОСТ 32558 не применим для определения насыпной плотности мелко измельченного или пылевидного энергетического угля и углей, хранящихся в штабелях.
Определение насыпной плотности угольной загрузки коксовых печей необходимо для расчета работы этих печей. Известно, что величина насыпной плотности угольной загрузки влияет на физико-химические свойства кокса и на производительность коксовых печей.
