煤质分析技术管理浅析

煤质分析技术管理浅析

李娜

国电建投内蒙古能源有限公司  内蒙古自治区鄂尔多斯市 017209

摘要：煤炭是我国工业生产中的重要化工原料和能源物质，为了深入研究测定煤的性质和成分，科学指导煤炭资源清洁高效利用，必须通过一定的方法对煤样进行测试和研究。这个过程就是煤质分析。为保证不同机构、人员之间分析结果的一致性，国家和行业出台了系列标准，建立了标准化的煤质检验流程。煤质分析技术管理人员除要准确掌握煤质分析标准外，还需具备判别分析结果准确性、排查误差来源的能力。鉴于此，结合笔者多年工作经验，对煤质分析技术管理进行简要分析，以供参考。

关键词：煤质分析; 误差; 技术管理; 发热量;

1 煤质分析简述

  煤的工业分析、元素分析和工艺试验分析统称为煤质分析，还包括运用物理、化学、光学等现代化技术和设备对煤炭进行的更深入的性能研究和分析。煤质分析按其目的和化验手段方法的不同可分成两大类：一类是测定煤所固有的成分，如C、H、O、N、P、S、Si、Al、Fe以及煤所固有的性质，例如密度、内表面积等等；另一类是在人为规定的条件下测定煤经转化生成的物质或呈现的性质，如灰分、挥发分、结焦性、发热量、灰熔融性、热稳定性、可摩性指数等，这类试验往往和加热温度、加热时间、试验条件等因素有关，所以我们又称它们为规范性试验。进行煤质分析全过程均需严格执行标准和操作流程，以保证煤质分析检测结果的准确性。

2 煤质分析环节的误差来源

  我国制定的煤炭分析试验方法一般规定(GB／T483—2007)是煤质分析的指导性国家标准，该标准从煤样、测定方法、试剂、溶液配制、分析结果的计算和表达、精密度、符号、分析值及报告值的取位和各种“基”的换算等都作了统一的规定。正常情况下，经过正规培训的专业人员若能严格按照相关标准开展煤质分析，误差均可控制在极小的范围之内。但是在日常工作中，误差超过规定范围的情况却时有发生。 

  一个煤质指标总有一个客观存在的准确数值，通常称为真值。由于种种原因，实际测定所得结果往往不能恰好等于真值，而有一定差距，这种差距就是误差。由于造成误差的原因不同，把误差分为三类：系统误差、偶然误差和过失误差。

2.1系统误差：由于仪器刻度不准、仪器构造的缺陷(如天平的不等臂)、试验方法的不可靠(如沉淀分析法中沉淀不完全)等原因，使试验结果一致偏高或一致偏低。这种误差就属于系统误差。消除系统误差的办法在于稳定检测环境、加强检测设备的维护保养和按规定的校准。

2.2偶然误差：由一些来源不十分清楚的偶然因素引起的误差，它们对试验结果的影响变化不定，有时使结果偏高，有时使结果偏低；偏离的幅度也变化不定，有大有小。因此，对偶然误差无法控制，也无法校正。数理统计实践证明：偶然误差的分布是正态分布，其平均值为零，越大的误差出现的频率越低，多数误差集中在零左右。多次测定的正误差和负误差能互相抵消。因此，取多次测定的平均值，可以降低偶然误差。

2.3过失误差：由试验过程中人为的差错引起的误差。人为差错主要是人的粗心大意、不正规操作引起的差错，如液体溅失、异物玷污沉淀、读错读数、记录和计算错误等，此类误差无规律可循。由于它们是由试验人员的主观原因造成的，则需要结合经验数据予以检查发现，加强人员管理和技术培训，提高煤质分析人员的技术素质和工作标准。

综上所述，煤质分析过程要做到消除系统误差、降低偶然误差、杜绝过失误差，才能保证煤质分析结果的精确性。

3 煤质分析结果分析与评价

   一般煤质分析技术管理人员负责煤质分析数据的把关与审核，而又不可能对所有煤质分析检测过程进行全程盯靠，一般可通过煤炭指标内部关系和经验数据等发现异常，以免报出的结果出现错误而造成不应有的损失。

  许多煤质指标间存在着密切的相互关系，如煤的碳含量Cdaf随着挥发分产率Vdaf的增高而降低,煤的低温干馏焦油产率Tar,daf则随着挥发分的增高而增高，煤灰熔融性的软化温度ST(℃)和流动温度FT(℃)都随着煤灰成分中A12O3含量的增高而增高，同时，随着Fe2O3含量的增高而降低。另外，不同时代形成的煤的特性差异，也可以作为煤质分析结果是否正常的判断依据。如侏罗纪煤系的煤灰熔融性软化温度ST很少有超过1250℃的，石炭纪煤灰的软化温度几乎都在1350℃以上．其中不少还大于1500℃。

3.1 利用煤质特性经验对煤质分析检测结果进行初步分析与评价

  煤的可磨性是煤炭加工利用过程中一个重要的指标，用于反映煤粉制备的难易程度和煤的耐磨性。将固体煤磨碎成粉时所消耗的能量与其所产生的新表面积成正比，通过以某一易碎的烟煤作为标准，并将其可磨性指数规定为100。把制好的一定粒度范围的煤样放在哈氏仪里进行磨碎，然后筛分、称重、对照校准图表，从而查出可磨性指数。一般情况下，通常用哈氏（Hardgrove）可磨性指数HGI来衡量发电用煤的可磨性指数，HGI是一个无量纲的物理量，其值的大小反映了不同煤样破碎成粉的相对难易程度。通常情况，我国动力用煤的哈氏可磨性指数变化范围在45～127之间，但是绝大多数在55～85之间，经检测我国内蒙古某矿井电煤煤样HGI检测结果为72，在合理的范围内，可初步判定检测结果无异议。

3.2利用煤质指标间内部关系对煤质分析检测结果进行分析与评价

煤的发热量测定是煤质分析的一个重要项目。发热量是动力用煤的主要质量指标。一个燃煤工艺过程的热平衡、耗煤量、热效率等的计算，都以所用煤的发热量为基础。煤的发热量在热量计中进行测定，一定量的分析试样在氧弹热量计中，在充有过量氧气的氧弹内燃烧。氧弹热量计的热容量通过在相似条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定，根据试样点燃前后量热系统产生的温升，并对点火热等附加热进行校正后即可求得试样的弹筒发热量。从弹筒发热量中扣除硝酸形成热和硫酸校正热后即得高位发热量。对煤中的水分的气化热进行校正后求得煤的低位发热量。煤的发热量与煤种碳、氢等可燃物的含量直接相关，同时受硫、氮等元素的含量影响，但一般矿井煤种较为单一、煤质较为稳定，煤质分析技术管理人员一般可通过灰分Ad和全水分Mt两项关键指标推断发热量的大体范围。如山东某矿井中煤硫份Sad稳定在1.0%左右，氢含量Had稳定在3.5%左右，收到基低位发热量Qnet,ar与灰分Ad保持80卡的正负关系，与全水分Mt保持70卡的正负关系。某批次煤样检测灰分Ad为50.07%，全水分为12.7%，判定发热量应为3100Cal/g左右，而检测结果为2814Cal/g，明显异常，又对分析煤样进行复查结果为2834Cal/g。排除偶然误差和过失误差，判定为系统误差，经技术管理人员排查发现煤质分析人员在前一日标定量热仪热容量使出现失误;上一次标定的正常热容量为11002J/K，本次标定的热容量为9878J/K，煤质分析人员技术业务水平低、责任心差，未严格按照标准标定热容量，最终造成了检测结果不准确，发热量分析结果出现近300Cal/g的巨大偏差。

4 结语

  综上所述，中国作为煤炭大国，煤炭资源在我国的国民经济中占有重要地位，近年来煤炭深加工技术也得到了飞速发展，使得煤炭资源的深度开发利用和价值提取发挥有了更加广阔的前景。煤质分析是深入研究煤炭特性和清洁高效利用的技术基础，如何实现对煤质的精确分析，如何消除各类分析误差，确保煤质分析结果精准无误对下步煤炭的深入研究与开发利用具有重要意义。

参考文献

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