煤炭采制过程中误差来源与分析
张记虎
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张记虎,. 煤炭采制过程中误差来源与分析[J]. 煤炭技术研究,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157290.
摘要: 煤质分析中80%的误差来源于采样,而16%来源于制样,因此采取有代表性煤样并将其制成无偏差分析煤样是煤质分析中取得可靠数据的重要环节。通过对煤炭采制过程中部分误差来源进行分析,并通过数据进行比较,提出相应的解决方案,以减少煤质分析过程中的误差和纠纷。
关键词: 采制样;误差;分析
DOI:10.12721/ccn.2022.157290
基金资助:

在我国经济发展过程中,煤炭消费总量占整体能源消费总量的70%以上,煤炭贸易中煤质分析数据一般作为煤炭计价的标准,如何在煤炭贸易中做到科学公正,就必须减少煤炭采制样过程中的误差来源。由于煤炭本身是一种非均匀的矿物质体,其客观因素导致煤炭采制产生误差,其次便是采制过程中的人为因素。因此,若减少采制过程中的误差来源就要减少采制过程中的人为误差。

1煤炭采样过程中的误差

煤炭采样应严格依据GB 475-2008商品煤样人工采取方法进行现场操作,采样其宗旨是采取有代表性的煤样,为保证采样过程中的煤样能够代表整体煤的平均质量,必须对整批煤样采样单元的划分,子样数的分布、子样质量的均匀以及时间和质量间隔的划分上进行控制。

对于一个采样单元,要取有代表性的煤样,关键要有足够的子样数。采样时,如果煤样的不均匀性较大,则要采取到有代表性的煤样就比较困难。要提高采样的精密度,则可通过增加子样数来实现。如果整批煤的不均匀性分布较明显时,应将其分成几个采样单元,每个采样单元若干个子样,由子样合并成几个分样,然后对分样进行测试,可以直观的表述这批煤的品质。有几个采样单元,就有几个总样,划分采样单元时必须均匀分配,均匀分配不是平均分配。如果煤的变异性较大,必须划分成不同的采样单元。

在煤炭制样过程中,不建议对静止煤炭进行采样操作,例如煤堆采样,由于采样点均是在煤堆表面进行布置,若煤堆内部与煤堆表面差异较大,就无法代表整批煤炭。而且由于煤炭粒度离析,作用会造成煤堆表面力度分布不均匀,采样产生系统偏差。然而,对于移动煤流采样,如果进行人工操作,则无法完成整个断面的采样操作,也会造成采样过程中产生误差。

2煤炭质量过程中的误差。煤炭质量依据GB 474-2008煤炭的质量方法进行操作,制样实质就是制备一批与所采煤样的物理化学性质无偏差的实验室用煤样,包括破碎,混合,缩分,有时还包括筛分和空气干燥过程。

由于采取的煤样粒度超过化验所需的粒度,因此必须对采样的煤样进行破碎,破碎的目的是为了增加煤样的粒颗粒数目,以减少后续缩分产步骤产生的误差,提高制样精密度。

煤样的混合主要是通过堆锥的形式进行操作,为了克服粒度离心作用的影响,堆锥时要注意增加均匀度,铲煤时要从产锥底铲起,要尽可能的都铲过来,而且要保证两个煤堆不粘连。堆锥要从堆尖洒落煤样,每铲的样量不要太满,并分几次洒落,洒落的过程中铲头要抖动,人在操作过程中用走动的方式将煤样洒落在堆顶,使煤样能够均匀的撒到煤堆四周,摊堆时用力要均匀。压平时应向各个方向外推的力要均衡,堆惨重复在三次以上,即可认为是均匀,再行缩分。

缩分式在是在粒度不变的情况下减少质量,以减少后续工作负荷和最后满足检验所需的煤样质量。在某一粒度时可能只缩分一次,也可能连续缩分几次才能达到该粒度下的最少留样量。煤样的缩分应尽量使用二分器和机械缩分,以减少人为缩风误差。因此,制样误差主要来自这一操作步骤,每一阶段缩分的留样量必须符合标准中的规定的粒度和留样的相应关系,否则难以保证缩分精密度,筛分操作时分离不符合要求的颗粒的过程,是将大颗粒的煤样分离出来再在进行再次破碎刀规定粒度,使不均匀物质达到一定的分散程度,减少缩分误差。

空气干燥状态既是煤样在空气中连续干燥一小时后,煤样的质量变化不超过0.1%时,煤样即可达到空气干燥状态。煤样若未达到空气干燥状态,不仅对煤样的质量造成不稳定,致使测量结果出现偏差,而且对其其他项目的基准换算产生换算误差。

3火力发电厂燃煤采制化中测量误差的控制措施。

3.1应用现代化的采制样设备,现在,人们利用信息化智能分析,无人管理等技术,把采集过程有机的结合起来,并研制出了智能化采制样设备。这种采集样品的装置投入使用后,能有效的减少人工采集样品时产生的误差,在使用前需要对装置进行试样,尤其是装置的性能偏差试验。另外,新的设备在使用过程中会发生改变,所以对工作人员的培训要按时进行。

3.2严格监管采制化工作流程。在火力发电厂采制化过程中,利用监控设备进行生产管理,加强管控生产流程,使采制化工作与监管工作同时进行效率更高。比如,在取样车间设置多个监测设备,保证没有盲区监测设备监采集到的样品,整个生产过程记录下来,通过对采集小组人员的数据监控,可以为工作人员的业绩评估提供重要的参考,也可以作为管理人员的工作表现的依据。在加强监督检查的基础上,有效的减少了生产过程中不规范现象,并大大的降低了在生产过程中出现错误的概率。

3.3动态纠偏化验方法。针对化验仪器随着使用老化而出现的结果偏倚,这类问题可以采用动态纠偏的方法,定期对其设备进行可靠性评估,具体的评估方法有对于水分的测定,可以通过对比烘箱和工业分析仪测定的水分结果差异,来判断工业分析仪的水分测定是否存在偏倚。对于灰分,挥发分和硫分的测定可以采用有认证的标准煤进行测试,对于煤样的测试结果和提供不确定度对设备的可靠性进行判断,当出现较大偏差时,就要停止,该设备的使用查出导致偏倚的原因,并进行修复,然后再次使用以上方法进行可靠性验证。如此循环往复,实现动态实验化验设备的纠偏。

4加强设备维护工作。对于材质设备。一是加强破碎机环锤的维护保养。选用具有良好耐磨性能的环形锤头,对于不符合要求的零件进行定期的检修和替换,提高其破碎效果。二是不可任意的调节和更改破碎机的排料孔,更不可为了减小破碎机的阻塞几率而增加筛板的空隙,或者是更改筛板孔的位置。三是对于螺旋采样机的内壁和螺杆的空隙进行及时的检查,发现空隙过大,应该立即进行替换。

对于化验设备要要制定详细的设备维护周期,例如定期清理容易阻塞的气路孔隙,定期对养弹进行打磨除垢,定期更换设备的过滤棉和吸水剂,以确保化验设备的稳定运行。

5. 提高采制人员的综合素质。虽然智能设备可以降低人类活动对采样过程的干扰,但无法彻底消除人类活动的影响。煤炭的开采仍需要工人的参与,所以对于采制工人进行培训也是一项不容忽视的环节,一是提高采制化员工的专业技术水平,不仅要掌握采制化的基本理论知识,而且要掌握采制化设备的日常维护保养要点。二是加强采样制样人员的责任心,防止因责任心不足而出现一些低级的失误。三是加强采制化过程廉洁和自律意识,并与警醒教育相结合,促使他们在工作中做到公平公正。

4结论

采样作为煤炭贸易的第一环节,如果没有采取正确的采样方式和方法,会直接导致后续的制样和化验不准确。因此,采样应尽量使用无偏差的机械化设备进行操作,并保证采取足够的子样数和子样量。由于制样过程操作步骤较多,每一个环节都可能导致误差的产生,特别是混合和缩分两个环节。因此,要求制样人员技术熟练。

作为当前国内的主要消费能源,煤炭贸易在国民经济中显得尤为重要。因此,煤炭采制样工作要严格按照国标进行。提高煤样的代表性减少不必要的煤质纠纷。

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