徐丹丹

中國(guó)煤炭工業(yè)秦皇島進(jìn)出口有限公司 河北秦皇島 066000

氫元素是煤的五大元素之一，在工業(yè)生產(chǎn)中，氫元素含量用來推算燃燒設(shè)備的理論燃燒溫度以及計(jì)算鍋爐燃燒中的熱平衡；在氣化工業(yè)中，根據(jù)他們氫元素含量用來計(jì)算煤炭氣化時(shí)的物料平衡；在動(dòng)力煤貿(mào)易中，氫元素含量用來計(jì)算用于計(jì)價(jià)的收到基低位發(fā)熱量。目前，常用的氫元素含量測(cè)定方法有三節(jié)爐和二節(jié)爐法、電量——重量法、非色散紅外吸收法。三節(jié)爐和二節(jié)爐法、重量——電量法，測(cè)定精確度高，但測(cè)定過程繁瑣、費(fèi)時(shí)；紅外吸收法，操作方便快捷但設(shè)備成本和耗材費(fèi)用較高。因此，在監(jiān)督、估算、驗(yàn)收等精確度要求不高的情況下，可用計(jì)算氫值替代測(cè)定氫值，以減少經(jīng)濟(jì)、時(shí)間和人力成本。

1 實(shí)驗(yàn)概述

1.1 數(shù)據(jù)來源

對(duì)日常收到的山西礦區(qū)的動(dòng)力煤煤樣根據(jù)煤種進(jìn)行隨機(jī)抽檢，保證所抽檢的煤樣全覆蓋所能接觸到的所有山西礦區(qū)動(dòng)力煤煤種，每個(gè)煤種抽取4-6個(gè)煤樣，總共抽檢22個(gè)煤種，119個(gè)煤樣。

1.2 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

空干基水分、灰分和揮發(fā)分的測(cè)定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T212-2008《煤的工業(yè)分析方法》，發(fā)熱量的測(cè)定執(zhí)行GB/T213-2008《煤的發(fā)熱量測(cè)定方法》，氫值測(cè)定執(zhí)行GB/T30733-2014《煤中碳?xì)涞臏y(cè)定儀器法》測(cè)定。

1.3 主要儀器設(shè)備

氫：LECO-628碳?xì)涞t外自動(dòng)分析儀；

灰分：GW300C箱式電阻爐；

揮發(fā)分：5E-MF6000智能馬弗爐；

一般分析水：BINDERFED-115水分干燥箱。

1.4 經(jīng)驗(yàn)公式

目前，煤中氫元素含量計(jì)算公式很多，本文挑選出7個(gè)常用公式進(jìn)行驗(yàn)證。計(jì)算公式如下：

1.5 方案實(shí)施

抽取煤樣，執(zhí)行上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水分、灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量和氫值的測(cè)定，將灰分、揮發(fā)分和發(fā)熱量根據(jù)GB/T483《煤炭分析實(shí)驗(yàn)方法一般規(guī)定》中的基態(tài)換算公式，換算成公式中需用的基態(tài)，代入公式中計(jì)算出經(jīng)驗(yàn)氫值。用經(jīng)驗(yàn)氫值減去實(shí)測(cè)值，得出差值。計(jì)算差值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、算術(shù)平均值和95%置信區(qū)間，以衡量經(jīng)驗(yàn)公式的適用性，采用t檢驗(yàn)的方法分析經(jīng)驗(yàn)氫值能否替代實(shí)測(cè)值[5]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1 煤樣實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

利用2.2所述方法對(duì)煤樣的水分、灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量和氫含量進(jìn)行測(cè)定，部分測(cè)定結(jié)果見表1。經(jīng)驗(yàn)氫值與實(shí)測(cè)氫值的差值，用dij表示，其中i表示經(jīng)驗(yàn)公式代號(hào)，i=1，2，……7，j表示所抽取的煤樣，j=1，2，……119，dij表示用第i公式計(jì)算出的第j號(hào)煤樣的經(jīng)驗(yàn)氫值與實(shí)測(cè)氫值的差值，部分差值統(tǒng)計(jì)表見表2。對(duì)差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 差值平方和與平均值統(tǒng)計(jì)表

表2 差值統(tǒng)計(jì)表

由表3可知，在7個(gè)公式中，公式4表現(xiàn)出了最優(yōu)的適用性，計(jì)算出的差值平均值為-0.01，標(biāo)準(zhǔn)差為0.11，算術(shù)平均值為0.08。95%置信區(qū)間為-0.23至0.21，小于GB/T30733-2014《煤中碳?xì)涞臏y(cè)定儀器法》所規(guī)定的再現(xiàn)性臨界差0.40%。采用t檢驗(yàn)法，分析公式4得到的氫值和實(shí)測(cè)氫值有無顯著性差異，t檢驗(yàn)結(jié)果為0.93，小于 t0.05，118=1.980，說明兩種方法沒有顯著差異，可以用公式4計(jì)算出的經(jīng)驗(yàn)氫值替代實(shí)測(cè)氫值。

3 結(jié)語