羅隕飛姜 英劉 峰

(1.全國煤炭標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會,北京市朝陽區(qū),100013; 2.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司煤化工分院,北京市朝陽區(qū),100013; 3.中國煤炭工業(yè)協(xié)會,北京市朝陽區(qū),100013)

中國商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系研究與構(gòu)建

羅隕飛1,2姜 英1,2劉 峰1,3

(1.全國煤炭標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會,北京市朝陽區(qū),100013; 2.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司煤化工分院,北京市朝陽區(qū),100013; 3.中國煤炭工業(yè)協(xié)會,北京市朝陽區(qū),100013)

基于我國煤炭生產(chǎn)利用中出現(xiàn)的問題和實際需求,詳細(xì)介紹了我國現(xiàn)有煤炭質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)情況和《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》的有關(guān)內(nèi)容,系統(tǒng)分析了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系用于商品煤質(zhì)量管理和控制時存在的問題,提出了商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的層級和架構(gòu),對體系中的重要標(biāo)準(zhǔn)和商品煤質(zhì)量主要評價和控制指標(biāo)進行了深入討論。

商品煤 質(zhì)量管理與控制 標(biāo)準(zhǔn)化體系 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

高灰、高硫、高水分、低熱值的劣質(zhì)煤和低質(zhì)煤的利用和消耗,不僅降低了能源利用效率,而且增加了污染物的排放,不利于環(huán)境保護和節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn),部分有害微量元素含量較高的劣質(zhì)煤,其轉(zhuǎn)化及利用也對環(huán)境造成較大危害。

基于我國煤炭生產(chǎn)利用中出現(xiàn)的問題和實際需求,研究解決商品煤的質(zhì)量控制和清潔高效利用標(biāo)準(zhǔn)問題迫在眉睫。為貫徹落實國務(wù)院《大氣污染物防治行動計劃》,強化商品煤全過程質(zhì)量管理,提高終端用煤質(zhì)量,推進煤炭高效清潔利用,改善空氣質(zhì)量,對商品煤在生產(chǎn)、加工、儲運、銷售、進口和使用等環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量進行研究并提出有關(guān)控制要求和標(biāo)準(zhǔn)體系是十分必要的。

1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及政策現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)有的煤炭質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)體系

煤炭資源評價和生產(chǎn)加工利用方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作在我國已開展了多年,包含國家標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)150余項,內(nèi)容涉及煤炭分類、煤炭洗選加工、用煤技術(shù)條件、煤炭特性檢測方法等多個領(lǐng)域,為我國煤炭行業(yè)乃至我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,尤其在保證煤炭產(chǎn)品質(zhì)量、促進煤炭市場貿(mào)易和合理利用煤炭資源方面做出過較大的貢獻。目前與我國商品煤質(zhì)量評價密切相關(guān)的主要標(biāo)準(zhǔn)集中在以下三方面:

(1)煤炭質(zhì)量指標(biāo)的測定方法標(biāo)準(zhǔn)80余項,煤炭發(fā)熱量、灰分、硫分、全水、煤灰熔融性、微量元素等煤炭各項指標(biāo)的測定方法均有相應(yīng)國標(biāo)或行標(biāo)。

(2)煤炭分類及煤質(zhì)主要指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)10余項,提出了如發(fā)熱量、灰分、全硫分、揮發(fā)分、全水、氯、磷、砷、汞等分級的范圍,如灰分有高灰煤、中高灰煤、中灰煤、低灰煤和特低灰煤之分,對動力煤、煉焦煤給出了不同級別灰分的含量范圍值,一般用于對煤炭資源的整體評價及開采利用價值評估。

(3)各種用煤技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)10余項,制定了動力用煤、煉焦用煤等主要煤炭利用方向的用煤技術(shù)條件國家標(biāo)準(zhǔn),提出了我國用煤技術(shù)的指標(biāo)與范圍要求以及試驗方法,規(guī)定的是各種工業(yè)利用方向的用煤基本應(yīng)該滿足的煤質(zhì)條件。

1.2 目前的標(biāo)準(zhǔn)體系用于商品煤質(zhì)量管理和控制時存在的問題

(1)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)并不是嚴(yán)格意義上的商品煤產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),無法進行商品煤產(chǎn)品合格評定。由于煤炭類別復(fù)雜,煤種與煤炭質(zhì)量及其各種利用要求的質(zhì)量指標(biāo)相互交叉,因此,現(xiàn)有的煤炭資源評價和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)更多的是從煤炭資源特性和煤炭生產(chǎn)端出發(fā),質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于煤炭資源的整體評價及開采利用價值評估,用煤技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)重點規(guī)定不同利用途徑的用煤各項基本指標(biāo)技術(shù)要求,這些都不是嚴(yán)格意義上的商品煤質(zhì)量要求的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。由于煤種、煤質(zhì)的復(fù)雜因素,造成的指標(biāo)交叉只能在有限條件下對生產(chǎn)企業(yè)進行指導(dǎo)和規(guī)范,無法要求生產(chǎn)和用煤企業(yè)進行對標(biāo)生產(chǎn)和商品煤產(chǎn)品合格評定。

(2)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中缺少對有害元素的控制要求,無法實現(xiàn)控制商品煤質(zhì)量及排放的目的。將煤炭作為商品而不僅僅是資源,隨著煤炭生產(chǎn)加工利用的技術(shù)進步和煤炭市場貿(mào)易的進一步發(fā)展完善,如褐煤產(chǎn)品的大規(guī)模開發(fā)利用、大型燃燒/氣化技術(shù)的應(yīng)用對煤質(zhì)的要求,對商品煤各種產(chǎn)品的分類和質(zhì)量控制提出了更細(xì)、更高的要求。而目前的標(biāo)準(zhǔn)中這部分內(nèi)容還需完善,此外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中也缺少對煤中有害元素含量的限制,從而不能有效控制生產(chǎn)供應(yīng)及貿(mào)易流通流域中的商品煤質(zhì)量。

(3)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系與我國煤炭進口商品煤目錄不完全一致,在進口煤質(zhì)量控制上存在一定問題。按海關(guān)提供的商品煤目錄和海關(guān)編碼,進口煤炭分為褐煤、制成型的褐煤、煉焦煙煤、其他煙煤、無煙煤、其他煤、煤磚/煤球及類似用煤制固體燃料、無煙煤濾料等8種,這個分類與現(xiàn)有的煤炭分類和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系并不完全一致,對進口商品煤質(zhì)量的控制與監(jiān)管明顯不足。此外,近年來在進口煤的抽檢中,在不同國別不同批次進口煤(如朝鮮、加拿大、俄羅斯)中均有發(fā)現(xiàn)有害元素含量超標(biāo)的情況。因此現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)無法真正達到規(guī)范和控制商品煤質(zhì)量,限制國內(nèi)外低質(zhì)、劣質(zhì)煤的流通和使用,減輕污染物排放壓力的目的。

1.3 《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》的發(fā)布

為提高商品煤質(zhì)量,促進煤炭高效清潔利用, 2014年9月11日,中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會、中華人民共和國環(huán)境保護部、中華人民共和國商務(wù)部、中華人民共和國海關(guān)總署、國家工商行政管理總局、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局六部委聯(lián)合以第16號令發(fā)布了《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》(以下簡稱《辦法》),自2015年1月1日起施行。在《辦法》中,對作為商品出售的煤炭產(chǎn)品(即“商品煤”)在生產(chǎn)、加工、儲運、銷售、進口及使用等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制指標(biāo)和控制值提出了明確要求,以促進煤炭清潔高效利用。具體就是除褐煤外其它商品煤煤質(zhì)參數(shù)應(yīng)滿足:灰分≤40%,硫分≤3%;汞≤0.6μg/g,砷≤80μg/g,磷≤0.150%,氯≤0.300%,氟≤200μg/g。對褐煤商品煤煤質(zhì)參數(shù),特別提出在有害微量元素應(yīng)滿足給出的控制指標(biāo)要求外還應(yīng)滿足:灰分≤30%,硫分≤1.5%。此外,《辦法》還對在中國境內(nèi)遠距離運輸?shù)纳唐访禾岢隽烁M一步的質(zhì)量要求。

1.4 提出商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的重要意義

無論從環(huán)境保護和提高能源利用效率角度,還是從減少劣質(zhì)煤對我國煤炭市場沖擊以及提高我國煤炭生產(chǎn)、加工、流通等企業(yè)商品煤質(zhì)量方面,均有必要制定商品煤質(zhì)量評價與質(zhì)量控制的基本指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)和具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。其意義主要體現(xiàn)在:

(1)從源頭上對商品煤有害元素指標(biāo)提出控制要求,可有效控制劣質(zhì)煤和低質(zhì)煤的生產(chǎn)、加工、流通和利用,進而降低煤炭污染物排放對環(huán)境的影響;

(2)促使煤炭行業(yè)積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),淘汰部分劣質(zhì)和低質(zhì)煤炭產(chǎn)能,進一步促進煤炭資源高效潔凈利用,真正實現(xiàn)煤炭企業(yè)升級轉(zhuǎn)型,也是煤企脫困的重要工作內(nèi)容之一;

(3)可有效降低質(zhì)量較差、有害元素含量高的劣質(zhì)煤的進口量,減少劣質(zhì)煤在我國境內(nèi)的貿(mào)易和使用,降低劣質(zhì)煤炭進口對國內(nèi)煤炭企業(yè)的沖擊;

(4)滿足地方商品煤使用過程中的質(zhì)量控制需求,為地方選擇適宜的煤炭產(chǎn)品提供依據(jù),實現(xiàn)降低城市污染和節(jié)能減排的目的。

2 商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建

2.1 建立產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系

為保障煤炭產(chǎn)品清潔利用和質(zhì)量控制,應(yīng)在同時考慮煤炭生產(chǎn)端、利用端和流通領(lǐng)域?qū)ι唐访嘿|(zhì)量各種要求的基礎(chǔ)上,建立新的商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,針對生產(chǎn)、加工、儲運、銷售、進口、使用等各環(huán)節(jié)的商品煤提出質(zhì)量評價基本指標(biāo)和質(zhì)量控制指標(biāo)及控制值。

根據(jù)目前的煤炭分類和不同加工利用途徑,商品煤產(chǎn)品主要分為動力煤、煉焦煤和和化工用原料煤等類別。其中,動力用煤主要指通過煤的燃燒來利用其熱值的煤炭產(chǎn)品,按用途可分為發(fā)電用煤、工業(yè)鍋爐及窯爐用煤和其他用于燃燒的煤炭產(chǎn)品,其煤類包括褐煤、非煉焦煙煤和無煙煤。冶金用煤主要指利用煤或其產(chǎn)品從礦石中提取金屬或金屬化合物的原料煤,按用途可分為煉焦用精煤、噴吹用精煤等?；び迷厦褐饕附?jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化過程生產(chǎn)能源及化工產(chǎn)品的煤炭產(chǎn)品,包括氣化用煤、液化用煤等。商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)考慮商品煤煤種和品種,根據(jù)不同利用方向的要求,分別提出不同類別商品煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系將包含如下層級的標(biāo)準(zhǔn),見表1。

表1 商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系

2.2 重要標(biāo)準(zhǔn)

《商品煤質(zhì)量評價與控制技術(shù)指南》作為商品煤質(zhì)量體系中重要的基礎(chǔ)管理性標(biāo)準(zhǔn),將對生產(chǎn)、加工、儲運、銷售、進口、使用等各環(huán)節(jié)的商品煤提出質(zhì)量評價基本指標(biāo)和質(zhì)量控制值。商品煤質(zhì)量評價指標(biāo)可以用于指導(dǎo)各方判斷商品煤利用價值,而商品煤控制指標(biāo)是指商品煤中對環(huán)境和人體健康、用煤設(shè)備以及煤炭利用效率影響較大的質(zhì)量指標(biāo)(如硫、灰、有害元素等),對其應(yīng)提出控制要求,從源頭減少這些指標(biāo)的危害性。

此外,針對發(fā)電、煉焦、工業(yè)鍋爐、民用等不同用途的商品煤,將進一步提出完善科學(xué)適用的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),對其質(zhì)量提出具體要求并進行規(guī)范,如《商品煤質(zhì)量發(fā)電用煤》《商品煤質(zhì)量民用散煤》等。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中將針對不同用途的商品煤,提出在滿足相關(guān)技術(shù)要求的前提下,選取各類產(chǎn)品最具代表性的質(zhì)量指標(biāo)(如發(fā)熱量、灰分、硫分等)作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的評價依據(jù),同時根據(jù)商品煤產(chǎn)品的利用情況、市場情況、資源分布、環(huán)保要求以及未來的技術(shù)水平發(fā)展和質(zhì)量提高潛力,將各類商品煤產(chǎn)品劃分出不同的質(zhì)量等級,進而樹立商品煤品牌標(biāo)識,分別指導(dǎo)其應(yīng)用。

2.3 商品煤質(zhì)量主要評價和控制指標(biāo)

在選擇和確定商品煤質(zhì)量控制指標(biāo)時,應(yīng)充分考慮中國煤炭資源本身的特性和不同用煤方式對商品煤質(zhì)量的要求,表征中國煤炭資源特性的重要煤質(zhì)指標(biāo)主要包括5類。

(1)煤類。我國煤炭資源包括了從褐煤到無煙煤各種不同煤化階段的所有煤種煤,但是數(shù)量和分布極不均衡。褐煤和低變質(zhì)煙煤資源量占全國煤炭資源總量的50%以上,動力燃料煤資源較為豐富。而中變質(zhì)煤,即傳統(tǒng)意義的“煉焦用煤”數(shù)量較少,特別是焦煤資源更顯不足。

(2)灰分?；曳謥碜悦褐胁豢扇紵牡V物質(zhì),煤中灰分較高會影響煤的使用、運輸和儲存,燃燒后灰渣的大量排放對環(huán)境會造成很大的壓力,且過高的灰分會降低商品煤運輸?shù)男?。我國煤炭資源的灰分普遍較高,一般在15%～25%之間,礦區(qū)生產(chǎn)原煤平均灰分在25%以上,目前,我國原煤的入選比例比較低,大約為55%,煉焦用煤基本上都進行洗選,而動力煤的入洗率只有約30%,大部分未經(jīng)洗選就直接燃用。原煤入洗率低造成商品煤灰分含量偏高,平均灰分在20%～24%,煉焦精煤灰分最低,為10%左右,而發(fā)電用煤的平均灰分達到28%,灰分＞30%的仍占商品煤量的10%左右。

(3)硫分。中國大氣污染是以SO2為主要污染物的煤煙型污染,燃煤SO2污染對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大危害。我國煤炭資源以低硫煤和特低硫煤為主,主要分布在東北、西北和華北等廣大地區(qū),但高硫煤也占有一定比例,主要聚集區(qū)為華南和華東各省。從商品煤硫分來看,2009年全國供應(yīng)商品煤硫分平均為0.88%,硫分小于0.5%的特低硫煤約為43%,主要為褐煤、長焰煤、不黏/弱黏煤,平均硫分超過1%的省份主要有重慶、廣西、湖北、貴州和四川。

(4)發(fā)熱量。煤的發(fā)熱量高低是評價動力煤質(zhì)量的主要參數(shù)之一,發(fā)熱量也是動力煤計價的核心指標(biāo)。2007年全國商品煤平均發(fā)熱量22.7MJ/kg,其中作為燃料的動力煤平均發(fā)熱量為19.51 MJ/kg,褐煤的平均發(fā)熱量基本在17 MJ/kg以下。

(5)有害元素含量。基于現(xiàn)有檢測數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料,我國商品煤中有害元素(包括磷、氯、砷、汞等)平均含量處于較低水平或特低水平,但近年來隨著對有害元素排放關(guān)注度的提高和檢測水平的提高,發(fā)現(xiàn)個別煤田中砷、氯等元素含量明顯偏高,部分商品煤煤灰中鉀和鈉總量相對偏高,這些煤中微量有害元素的存在對煤炭產(chǎn)品的利用造成一定影響,也是燃煤有害污染物排放的主要因素之一。

4 應(yīng)用推廣及社會效益

商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系系列標(biāo)準(zhǔn)的提出和研究制定,對于提升國內(nèi)商品煤質(zhì)量,減少劣質(zhì)煤在我國境內(nèi)的貿(mào)易和使用,提高煤炭利用效率,減少有害元素的排放具有十分重要的意義,同時也可以為煤炭生產(chǎn)和用煤企業(yè)進行對標(biāo)生產(chǎn)和商品煤產(chǎn)品合格評定提供技術(shù)依據(jù),對實現(xiàn)煤炭企業(yè)升級轉(zhuǎn)型,提高煤炭行業(yè)整體管理水平起到重要作用。

(1)實現(xiàn)商品煤直接供應(yīng)方產(chǎn)品質(zhì)量控制和達標(biāo)生產(chǎn)。根據(jù)不同煤種的品牌標(biāo)號的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對國內(nèi)煤炭生產(chǎn)企業(yè)(包括自身具備洗選加工和配煤能力的生產(chǎn)企業(yè))的煤炭產(chǎn)品質(zhì)量及適應(yīng)性進行評價,確定直供和訂購方向和方式。

(2)實現(xiàn)商品煤間接供應(yīng)方產(chǎn)品質(zhì)量控制和達標(biāo)供應(yīng)。根據(jù)不同煤種的品牌標(biāo)號的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對專業(yè)的洗選加工和配煤地點(不包括煤炭生產(chǎn)企業(yè))的煤炭產(chǎn)品質(zhì)量及適應(yīng)性進行評價,確定間接供應(yīng)和采購方向和方式。

(3)設(shè)置限供限購門檻,嚴(yán)格執(zhí)行限制措施。對于不適合特大型城市用煤條件的煤炭生產(chǎn)企業(yè)或者洗選加工和配煤點,要設(shè)置限供限購門檻,采取限制供應(yīng)和訂購措施,防止不適用煤、低質(zhì)煤和劣質(zhì)煤進入特大型城市的用戶。

(4)達到規(guī)范商品煤質(zhì)量,為各類城市、各種用途的煤炭清潔利用提供依據(jù)的目的,以滿足目前城市大氣污染治理的要求。

[1] 姜英,羅隕飛主編.煤炭國家標(biāo)準(zhǔn)匯編.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014

[2] 發(fā)改委等六部委令第16號.商品煤質(zhì)量管理暫行辦法

[3] 馬劍.發(fā)展動力煤洗選加工促進節(jié)能減排[J].選煤技術(shù),2011(4)

[4] 惠賀龍,朱逢豪,黃其勵,王淑娟,舒新前,徐旭常.中國動力煤洗選調(diào)查與技術(shù)經(jīng)濟分析[J].中國電力,2014(3)

[5] 于爾鐵.動力煤洗選的發(fā)展與工藝選擇[J].中國煤炭,2006(1)

[6] 聶其英.對無煙煤洗選加工的特點分析[J].中國煤炭,2006(2)

[7] 羅隕飛,陳亞飛,姜英.燃煤過程硫排放與煤質(zhì)特性的關(guān)系研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2005(3)

[8] 羅隕飛,李文華,姜英,白向飛.中國煤中硫的分布特征研究[J].煤炭轉(zhuǎn)化,2005(3)

[9] 孫翠芝,葉大武.中國原煤及商品煤硫分分布概況[J].煤質(zhì)技術(shù),2012(2)

(責(zé)任編輯 張大鵬)

Status and development of standardization of resource conversation and comprehensive utilization of coal

Luo Yunfei1,2,Jiang Ying1,2,Liu Feng1,3
(1.Technical Committee on Coal of Standardization Administration of China,Chaoyang,Beijing 100013,China; 2.Beijing Research Institute of Coal Chemistry,China Coal Research Institute,Chaoyang,Beijing 100013,China; 3.China National Coal Association,Chaoyang,Beijing 100013,China)

Based on the problems in the production and utilization and the actual demand of China＇s coal industry,the existing national standard system of coal quality evaluation and the related content of“Provisional Quality Control Method of Commercial Coal”issued by National Development and Reform Commission was introduced in detail in this paper.The problems of the existing standard system when applied in management and control of coal quality were analyzed systematically.Then the structure of new commercial coal quality standard system was proposed,and the important coal quality standards and the main index of coal quality evaluation and control were discussed.

commercial coal,quality management and control,standardization system, product standard

TD－9

A

羅隕飛(1976－),女,漢族,湖北襄陽人,高級工程師,碩士,研究方向為煤質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)化。