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        煤質(zhì)檢驗(yàn)中主要指標(biāo)誤差的解決措施

        2021-01-09 01:12:26崔紅霞國(guó)能銷售集團(tuán)有限公司天津分公司天津300457
        化工管理 2021年30期
        關(guān)鍵詞:煤質(zhì)煤樣灰分

        崔紅霞(國(guó)能銷售集團(tuán)有限公司天津分公司,天津 300457)

        0 引言

        煤質(zhì)檢驗(yàn)是指對(duì)一批煤炭中的幾項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),確定該批送檢煤炭的具體用途的流程。在檢驗(yàn)過(guò)程中,一旦主要指標(biāo)出現(xiàn)誤差,就會(huì)影響送檢煤的分類判斷,從而影響煤炭的具體應(yīng)用。因此,在煤質(zhì)的檢驗(yàn)過(guò)程中,控制誤差至關(guān)重要。

        1 主要指標(biāo)誤差

        在煤質(zhì)的檢驗(yàn)過(guò)程中,需要進(jìn)行檢測(cè)且對(duì)煤質(zhì)有明顯影響的主要指標(biāo)分為以下六種:

        1.1 水分

        煤炭中的水分主要以兩種形式存在,一種是結(jié)晶水,也稱作化合水,是水分與煤炭?jī)?nèi)含有的礦物成分相結(jié)合的形態(tài),例如石膏(CaSO4·2H2O)與高嶺土(Al2O3·2SiO2·2H2O)等,可以看到其化學(xué)式中就有著水(H2O)的存在;另一種則被稱為游離水,在煤中一般以吸附或附著的形式存在。煤炭中的水分含量是煤質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中的一大指標(biāo),因?yàn)槊褐械乃植粌H會(huì)影響到煤的加工、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程,還會(huì)在煤炭燃燒時(shí)吸收熱量蒸發(fā)為水蒸氣,嚴(yán)重影響煤炭在燃燒時(shí)的熱穩(wěn)定性與熱量傳導(dǎo)。

        1.2 灰分

        煤在經(jīng)過(guò)完全燃燒之后會(huì)留下殘?jiān)?,而這些殘?jiān)褪敲嘿|(zhì)的灰分?;曳值母叩陀绊懼禾康陌l(fā)熱量與殘?jiān)呐懦隽?,基本可以認(rèn)為煤的灰分越高,則煤的品質(zhì)越差?;曳种饕譃橥庠谂c內(nèi)在兩種,其中外在灰分主要來(lái)自于煤的開采過(guò)程中出現(xiàn)的巖石碎塊,可以比較容易地清除;而內(nèi)在灰分則是來(lái)自于煤的內(nèi)部,因?yàn)槁癫卦诘叵碌拿菏怯蛇h(yuǎn)古時(shí)代的植物形成的,而植物中的無(wú)機(jī)物就成為了決定煤的內(nèi)在灰分的主要因素[1]。

        1.3 硫分

        在煤質(zhì)的檢測(cè)中,硫分作為一種有害物質(zhì)一直受到嚴(yán)格檢測(cè),一般情況下當(dāng)煤炭中的硫分小于1%時(shí),才能夠?qū)⒚禾孔鳛槿剂鲜褂?。因?yàn)榱蛟谌紵倪^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生以二氧化硫?yàn)橹鞯牧蚧?,而二氧化硫與水結(jié)合形成亞硫酸,亞硫酸與氧氣發(fā)生反應(yīng)成為硫酸,進(jìn)而混入雨水,形成酸雨。酸雨不僅嚴(yán)重危害人類健康與動(dòng)植物生長(zhǎng),還會(huì)對(duì)金屬設(shè)備造成腐蝕,降低使用壽命。除此之外,含硫量高的煤炭如果用工業(yè)中的鋼鐵冶煉或焦炭煉制,還會(huì)影響到鋼鐵與焦炭的質(zhì)量。

        1.4 熱值

        煤的熱值指的是將固定單位的煤炭進(jìn)行充分燃燒后,計(jì)量其在燃燒過(guò)程中釋放出的能量總和,這也是對(duì)煤炭的品質(zhì)進(jìn)行判定的關(guān)鍵指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō),在計(jì)算煤的熱值時(shí),常用到彈筒量熱儀進(jìn)行測(cè)量計(jì)算,雖然方便快捷,但可能會(huì)有人為操作所引起的誤差。

        1.5 揮發(fā)分

        在燃燒的過(guò)程中,煤炭中含有的部分有機(jī)物與礦物質(zhì)在受熱后會(huì)發(fā)生分解,其中以氣體形式揮發(fā)的部分被稱作揮發(fā)分。揮發(fā)分大部分以具有可燃性的碳?xì)浠衔餅橹?,其?shù)量會(huì)隨著煤炭的燃燒過(guò)程與時(shí)長(zhǎng)而產(chǎn)生變化,且會(huì)對(duì)煤炭的燃燒與鍋爐的正常工作造成影響、因此,煤炭的揮發(fā)分也是煤質(zhì)檢驗(yàn)中的主要指標(biāo)之一。

        1.6 固定碳

        上文中提到了煤的水分、灰分與揮發(fā)分,假設(shè)將煤中的這些物質(zhì)全部移除,那么得到的就是煤的固定碳成分。煤的固定碳與煤的發(fā)熱量直接相關(guān),甚至有部分國(guó)家在進(jìn)行煤發(fā)熱量計(jì)算時(shí),直接將固定碳成分作為其主要參數(shù)之一。因此,固定碳含量也是煤質(zhì)檢驗(yàn)過(guò)程中的重要指標(biāo)。

        2 煤質(zhì)的檢驗(yàn)方法

        2.1 采樣

        在煤質(zhì)的檢驗(yàn)過(guò)程中,首先需要進(jìn)行煤質(zhì)的采樣工作,而采樣也是煤質(zhì)檢驗(yàn)過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)。因此,在煤質(zhì)采樣的過(guò)程中,一定要選擇正確的采樣方案,要確保該批受檢煤“每一個(gè)顆粒都有可能進(jìn)入采樣設(shè)備”的采樣原則,進(jìn)行有代表性的采樣,更加精確地對(duì)受檢煤的每項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行充分檢測(cè)。

        2.2 煤樣制備

        在煤樣的制備過(guò)程中,需要將采集的煤樣進(jìn)行加工,使其成為能夠代表該批煤炭煤質(zhì)的檢測(cè)樣本,一般需要經(jīng)歷破碎、混合、干燥與縮分等多個(gè)工序。制樣過(guò)程的精密度也會(huì)影響到最終的分析工作,因此,在煤樣的制備過(guò)程中,需要對(duì)煤樣進(jìn)行充分加工與平均篩選,確保煤樣的分析工作順利進(jìn)行。

        2.3 煤質(zhì)分析

        在前述工作完成后,需要對(duì)制作完成的煤樣進(jìn)行分析。因?yàn)槊嘿|(zhì)的分析結(jié)果會(huì)直接決定該批受檢煤的品質(zhì),因此需要更加精確的檢驗(yàn)分析過(guò)程。同時(shí),針對(duì)不同的煤質(zhì)測(cè)定要求,在煤質(zhì)分析的過(guò)程中也需要使用不同的測(cè)定方法與工具。因此,一定要嚴(yán)格認(rèn)真對(duì)待煤質(zhì)分析工作,確保對(duì)該批受檢煤品質(zhì)的真實(shí)判定[2]。

        3 產(chǎn)生誤差的原因

        在煤質(zhì)檢驗(yàn)的過(guò)程中,雖然現(xiàn)代化儀器與技術(shù)已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用,但是再精密的儀器還是需要有化驗(yàn)人員進(jìn)行操作的。在對(duì)煤炭樣本進(jìn)行諸如稱量、溶解、分離等操作期間,往往會(huì)因?yàn)槿说母泄?、儀器的精度等多種原因出現(xiàn)誤差,導(dǎo)致無(wú)法獲得絕對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。因此,煤質(zhì)分析得到的結(jié)果與真實(shí)結(jié)果之間總會(huì)有一定的出入,而這就是分析過(guò)程中的誤差。一般來(lái)說(shuō),誤差的產(chǎn)生可以大致分為以下四種:

        3.1 基礎(chǔ)誤差

        顧名思義,基礎(chǔ)誤差是在煤質(zhì)分析的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的誤差。在煤質(zhì)檢驗(yàn)的整個(gè)流程中,分析過(guò)程只是確定煤質(zhì)的手段,而煤質(zhì)的基礎(chǔ)還要看送檢煤本身。因此,引起基礎(chǔ)誤差的原因主要來(lái)自于煤質(zhì)分析之前,也就是采樣環(huán)節(jié)。引起采樣中誤差的因素有很多,例如采樣過(guò)程不夠充分、未能對(duì)受檢煤的每一部分進(jìn)行采樣、采樣數(shù)目不夠規(guī)范、未能在受檢煤采取部分均勻或數(shù)量足夠的樣本等。

        3.2 干燥誤差

        在煤質(zhì)的制樣與分析過(guò)程中,常常需要將煤樣進(jìn)行干燥處理,避免煤樣中的水分影響分析過(guò)程。對(duì)煤樣的干燥處理一般有兩種方法,即風(fēng)干法與烘干法。為了加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,節(jié)省操作時(shí)間,許多檢測(cè)人員會(huì)采用高溫烘烤的做法處理煤樣,可能導(dǎo)致煤樣中的部分物質(zhì)在高溫環(huán)境下發(fā)生反應(yīng),進(jìn)而造成結(jié)果中出現(xiàn)較大的誤差。

        3.3 系統(tǒng)誤差

        系統(tǒng)誤差往往會(huì)在煤樣的檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn),一般是由于儀器、試劑或測(cè)量方法引起的誤差。例如在稱量煤樣時(shí),對(duì)稱量用的天平未加以校正;進(jìn)行酸堿滴定實(shí)驗(yàn)時(shí),試管中的蒸餾水中或試劑中含有雜質(zhì);滴定等當(dāng)點(diǎn)與指示劑變色點(diǎn)不一致等。引起系統(tǒng)誤差的原因往往是某種確定因素,且容易在實(shí)驗(yàn)中重復(fù)出現(xiàn)。

        3.4 偶然誤差

        相對(duì)于系統(tǒng)誤差的確定因素,偶然誤差正如其名,發(fā)生因素存在較大的不確定性。但是,偶然誤差也是有著發(fā)生規(guī)律的,只要大量增加實(shí)驗(yàn)次數(shù),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,就可以發(fā)現(xiàn)偶然誤差的規(guī)律。例如在眾多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,誤差較大的結(jié)果出現(xiàn)次數(shù)較少,誤差小的結(jié)果出現(xiàn)次數(shù)則會(huì)較多。引發(fā)偶然誤差的原因也充滿了不確定性,例如操作過(guò)程中環(huán)境溫度、濕度的變化,或是電子設(shè)備使用中出現(xiàn)的電流、電壓的波動(dòng)等,這些因素難以受到操作人員控制,因而引發(fā)了偶然誤差[3]。

        4 誤差的解決措施

        前文通過(guò)分析得出了誤差產(chǎn)生的原因,接下來(lái)那么只要基于相應(yīng)的誤差出現(xiàn)的原因,就能夠通過(guò)有針對(duì)性的辦法,減小或消除煤質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中的誤差。

        4.1 精準(zhǔn)采集樣本

        樣本的采集是煤質(zhì)分析的基礎(chǔ),而樣本采集中出現(xiàn)的誤差會(huì)直接影響到煤質(zhì)分析的準(zhǔn)確性,例如煤炭頂部與底部的光照、溫度、濕度等各項(xiàng)數(shù)值差異。如果單從煤炭頂部或底部采集樣本,很有可能造成分析結(jié)果的誤差。因此,在進(jìn)行煤炭樣本采集的過(guò)程中,一定要對(duì)受檢煤的每一個(gè)部分都進(jìn)行充分采集,確保采樣過(guò)程中的樣本選擇不存在缺漏,確保每一個(gè)煤粒都有被選上的可能性。

        4.2 慎選干燥方法

        在煤樣的干燥過(guò)程中,為了避免出現(xiàn)誤差,可以根據(jù)煤的種類,按照煤樣的質(zhì)量、含水量等參數(shù)將采集的煤樣進(jìn)行區(qū)分,有針對(duì)性地選擇干燥方法。

        4.3 復(fù)查縮小誤差

        上文提到的系統(tǒng)誤差與偶然誤差都是在實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中產(chǎn)生的誤差,對(duì)此我們需要通過(guò)復(fù)查的方法將誤差進(jìn)行排除。例如,針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的誤差,可以通過(guò)更換實(shí)驗(yàn)用的儀器與試劑進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)比多次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù),確定誤差出現(xiàn)的原因,進(jìn)而縮小或排除誤差。

        5 結(jié)語(yǔ)

        在煤質(zhì)檢驗(yàn)的過(guò)程中,需要操作人員根據(jù)煤的類別、工藝與使用渠道的不同,使用規(guī)范化且具有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)方法加以分析,通過(guò)檢驗(yàn)得出準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù),合理進(jìn)行煤炭利用。因此,煤質(zhì)檢驗(yàn)不僅有著較高的技術(shù)含量要求,更有著對(duì)于誤差排除的需求。操作人員只有在煤質(zhì)從采樣到檢驗(yàn)的過(guò)程中層層把關(guān)、嚴(yán)格篩選、精確控制,盡量避免誤差的出現(xiàn),才能夠使煤炭在正確的領(lǐng)域發(fā)揮合適的作用。

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