劉志娟

(國(guó)電聊城發(fā)電有限公司，山東 聊城 252033)

減少煤中水分損失的化驗(yàn)研究
——以國(guó)電聊城發(fā)電有限公司入廠(chǎng)煤全水分的化驗(yàn)為例

劉志娟

(國(guó)電聊城發(fā)電有限公司，山東 聊城 252033)

煤中水分是評(píng)價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要指標(biāo)之一，具有質(zhì)量與重量指標(biāo)的雙重性。如何最大限度的減少煤中水分損失，維護(hù)燃煤電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)利益，一直以來(lái)都是燃煤電廠(chǎng)所關(guān)注的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)國(guó)電聊城發(fā)電有限公司入廠(chǎng)煤全水分的采樣、制樣、化驗(yàn)的實(shí)際情況展開(kāi)分析，作入廠(chǎng)煤全水分的對(duì)比試驗(yàn)，研究煤中水分損失的原因，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，制定行之有效的方法和措施，減少煤中水分的損失量，節(jié)約發(fā)電成本，增加電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

煤樣；水分損失；試驗(yàn)研究

1 調(diào)查與分析

煤中水分是煤質(zhì)分析項(xiàng)目中最不穩(wěn)定的一個(gè)特性指標(biāo)，隨環(huán)境、溫度的變化而變化。煤中全水分等于外在水分與內(nèi)在水分之和。外在水分是煤在開(kāi)采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、洗煤時(shí)，在煤的表面上附著的水以及被煤表面大毛細(xì)管(孔徑>0.1um)所吸收的水。以機(jī)械方式與煤結(jié)合，在空氣中會(huì)不斷蒸發(fā)，直到與周?chē)諝鉂穸冗_(dá)到平衡為止。外在水分不是一個(gè)固定值，主要取決于外界條件，如大氣溫度、濕度等，煤中外在水分越大，周?chē)h(huán)境溫度越高，外在水分損失相對(duì)就越大；內(nèi)在水分是以吸附和機(jī)械方式凝結(jié)在煤的小毛細(xì)管(孔徑<0.1um)中的水分，以物理與化學(xué)方式與煤結(jié)合，須在105℃～110℃的條件下才能除去。故一般環(huán)境溫度下?lián)p失的主要是外在水分。

國(guó)標(biāo)GB475-2008《商品煤樣人工采取方法》中規(guī)定，用于全水分測(cè)定的樣品可以單獨(dú)采取，也可以從共用試樣中抽取。如在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)從若干批煤中采取水分試樣，則有必要限制試樣放置時(shí)間，煤在儲(chǔ)存中由于泄水而逐漸失去水分，最好的方法是在限制時(shí)間內(nèi)從不同水分的各個(gè)采樣單元中采取子樣。GB474-2008《煤樣的制備方法》中規(guī)定，制備完畢的全水分煤樣應(yīng)儲(chǔ)存在不吸水、不透氣的密封容器中(裝樣量不得超過(guò)容器容積的3/4)并準(zhǔn)確稱(chēng)量。因此盛煤樣的桶如果密封性不好，會(huì)直接導(dǎo)致外在水分的損失。

為什么國(guó)標(biāo)對(duì)全水分煤樣規(guī)定如此詳細(xì)，就是因?yàn)槊褐兴肿兓绊懓l(fā)熱量，而目前發(fā)電企業(yè)基本上都是以煤的低位熱值(Qnet,ar)作為燃煤計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的(以前是以灰分計(jì)價(jià))，在熱值的計(jì)算過(guò)程中，煤的水分直接影響低位熱值。一般情況下，煤中每增加(或降低)1.0%的水分，低位熱值約降低(或增加)250J/g左右(約60kcal/kg)。所以，煤中水分的控制能直接影響電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。

在實(shí)際工作中，許多工作人員對(duì)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)標(biāo)規(guī)定存在不理解，執(zhí)行不嚴(yán)的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，主要原因是對(duì)全水分煤樣影響經(jīng)濟(jì)的大小不清楚。那么全水分對(duì)經(jīng)濟(jì)影響到底有多大呢？下面以國(guó)電聊城發(fā)電有限公司為例，通過(guò)全水分變化對(duì)煤質(zhì)發(fā)熱量的影響分析，研究對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)性的影響，以便提高大家對(duì)全水分樣的重視。

該公司入廠(chǎng)煤全水分的采樣、制樣、化驗(yàn)的情況是：前一天采、制樣，第二天送化驗(yàn)室化驗(yàn)。首先，送樣時(shí)間的滯后，會(huì)導(dǎo)致外在水分損失。其次盛全水分試樣的桶未稱(chēng)量、不嚴(yán)密，桶不加蓋子，有蓋也不用，大多數(shù)無(wú)蓋，也會(huì)造成外在水分損失。

2 試驗(yàn)研究

針對(duì)全水分試樣桶密封性不好和儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)直接造成水分損失的問(wèn)題，選取煤中全水分在7.0%和10.0%左右的同一批煤樣，用密封良好的(帶蓋的)和密封不好的(不帶蓋)試樣桶，來(lái)盛全水分試樣，分別進(jìn)行立即測(cè)定和隔一天測(cè)定的試驗(yàn)，每個(gè)類(lèi)別進(jìn)行了20次的試驗(yàn)，得出了水分損失的大致數(shù)據(jù)。如表1所示。

表1 煤樣水分損失統(tǒng)計(jì)表

由表1數(shù)據(jù)可以看出:

(1)煤樣桶帶蓋情況下，立即測(cè)，水分損失均在0.5%以下；隔天測(cè)，水分損失在(0.5～1.0)%以?xún)?nèi)和1.0%以上的次數(shù)大致相同，各占50%左右。

(2)煤樣桶不帶蓋情況下，立即測(cè)，水分損失大多數(shù)在(0.5～1.0)%以?xún)?nèi)； 隔天測(cè)，水分損失基本上在1.0%以上。

通過(guò)試驗(yàn)研究，無(wú)論那種煤樣，在帶蓋和不帶蓋或者立即測(cè)和隔天測(cè)的情況下，出現(xiàn)的水分損失次數(shù)的規(guī)律是相同的。不帶蓋或者隔天測(cè)，水分損失誤差的次數(shù)明顯增加，且隨著水分的增大而增大。

3 效果分析

以上試驗(yàn)研究充分證明了，如果更換密封性良好的全水分煤樣桶以及縮短煤樣儲(chǔ)存時(shí)間，就能減小水分損失,當(dāng)水分損失為1.0%時(shí),能造成多大的經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)通過(guò)以下示例進(jìn)行效果分析。

例：某電廠(chǎng)一天進(jìn)燃煤20 000t，燃煤到廠(chǎng)后，立即采制全水分試樣，放入不透氣、不吸水的試樣桶中(密封良好的)，并立即送化驗(yàn)室直接化驗(yàn)全水分為6.0%；如將此全水分試樣盛在密封不好的試樣桶中，且隔一天后送化驗(yàn)室化驗(yàn)全水分為5.0%。立即測(cè)和隔天測(cè)的數(shù)據(jù)情況分別見(jiàn)表2。

表2 煤樣全水分立即測(cè)和隔天測(cè)的數(shù)據(jù)

(假設(shè)本批煤除全水分項(xiàng)目以外，其他項(xiàng)目指標(biāo)都相同)

表2中，兩種熱值單價(jià)選取，分別考慮煤價(jià)最高時(shí)和現(xiàn)在煤價(jià)降低時(shí)的價(jià)格。

3.1 不同檢測(cè)情況下每天的損失

由全水分試樣桶密封不好和試樣儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，造成水分損失1.0%(Mt=6.0%～5.0%),20 000t煤造成的經(jīng)濟(jì)損失是：

熱值單價(jià)0.10元時(shí)：

立即測(cè)總煤款：20 000×5 000×0.10=1 000萬(wàn)元

隔天測(cè)總煤款：20 000×5 051×0.10=1 010.2萬(wàn)元

熱值單價(jià)0.15元時(shí)：

立即測(cè)總煤款：20 000×5 000×0.15=1 500萬(wàn)元

隔天測(cè)總煤款：20 000×5 051×0.15=1 515.3萬(wàn)元

可以看出：每1.0%的水分損失，一天就可造成約10～15萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 一年造成的燃料成本損失

(1)假如一年機(jī)組利用小時(shí)數(shù)5 000h，則1.0%的水分損失一年可以損失燃料成本：

熱值單價(jià)0.10元時(shí)：

5 000h÷24h×10萬(wàn)元=2 083.3萬(wàn)元

熱值單價(jià)0.15元時(shí)：

5 000h÷24h×15萬(wàn)元=3 125萬(wàn)元

(2)假如一年機(jī)組利用小時(shí)數(shù)6 000h，則1.0%的水分損失一年可以損失燃料成本：

熱值單價(jià)0.10元時(shí)：

6 000h÷24h×10萬(wàn)元=2 500萬(wàn)元

熱值單價(jià)0.15元時(shí)：

6 000h÷24h×15萬(wàn)元=3 750萬(wàn)元

可見(jiàn)，一年時(shí)間內(nèi)，僅1.0%水分損失，就可損失燃料成本2 083萬(wàn)元至3 750萬(wàn)元，數(shù)字相當(dāng)可觀。

水分損失造成燃料成本的損失，會(huì)隨煤炭熱值單價(jià)的增高而增大。如果造成的水分損失達(dá)到2.0%，損失的燃料成本會(huì)更高，對(duì)發(fā)電企業(yè)利潤(rùn)影響比較大。

綜上所述，火力發(fā)電企業(yè)如果管理到位，嚴(yán)格采取使用國(guó)標(biāo)規(guī)定的不吸水、不透氣試樣桶盛全水分試樣，并按照國(guó)標(biāo)要求制備好的全水分試樣立即送化驗(yàn)室化驗(yàn)的措施，就可節(jié)約燃料成本，增加電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益，是既簡(jiǎn)單又成效明顯的科學(xué)做法。

Experimental Study on Reducing Water Loss in Coal——Taking Total Moisture Test of Sampling Coal of Guodian Liaocheng Power Generation Co., Ltd. for Example

LIU Zhi-juan

(Guodian Liaocheng Power Generation Co., Ltd., Liaocheng 252033, China)

The water content in coal is one of the important indexes to evaluate the economic value of coal, reflecting the quality and weight of coal. How to minimize the loss of water and maintain the economic benefits of coal-fired power plants has been a major concern of coal-fired power plants. Based on the actual situation analysis of total moisture sampling, sample preparation and test of sampling coal of Guodian Liaocheng Power Generation Co., Ltd., comparative test of total moisture sampling coal are made to research the reasons of water loss in coal. Based on test results, some effective methods and measures are put forward to reduce the loss of water in coal, save electricity costs, and increase the economic benefit of power plant.

sampling coal; water loss; experimental study

2017-02-28

劉志娟(1971-)，女，山東聊城人，技師，大學(xué)，主要從事發(fā)電廠(chǎng)化驗(yàn)工作。

TK11+4

B

1673-0496(2017)02-0033-02

10.14079/j.cnki.cn42-1745/tv.2017.02.011