火电厂入厂煤化验技术分析与优化策略研究

马俊麒

华电新疆发电有限公司昌吉分公司 新疆维吾尔自治区昌吉州昌吉市 831100

摘要：为进一步探究采制样环节的差异因素如何影响煤质化验结果，结合某煤炭企业的煤质化验工作实际，采用对比实验的方法，分析传统采制样模式和基于GB474的采制样模式所取得的煤质化验结果，并将两类实验的结果与第三方专业机构的检验结果进行对比分析。分析结果显示，传统采制样模式所取得的煤质化验结果准确率明显偏低，其与采制样过程中的不规范操作具有较为明显的关联，而基于GB474的采制样所取得的化验结果则较为准确，为此，提出了后续的采制样规范化要求，以期为今后的煤质化验工作提供参考。

关键词：采样；制样；煤质化验；影响因素

1前言

煤炭作为我国能源供应的主体，在构建新型电力系统和现代能源体系的进程中起着重要作用。当前，在煤炭的采制化系统中，采样和制样已完全实现全自动智能一体化，唯独煤质化验环节离不开实验人员的参与。为确保煤炭采制化系统无人为因素干扰、保证数据不落地，开发先进的无人煤质化验系统意义重大。

2主要实验方法及流程

为研究采制样差异对煤质化验的影响，本次以某煤炭企业为实际案例展开研究。该煤炭企业以往为提升工作效率和降低成本，在采制样环节中，主要采用传统的人工采样模式进行，目前该模式得出的煤质化验结果存在一定误差，导致供需双方对化验结果产生纠纷。为此，本次决定对比传统人工采样制样模式与严格按照GB474的采样制样模式，结合分析结果，以探寻采制样的优化路径。在传统人工采样制样试验中，仍沿用以往的“九点取样法”进行采样，基于煤堆进行采样过程。所有采样点均在煤堆表面进行，共计采煤3.5kg。采样完成后，即进行样品的制备，该模式下的煤样制备主要分为以下几个步骤：使用粉碎机对煤样进行破碎操作，将煤样平均粒度控制在13mm以下；将煤炭样品置于空气中自然晾干；应用“堆锥”的方法对破碎后的煤样进行混合；在保持煤样粒度不变的前提下，将煤样质量减少至能够最终满足检验需求的质量。基于以上设备，本次基于GB474的煤炭采制样实验流程如下：1）基于“九点采样法”，在煤堆中进行采样，在采样过程中，为避免表面煤层因氧化而性质变化，因此从煤堆的顶、腰、底三个部位进行，在采取煤样时都应选择一个面为采取面，底部距地面0.5m处采取第一个子样，然后每往高1m采一个子样，往右或往左隔1m采一个子样，直到采到顶部为止。左右同样延伸，采取子样时挖坑深度为0.4-0.5m，每个子样的质量不低于被采样批煤标称最大粒度的0.06倍；取样铲的角度与煤堆表面呈垂直状，遇到矸石、大块、黄铁矿或泥土时亦不舍弃。2）使用煤炭粉碎机将采集到的煤样进行破碎处理，将平均粒度控制在13mm以下。3）使用真空干燥箱对粉碎后的样品进行干燥。4）应用“堆锥”的方法对破碎后的煤样进行混合，同时在该过程中，重视增加均匀度的操作，以避免煤样制备的精确度受到影响。5）使用二分器对煤样进行缩分操作，确保在保持煤样粒度不变的前提下，将煤样质量减少至能够最终满足检验需求的质量。6）对煤样进行筛分操作。以上实验完成后，对煤质进行化验，为检验两种方法的准确性，同时引入第三方的专业检验机构的数据进行对比。具体来看，在本次煤质化验中，主要内容包括以下几方面：一是应用采用激光元诱导击穿光谱分析技术（LIBS）对煤中的主要元素进行分析；二是对煤质中的水分和灰分进行分析，其中使用自动双炉工业分析仪进行灰分的准确分析；三是对煤炭样品的热值进行分析。

3煤质化验主要技术应用分析

3.1发热量检测技术

在进行煤质化验时，测量煤炭的发热量至关重要，这是评估煤炭质量的核心标准之一。因此，在进行煤质化验时，发热量检测技术的应用至关紧要。发热量的测定需要专门的实验室，确保室温保持在15～30℃之间，以确保检测准确性。控制温度变化幅度在1℃以内被视为正常。此外，为了减少环境因素对实验结果的影响，需要减少室内冷源，控制风扇运转，适度开窗通风，避免出现空气对流，以及避免阳光直射。同时，确保实验环境中氧气充足以促进煤矿燃烧。无论如何，在进行检测时必须严格按照规定操作，以避免数据误差。

3.2挥发分检测技术

在煤炭化验过程中，挥发分技术起着关键作用，能准确评估煤炭的质量和类型。该技术要求在与空气隔离的环境中，以指定温度加热煤炭样本，并收集所产生气体和液体的总量。通常情况下，煤炭的挥发分数越高，其燃烧性能越优越。因此，在企业选择煤炭进行生产时，挥发分值是一个关键考量因素，过高的挥发分会对生产产生严重影响。

3.3水分检测技术

煤炭中包含一定量的水分，这些水分可被区分为内部水分和外部水分。内部水分即是煤炭内部毛细管中的固有水分，而外部水分则指分布在煤炭缝隙或表面的利水分。水分对于煤粉的燃烧特性有显著影响，水分过多不仅会减小煤粉的热值，还会导致燃烧不稳定，影响生产正常进行。通常来说，当煤炭含水量超过11%时，将明显影响其燃烧效果，甚至可能造成设备故障，企业需采取有效措施加以改善。因此，保持煤炭性能的稳定发挥，需要高度重视煤炭中的水分含量。

3.4灰分检测技术

在经历完全燃烧后，煤炭留下的残余物质被称为灰分。这些残余物质的成分相当多样化，若在高达185℃的条件下煅烧，煤炭未被分解或燃尽的部分即为灰分。测量灰分需要进行高温操作，必须使用灰皿、石棉板等装置。选择正确的加热燃烧方法对灰分检测精度至关重要，操作步骤也要求极高的准确性。

3.5含硫量检测技术

硫化氢和二氧化硫是燃烧煤炭时产生的化学物质，会对周围环境造成严重污染，导致空气质量急剧下降，同时也会对工业设备如锅炉等造成严重伤害。检测煤炭中硫含量的常用方法包括艾式重量法、库伦滴定法和高温燃烧法，每种方法都有其独特的优点和缺点，在选择时应根据具体情况来进行合理的搭配和使用。

3.6碳氢检测技术

火焰三度检测技术是一项重要的手段，用于审查燃料中的碳和氢元素。在首个阶段电火炉中，主要目的是对燃料样本进行燃烧测试；随后的第二个阶段电火炉则专注于未氧化物质的燃烧；最后一个阶段电火炉负责对整体燃烧过程进行再度燃烧，以确保燃料得到充分燃烧。所有反应必须在密封环境中进行，以保证燃烧的完全性，这是测定碳氢元素含量的关键因素。

4提升煤质化验结果的措施探讨

根据以上实验分析结果可知，未能按照国家制定的标准严格进行采制样是导致煤质化验结果准确性不足的主要原因。为消除此问题，在今后的工作中，就需要严格按照国家标准的要求进行采样环节。首先，在采样过程中，应当按照GB474的有关要求，针对目标煤炭进行均匀采样，并充分考虑环境因素带来的影响[5]。其次，在煤炭制样过程中，应当严格按照制样标准进行混合、缩分、破碎、过筛等，以制作最小化煤炭样品，中间的繁琐步骤不应忽略，同时针对这一问题，煤炭制样部门应当加强规范化与标准化管理监督，提高煤炭制样的规范化程度，此外，在制备某些有粒度要求的煤炭样本时煤炭制备人员应当采用逐级破碎的方式对煤炭样本进行破碎。最后，针对实验过程中所需的仪器设备，相关技术部门应当对其进行定期校准与核查，如发现存在不符合要求的情况则要及时纠正，以此实现对制样设备和制样过程的质量控制，进而实现对煤质检验的质量控制目标。

结语

煤炭采样是煤炭贸易双方展开交易的第一环节，如果没有在采样过程中采取科学合理的采样方式，也没有严格遵照国家相关标准，那么煤炭采样会对后续的煤炭制备过程和分析化验过程造成最直接的影响，检测人员的工作负荷将显著增加，煤质分析质量也会明显降低。显然，只有在严格按照要求合理操作的前提下，样品才具有代表性，检验结果才能代表整批煤的平均品质。

参考文献

[1]郭丽萍.探讨煤质化验技术的应用及常见问题的解决[J].山西化工，2023，43（1）：55-57.

[2]武文悦.煤质化验过程中误差原因及对策分析[J].矿业装备，2023（1）：78-80.

[3]邢保玉.煤质化验中减少误差的技巧与方法[J].山西化工，2022，42（9）：44-46.

[4]乔鑫.影响煤质化验设备准确性的因素分析[J].化学工程与装备，2022（8）：278-280.

[5]杨红红.煤质化验准确性的提升方法研究[J].当代化工研究，2022（12）：101-103.