郝曉林

摘 要：本文首先分析了火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收問題及影響因素，然后提出火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收問題解決對策，包括減少采樣環(huán)節(jié)的偏差、減少制樣環(huán)節(jié)的偏差、減少化驗環(huán)節(jié)的偏差，以期為火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收提供借鑒。

關(guān)鍵詞：火電廠;入廠煤;煤質(zhì)驗收

中圖分類號：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）08-0123-03

Analysis and Countermeasures of Coal Quality Acceptance

in Thermal Power Plant

HAO Xiaolin

（Datang International Shengtou Power Generation Co.， Ltd.，Shuozhou Shanxi 036000）

Abstract： This paper analyzed the quality acceptance of coal in power plant and its influencing factors， then put forward the countermeasures to solve the problem， including reducing the deviation of sampling， reducing the deviation of sample preparation and reducing the deviation of test link， so as to provide reference for the coal quality acceptance of thermal power plant.

Keywords： thermal power plant;incoming coal;coal quality acceptance

火電廠通過企業(yè)治理與電力技術(shù)轉(zhuǎn)型升級，既建立了相對完善的電力生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈條，也建設(shè)了系統(tǒng)性的信息化生產(chǎn)管理體系。在火力發(fā)電過程中，火電廠以煤作為原料。煤質(zhì)因自然形成條件、出產(chǎn)地等存在差異，會對火電廠燃煤效率產(chǎn)生一定影響，所以，在火電廠采購煤燃料時，要加強對煤質(zhì)的驗收。在現(xiàn)代火電廠燃料內(nèi)部管理中，火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收作為重要組成部分，包括對入廠煤煤質(zhì)的采樣、制樣、化驗等步驟。火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收的目的在于通過科學(xué)的煤質(zhì)驗收技術(shù)與檢驗方案，控制火電廠煤燃料質(zhì)量，提高煤燃料應(yīng)用效率，從而提升產(chǎn)出的生態(tài)效益（如節(jié)能降耗）、經(jīng)濟(jì)效益（如降低成本、提高燃煤效率）、社會效益（如提高電力生產(chǎn)量與供給量）。

1 火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收問題及影響因素

1.1 采制化偏差問題分析

火電廠入廠煤煤質(zhì)直接影響火電廠電力生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。假定市場煤價為0.02元/（kJ·t），如果火電廠的裝機容量為120萬kW，那么，該火電廠的年電煤采購量為400萬t。當(dāng)火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收結(jié)果偏差等于41.85 kJ時（通過煤質(zhì)化驗熱量儀即可測定精確值），這就會影響400萬元的燃料采購成本。具體的入廠煤煤質(zhì)化驗主要通過采制化方式完成，通常要求在同一批煤中采取少量煤樣，一般比例為幾千噸或上萬噸中，采集幾百千克煤樣。采樣完成后，進(jìn)入抽樣環(huán)節(jié)，一般以粒度不大于0.2 mm、約100 g試樣為準(zhǔn)[1]。而單次化驗中的試樣僅為1 g左右。因此，在實際煤質(zhì)采制化過程中會存在一定的采樣偏差、抽樣偏差、化驗偏差。以幾百千克采樣、100 g制樣、1 g單次化驗為標(biāo)準(zhǔn)，若以方差表示結(jié)果，其采樣偏差相對較大，占采制化偏差的80%;而制樣偏差與化驗偏差分別占16%、4%。所以，在實際火電廠煤煤質(zhì)驗收時，減少采制化偏差十分關(guān)鍵。

1.2 采制化過程偏差影響因素

1.2.1 采樣偏差的影響因素。采樣需要通過人工方式與機械方式共同完成。其中，人工采樣會受到主觀因素的影響，機械采樣會受到機械裝置客觀因素的影響。以人工采樣為例，操作過程中，對火車、汽車等運輸工具運輸?shù)拿哼M(jìn)行采樣，操作難度相對較大。即使已經(jīng)卸車，也在采樣方面存在一定的非規(guī)范化操作，包括采樣不標(biāo)準(zhǔn)、隨意采樣等[2]。同時，入廠煤的煤粒也存在大小區(qū)別，若煤粒度較大，深挖采樣受限，工作量較大;若煤粒度較小，采樣位置和采樣數(shù)量多，采樣位置選擇易失去代表性。以機械采樣為例，螺旋桿采樣機在具體使用中受到固定路線的限制，采樣位置相對受限，若卸去螺旋桿，則無法采集到大于100 mm的石頭或矸石。因此，機械采樣僅適用于大粒度采樣。同時，采用皮帶中部采樣機采樣的電廠在皮帶附近的采樣相對受限。另外，當(dāng)前，火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收中的采樣方案設(shè)計相對較細(xì)，對于煤樣的品種、采樣量、粒度、采樣方式均有詳細(xì)規(guī)定[3]。尤其是采樣過程水分損失的補正相對欠缺，因此，在采樣中不能排除因機械采樣導(dǎo)致的水分損失以及間接造成的經(jīng)濟(jì)損失等。

1.2.2 制樣偏差的影響因素。制樣過程的偏差主要受制樣設(shè)備、粒度、留樣量、干燥溫度等多重因素影響。在抽樣時，破碎過程涉及對破碎機設(shè)備的殘煤清理，當(dāng)進(jìn)料斗、受體、接料斗存在殘留煤樣時，混樣會導(dǎo)致制樣方面的代表性不足。再如，破碎機出料斗因粒度破碎差異，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時，會導(dǎo)致粒度不達(dá)標(biāo)等問題。此外，粒度大小與顆粒數(shù)量之間存在關(guān)聯(lián)，當(dāng)粒度較大時，顆粒數(shù)量相對較少，反之，顆粒數(shù)量相對較多[4]。制樣縮分后，留樣量與化驗直接相關(guān)，若縮分總樣低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，則會在計算切喬特定律最小極限質(zhì)量時使誤差增加。制作的煤樣還會受到操作人員工作時間的影響，當(dāng)工作時間相對縮短時，干燥箱溫度設(shè)定值往往較高，會導(dǎo)致煤樣成分產(chǎn)生一定的變化，如氧化變質(zhì)。另外，目前采用的聯(lián)合制樣機、堆錐四分法相對復(fù)雜，裝樣環(huán)節(jié)對操作環(huán)境及要求較高，當(dāng)操作不規(guī)范時，會對后續(xù)的驗收造成一定影響。

1.2.3 化驗偏差的影響因素。與采樣、制樣環(huán)節(jié)的偏差相比，化驗環(huán)節(jié)的偏差對煤質(zhì)驗收質(zhì)量起著決定性影響。例如，在化驗過程中，要進(jìn)行煤樣稱量、設(shè)備誤差測量、稱樣前混合試樣等（見圖1）。需要注意的是，要嚴(yán)格遵循國標(biāo)實施化驗操作，并要加強對配套設(shè)備的檢定與維護(hù)管理，以控制化驗誤差。若稱量不正確、系統(tǒng)誤差測量不精準(zhǔn)、混合不均勻、操作不規(guī)范、設(shè)備檢定不全面，則會使化驗偏差增大[5]。以操作不規(guī)范為例，在實際化驗操作中，一些工作人員為了減少工作量，提高檢驗效率，往往會省略一些操作步驟。例如，省略水分檢查、灰分燃燒檢查、干燥器冷卻等步驟，導(dǎo)致熱容量標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，進(jìn)而使誤差增大。

2 火電廠入廠煤煤質(zhì)驗收問題解決對策

2.1 減少采樣環(huán)節(jié)偏差的對策

第一，以現(xiàn)階段煤電廠轉(zhuǎn)型升級后的入廠煤煤質(zhì)檢驗情況為準(zhǔn)，可以選擇一些資質(zhì)全、專業(yè)化程度較高的機構(gòu)，對采樣人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。按照持證上崗的要求做好采樣人員的資質(zhì)審查與崗位安排工作。同時，人工采樣嚴(yán)格遵循《商品煤樣人工采取方法》（GB/T 475—2008），開發(fā)設(shè)計具體的煤質(zhì)采樣方案。第二，配齊人工開采的各項工具，使人工采樣與機械采樣之間形成有效關(guān)聯(lián)。對于采樣工具開口端橫截面的控制，應(yīng)該以采煤實踐方面的煤炭標(biāo)稱為準(zhǔn)，將最小寬度設(shè)置為最大粒度的3倍以上。若粒度>50 mm，則應(yīng)該采用機械采樣方案，利用小型挖掘機配合人工采樣。采樣人員的數(shù)量應(yīng)該控制在2人以上，并嚴(yán)格按照子樣數(shù)、子樣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行操作。第三，在采樣過程中，要將電子監(jiān)督、現(xiàn)場人員監(jiān)督結(jié)合起來，做好采樣過程的數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)督檔案保存工作。第四，針對采樣死角，如皮帶采樣時的皮帶周邊采樣死角等問題，配套人工采樣方法加以解決。對于火車、汽車運輸過程中實際需要的車廂底部和死角區(qū)域采樣，應(yīng)該針對具體情況選擇采樣方法。例如，汽車廂底與死角采樣，可以待其卸煤后再利用推土機配合采樣。對于汽車的底部邊門位置，可以利用統(tǒng)計分析方法，先檢查是否存在做假問題、是否存在偏倚問題，再結(jié)合客戶信用等級，綜合判定統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.2 減少制樣環(huán)節(jié)偏差的對策

第一，應(yīng)該檢驗采樣環(huán)節(jié)的樣本，對其代表性進(jìn)行核驗。之后，再開展試樣制樣工作。第二，嚴(yán)格遵循《煤樣制備方法》（GB/T 474—2008）提供的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，對制樣設(shè)備進(jìn)行合理選擇，如表1所示。第三，按照制樣前的破碎機進(jìn)料斗與接料斗檢查、清掃、出料粒度檢驗（1次/a）、過篩處理（樣品過篩率應(yīng)該控制在95%～100%，其中，13 mm與6 mm破碎機的過篩率應(yīng)該控制在95%以上，而3 mm圓孔破碎機的過篩率則應(yīng)控制在100%）、縮分前均勻混合（需嚴(yán)格按照《煤樣的制備方法》（GB/T 474—2008）操作）、干燥處理（宜控制在50 ℃以下）等流程進(jìn)行細(xì)致處理。

需要注意的是，煤樣篩選與縮分環(huán)節(jié)，應(yīng)該先進(jìn)行25 mm篩子過篩處理，再按照堆錐四分法實施有效操作，尤其是對13 mm以下的煤樣縮分，應(yīng)該選擇二分器。由于制樣環(huán)節(jié)的樣品量相對有限，建議在實際采樣過程中細(xì)致操作步驟，對每一個制樣步驟均進(jìn)行有效管理。例如，裝樣環(huán)節(jié)，應(yīng)該注重對試樣量的保護(hù)，全面預(yù)防樣品灑落。同時，應(yīng)該禁止在樣品中隨意加入相關(guān)煤樣等?？s分方面，應(yīng)該以縮分到位為準(zhǔn)，規(guī)避因縮分不足的湊數(shù)行為。為了保證制樣的有效性，應(yīng)該對操作過程的水分損失進(jìn)行有效控制。例如，在制樣時，對采樣環(huán)節(jié)的損失水分進(jìn)行補正處理。尤其應(yīng)該選擇全水分取樣操作，如13 mm破碎機使用過程中，應(yīng)該根據(jù)粒度階段取全水分，并配套做好制樣實驗室的溫度控制，這樣有利于保持全水分，并為后續(xù)的化驗環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備。由于當(dāng)前大多數(shù)煤電廠已經(jīng)在入廠煤煤質(zhì)機械采樣方面引進(jìn)或購置了聯(lián)合制樣機，因此，在實際機械制樣過程中，應(yīng)該做好各項要素的檢驗。例如，對于出料粒度、縮分偏倚性等方面的檢查，應(yīng)該設(shè)置較短時間間隔的檢查方案。

2.3 減少化驗環(huán)節(jié)偏差的對策

首先，化驗環(huán)節(jié)，要在保證化驗人員持證上崗的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行化驗培訓(xùn)，包括對積累資料與數(shù)據(jù)的分析、化驗設(shè)備操作訓(xùn)練。然后，按照精準(zhǔn)稱量（對于天平的使用應(yīng)該注重砝碼校驗）、設(shè)備定期標(biāo)定（主要用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn)）、試驗均勻混合與多點取樣進(jìn)行重復(fù)測定，以減少隨機誤差。最后，在化驗結(jié)果復(fù)檢的情況下生成化驗報告，并將其交權(quán)威機構(gòu)進(jìn)行鑒定，待其合格后，根據(jù)驗收報告開展后續(xù)煤質(zhì)應(yīng)用。需要注意的是，化驗環(huán)節(jié)，為了減小偏差，應(yīng)該配套綜合化的內(nèi)部質(zhì)量管理控制，使燃料化驗室的化驗設(shè)備、化驗人員、化驗方法、化驗結(jié)果等實現(xiàn)全過程控制，包括化驗過程的跟蹤監(jiān)督、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)盲檢、抽樣抽檢、交叉檢驗等?，F(xiàn)階段，應(yīng)該做到“一檢一查”，實現(xiàn)化驗的全過程監(jiān)管。

3 結(jié)語

火電廠入廠煤煤質(zhì)實際驗收過程中存在采制化偏差問題，影響火電廠電力生產(chǎn)效益。因此，當(dāng)前要針對影響采樣過程、制樣過程的設(shè)備因素、驗收方式因素、技術(shù)因素、人為因素等開展綜合分析，盡可能在系統(tǒng)設(shè)計驗收方案的同時，對采樣、制樣、化驗三大驗收過程進(jìn)行有效管控。

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