解读新国标，浅析煤炭采样新要求

解读新国标，浅析煤炭采样新要求

温育晶

广东粤电博贺能源有限公司

摘  要: 采样是采、制、化三个环节的基础和关键,本文探讨从新国标要求的子样的采取位置和煤样完整性对主要的机械化采样方法进行比较。

关键词: 采样方法 偏倚原因 样品代表性、端部落流采样。

煤炭的采样、制样、化验分析，是组成煤炭质量检测的三大环节，大量研究证明：在煤质管理的采、制、化三个环节中，若把煤炭检验的误差以方差来量度，由于采样造成的误差占总误差的80%，由于制样引起的误差占总误差的16%，而化验产生的误差值占总误差的4%，所以采样是采、制、化三个环节的基础和关键，样品要具有代表性，忽略了这一点，无论分析化验做得如何认真、准确，也不能得到正确的结果。[1]新国标《煤炭机械化采样第1部分:采样方法》2023-11-27发布， 2024-03-01实施，GB/T 19494.1-2023从此代替实施近二十年的GB/T 19494.1-2004，解读新国标，更加理解采样是采、制、化三个环节的基础和关键，新旧对照：新国标对采样提出了更高要求。

GB/T 19494.1-2023 ：4.1 采样的一般要求新增内容：

防止采样中的偏倚是很重要的，偏倚可能产生于:

a)子样的采取位置或采取时间不正确；

b)子样的定界和/或采取不正确；

c)采取出的煤样失去完整性。[2]

以上内容是GB/T 19494.1-2004不具备的，是从近二十年的实践工作中，对机械采样产生的偏倚原因的汇总，对今后的采样设备选型、设计制造以及采样方案确定有非常积极的指导作用。

目前，煤炭机械化采样可分为移动煤流机械化采样方法和静止煤机械化采样方法，在实践工作中，每种机械化采样方法都存在优劣，本文探讨从新国标要求的子样的采取位置和煤样完整性对主要的机械化采样方法进行比较。

静止煤机械化采样方法，常见于在停止的车厢、货船、料堆、料仓上就地取样，采取出的煤样有失去完整性的风险，这样采样方式不可能把采样设备伸到底部取出全截面的煤样料柱，从而导致交货批中所有部位的煤炭被采取的机会不均等，导致采样偏倚，以常见的车厢采样例，为保证采样安全，车厢采样必须留安全距离，安全距离造成采样死角，导致采样偏倚，如下图

国标要求：采样方法为满足采样的基本要求,宜采用移动煤流机械化采样方法;在无条件的地方,也可用静止煤机械化采样方法。但无论用哪种方法和哪种机械,都应经试验证明其无实质性偏倚且精密度符合要求。[3]除采样死角外，车厢取样常用的螺旋杆取样机，只能采到固定路线中的煤样，其他位置的煤样无法采取；当来煤粒度大于80毫米以上的大块或石头时很难被采到；取样头不能完全采取车厢底部和边沿的煤（不可能采取全深度煤柱子样），大约有10～20cm的煤不能采到；对于螺旋钻头较长的取样头，大约有30～40cm的煤不能采到。而且为避免取样机故障，取样时，遇到大块、硬物或岩石一般都会推开不采或设定不采重新选点。使得采集的煤（矿）样带有选择性，导致数据误差大。螺旋杆取样机边采边弃，留下表层煤，采样的深度不够，采样量也不够，存在样品发热量偏高风险。

移动煤流机械化采样常见于落流采样和横过皮带采样两种方式，落流采样多为在输煤皮带端部煤流下落的位置采样（端部采样），横过皮带采样多为在输煤皮带中部位置煤流行进过程中刮扫式采样（中部采样），在国标和电力标准等多个相关标准中，皮带端部（落流）采样均位于各种采样方式之首，但实际工作中，中部采样（横过皮带采样）运用更广泛。

中部采样是用刮扫板取样器从运动的输送带上直接刮扫采集子样的方式。优点在于其设备容易整体设计、制造和安装，不需太过考虑现场安装条件，缺点是必须有安装空间，并且在处理余煤时大都采用余煤提升机构，故障率较高，容易撒煤和损坏系统皮带；而且为安全起见， 采样头与输煤皮带距离要保持 30-50毫米（留底煤、犁煤），这样每次采样都有大量漏样，不能采到全截断面，采取出的煤样失去完整性，不符合新国标要求：采样的基本要求,是被采样批煤的所有颗粒都可能进入采样设备,每一个颗粒都有相等的概率被采入煤样中。[4]

相比较端部采样是在煤流下落的过程中移动采样头横过煤流的全断面截取一个完整的全断面初级子样，其精度较高，可全断面采取完整子样，消除了中部采样留底煤的问题，保证每一部分的煤样都有可能被采出，无漏样弃样。

本文尝试用中部采样和端部采样两种方式所得到的初级子样质量来比较两种采用方式采取煤样的完整性：

中部采样初级子样质量的确定

式中：        C：煤流量（t/h）

b：采样头开口（mm）

Vb：皮带速度（m/s）

端部采样初级子样质量的确定

式中：        C：煤流量（t/h）

b：采样头开口（mm）

V：采样器速度

两种采用方式，初级子样质量的确定公式相似，唯一区别在于Vb：皮带速度（m/s）和V：采样器速度，随着目前皮带运输技术的发展，皮带运输煤流量越来越大。皮带速度也越来越快，V

b常见在1.5m/s以上，大宽皮带甚至超过4.5m/s、5m/s，而根据国标GB/T30730-2014第4.2.2.1条、GB/T 19494.1-2023和DL.T747-2013第4.2.1.2对落流采样器标准技术要求：采样器切割速度不应大于1.5m/s[5][6][7],即：V≤1.5m/s，用两种采用方式,在同等条件下初级子样质量存在差异，尤其对于煤流量大，皮带速度较快的大宽皮带，该种差异更为明显。

如果某电厂在皮带中部和落煤流端部安装了两台机械采样设备，皮带宽度为1.2m,皮带速度为 2m/s,满载负荷为 1000t/h，落煤流端部采样设备初级采样头运动速度为1.5m/s，采样器开口尺寸为150mm，分别计算在皮带负荷为 80%时两台采样设备各自应采的子样量。

端部采样初级子样质量为：

中部采样初级子样质量为：

可见，对于皮带宽度为1.2m,皮带速度为2m/s,满载负荷为 1000t/h的中小型皮带，端部采样初级子样质量明显大于中部采样初级子样质量，近年随着电力事业的飞速发展，临界、超临界、超超临界机组已成时代趋势，输煤皮带越来越宽，速度越来越快，皮带运煤量越来越大，如果目前常见皮带宽度大于1.6m,皮带速度大于 3m/s,满载负荷大于 3000t/h的中大型皮带，端部采样初级子样质量与中部采样初级子样质量差距将更为明显。端部采样初级子样质量大，更有利于保证采取出煤样完整性，防止采样中的偏倚，有效提高煤样的代表性。皮带端部采样机构占用空间小，处理余煤时可考虑不使用提升机构，直接放至下一级皮带，但设计、制造和安装难度较高，端部采样方式具有采样量大、全断面采样、不易堵料等优点，但也增加了下一步给料、破碎、缩分、余煤回收设备的压力,系统设备的选型出力配合尤为重要，这也是生产厂家和使用单位应该高度重视的问题。

参考文献：

[1] 采制化技术，国家煤及煤化工产品质量监督检验中心

[2]GB/T19494.1-2023  煤炭机械化采样 第1部分：采样方法[S]

[3]GB/T19494.2-2023  煤炭机械化采样 第2部分：煤样的制备[S]

GB/T19494.3-2023  煤炭机械化采样 第3部分：精密度测定和偏倚试验[S]

[4] DL.T747-2013发电用煤机械采制样装置性能验收导则

[5] GB/T 30730-2014  煤炭机械化采样系统技术条件

作者简介：温育晶（1982.01），男，福建龙岩武平人，汉族，毕业于南京工程学院，主要从事电厂燃料设备检修管理工作

1

[1]引自国家煤及煤化工产品质量监督检验中心.采制化技术；

[2]引自GB/T 19494.1-2023 煤炭机械化采样第1部分:采样方法

[3]引自GB/T 19494.1-2023 煤炭机械化采样第1部分:采样方法

[4]引自GB/T 19494.1-2023 煤炭机械化采样第1部分:采样方法

[5] 引自GB/T 30730-2014  煤炭机械化采样系统技术条件；

[6] 引自GB/T 19494.1-2023煤炭机械化采样第1部分:采样方法；

[7] 引自DL.T747-2013发电用煤机械采制样装置性能验收导则；