煤炭是当前国内经济建设的重要动力能源,还是保持国家经济建设、社会稳定的主要能源。选煤厂洗选产品将其划分为不同质量,劣质煤占比较高,利用配煤方式在达到用户用煤质量标准的时候增加劣质煤的应用占比,减少成本,可以改善和优化当前的煤炭产品结构,持续增加煤炭公司的经济效益。在当前必须通过“靠质量赢市场，向质量要效益，以质量谋发展”，假如说质量是企业发展的核心动力，此时化验员就控制了公司的发展命脉，产品营销、价格修订、洗选方式的优化和改善都依靠化验信息的精准性和时效性。选煤厂配煤系统混配之后的燃煤不同质量指标(发热量、全硫、水分、灰分、挥发分等)是否符合预期标准,必须在全部检测研究之后才可以确定。煤质研究中的核心要素是元素与工业研究,后者是指对灰分、水分、挥发分和固定碳开展研究,根据工业研究结果,可以帮助我们全面掌握煤的属性和特征，可以帮助我们明确具体的应用价值。此外伴随环保标准的日益严格,硫元素测试需求随之增加。由于是大宗商品,煤质化验标准的客观性是交易两者重视的核心内容,因此产生的纠纷频繁出现。当前煤质检测通常分为三类。本文将对3种煤质化验分析方法进行介绍,给出未来煤质检测分析的发展方向。
1实验室人工煤质化验分析的方法
当前我国电力、煤炭、化工、钢铁等领域煤质化验工作均采用人工+仪器的方式进行指标检测,通常依赖人工操作仪器设备等方式进行,尤其是测试任务量较高的灰分、水分、全硫、发热量、挥发分等普通指标。
因此造成下述问题:(1)针对大多数煤样的测试,必须安排专业化验人员进行,劳动任务量高。(2)也许会出现主观因素干扰到化验结果。在煤炭测试阶段得到的结果存在明显差异，这是我们必须重视的问题,去除实验室测试设备与员工操作不同,在煤炭产品采样、制样阶段因为操作不符合要求,取样不同等也会造成成结果差异。(3)原本的煤炭质量测试方式,必须通过采样、制样、化验三部分流程,测试结果需要3到4h周期,时效性是全面满足配煤系统需要的实时、迅速检测需求,无法对配煤工艺进行实时调整,不利于化验工作的信息化建设。煤质研究力度不足,无法迅速调节选煤阶段的不同参数，因此导致分选精度的下降以及高价格产品产率的亏损。
2在线煤质检测分析方法
当前世界各国主要使用或者处于研发阶段的在线煤质检测方式可以划分为两种。首先使用γ双能方式或者煤中放射性物质测试方式,只研究煤中灰分占比;第二类是通过光谱法分析煤中元素成分,再拟合出煤中灰分和热值等指标。第一类技术只可以研究灰分,无法深入探究出煤中硫的指标,针对相对复杂的煤源,校准存在一定的问题。第二类方式可以使用的煤种范围广泛，主要研究煤中硫、灰分、热值等标准，逐渐变成未来科研的重要发展方向。煤质在线元素研究方式通常和光谱研究有关,由于激发光谱的方式存在差异,可以划分为中子活化方式(PGNAA)、高能脉冲激光光谱方式(LIBS)与X射线荧光光谱方式(XRF)。煤中水分测试主要使用微波投射法,测试精准度以及应用区间全部达到实地需求。当前已工业化且广泛应用的在线分析技术主要包含瞬发射线中子活化研究法(PGNAA)以及双能量γ射线透射法,以上两部分方式都是有放射源的核辐射检测方式。中子活化方式的测试精准度高，在煤质测试阶段覆盖的多方面的元素成分,但其因中子穿透力强,对人类的危害较大,因此在使用时对屏蔽防护要求较高。以无放射源为基础的煤质在线测试方式会是未来的重要发展趋势,主要将多能X射线吸收法(MXRA)、X射线荧光法(XRF)和激光诱导击穿光谱分析法(LABS)作为典型的无源或准无源的在线测试方式逐渐崛起,并有初步应用,其精确性和安全性还有待验证。
3智能煤质化验分析方法
2020年初我国发改委、能源局等八个部门合作制定的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，其中强调煤炭市场是国内不可忽视的能源产业,也是国家社会经济建设的关键构成部分,其智能化发展能力事关社会经济建设与智能化发展进度。智能煤质测试方式的探究是近期各界人士重视的核心内容。在全新的发展阶段,煤矿公司要想得到长久稳定的发展，提高自动化与数字化水平,重点是采用科技含量高的自动化测试设备,提升煤质测试的精准度与稳定程度,此外可以弥补手工测试存在的问题,提高煤质检测水平,提高生产效率。使用工业机器人方式、机器人应用方式、非标机械自动化方式搭配煤炭市场标准化验设备,使用机器人和自动化设备可以在一定程度上模拟化验员工的化验相关操作,从而完成各项化验指标的自动化测量,测量结果直接进入信息管理系统。在完整的化验过程阶段，员工不需要接触任何化验煤样,可以从源头妥善处理人为因素导致的化验结果。因此上述系统主要包含智能煤样测试管理模块与化验工作站两部分。工作站是指水硫运行站、灰挥运行站、量热运行站。不同运行站的主要构成部分是微量称重模块、拆装盖模块、机器人模块、研究设备、煤样输送模块、辅助模块、RFID扫码模块、物料清洗模块、除尘模块和电气控制模块。智能煤样测试模块重点进行煤样的全硫、水分、灰分、挥发分、发热量和6mm全水样的全水分指标的自主测试和有关信息的管理。通常使用物联网、工业机器人，搭配非标自动化方式引导煤炭市场标准化验设备,使用机器人和自动化设备可以在一定程度上模拟化验员工的化验操作程序,确保不同化验指标的自主测试,测试结果全部传输给智能煤样测试管理体系开展高效管理。化验阶段使用的坩埚、灰皿、称量瓶、燃烧舟、氧弹等进行站内自清洗，实现二次使用目标,不需要人工参加,有助于确保化验阶段的人料分离,避免外界因素的影响,确保化验结果的精准、高效、稳定。此外可以和公司的计划、供应、制造、结算等机构合作，实现信息共享,通过大数据研究和辅助决策系统是公司生产经营带来稳定的保障。
4结语
深入研究当前三类煤质检测方式的发展情况,主要结论有以下3点:(1)实验室人工煤质化验分析的方法由于劳动强度大、时效性差等劣势,在现阶段煤质要求较高的情况下已不能满足煤质检测要求。(2)在线检测方式和传统化学研究方式进行比较,可以确保煤灰分、水分等指标的迅速测试,妥善处理传统方式在采样、制样、化验方面的现实问题,避免结果滞后造成的诸多阻碍,在不断降低员工任务量的同时可以防止外界因素的影响,测试结果相对精准;但由于放射源及检测精度的问题,未来发展方向有待商榷。(3)智能化煤质化验分析既可解决化验数据的客观性、及时性、准确性,同时也可大力提升煤质化验工作的信息化、智能化水平,也会成为以后大数据社会重要的煤质化验方式。
