空氣干燥狀態(tài)對測試結(jié)果的影響

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空氣干燥狀態(tài)對測試結(jié)果的影響

張芳

新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司

[摘要]當(dāng)前火力發(fā)電企業(yè)為提高入廠煤質(zhì)量驗(yàn)收以及入廠、入爐試驗(yàn)室分析結(jié)果準(zhǔn)確性的監(jiān)督管控，紛紛采用雙化驗(yàn)比對來核驗(yàn)試驗(yàn)室質(zhì)量驗(yàn)收與管理。本文針對煤質(zhì)檢測過程中各流程對分析結(jié)果的影響因素及所采取的措施進(jìn)行探討，以其加強(qiáng)雙化驗(yàn)比對的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。

[關(guān)鍵詞]燃料管控；干燥時(shí)間；空氣干燥狀態(tài)；雙化驗(yàn)比對

前言

現(xiàn)代煤炭市場起伏波動(dòng)，錯(cuò)綜復(fù)雜，地方來煤參差不齊，入廠煤質(zhì)量驗(yàn)收很難控制。其中以高水分、髙揮發(fā)分煤的再現(xiàn)性較差，爭議最多，同時(shí)雙化驗(yàn)差異分析率最高，它對試驗(yàn)室管理、質(zhì)量控制、設(shè)備以及人員的技術(shù)要求提出了更高的要求。但同時(shí)多元化的進(jìn)煤結(jié)構(gòu)以及摻燒也是為企業(yè)大燃料的順利開展提供科學(xué)依據(jù)，多年的工作實(shí)踐累積使基層采制化操作人員深刻的體會(huì)到雙化驗(yàn)比對不但提高了現(xiàn)場操作人員的技能水平，更為企業(yè)的燃煤監(jiān)督、質(zhì)量驗(yàn)收工作保駕護(hù)航。

1、未達(dá)到空氣干燥狀態(tài)的煤對各項(xiàng)指標(biāo)有多大影響

眾所周知GB/T483-2007《煤炭分析試驗(yàn)方法一般規(guī)定》中分析試驗(yàn)煤樣定義是達(dá)到空氣干燥狀態(tài)的煤樣。空氣干燥狀態(tài)：是煤樣與空氣濕度達(dá)到平衡的狀態(tài)，及連續(xù)干燥1h后試樣質(zhì)量變化不超過0.1％，則為達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。但在實(shí)際工作中很多企業(yè)在樣品干燥過程中追求快捷并未真正達(dá)到空氣干燥狀態(tài)，未達(dá)到此狀態(tài)時(shí)對測試結(jié)果影響到底有多大？

當(dāng)兩個(gè)化驗(yàn)室因?yàn)椴町惙治觥皬椡矡嶂怠钡耐瑫r(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)即使是取出存查煤樣雙方分析出相符的彈筒熱值后，低位熱值仍然超差。于是將重心前移，發(fā)現(xiàn)雙方“空干基水分”差別很大，問題的關(guān)鍵找到后，又想知道真正達(dá)到空氣干燥狀態(tài)后結(jié)果會(huì)如何？“空干基水分”具體能影響彈筒熱值和收到基低位熱值多少卡？

1.1試驗(yàn)過程分析

1.1.1正常化驗(yàn)的兩組數(shù)據(jù)，監(jiān)督對比化驗(yàn)項(xiàng)目分別是：全水分、灰分、揮發(fā)分、全硫、彈筒熱值、收到基低位熱值（多數(shù)電廠結(jié)算依據(jù)）。

例表1：

1.1.2根據(jù)指標(biāo)比對要求雙化驗(yàn)測定結(jié)果彈筒熱值超過標(biāo)準(zhǔn)再現(xiàn)性72卡/克時(shí)，需取出存查煤樣重新分析化驗(yàn)，其它值不變只做彈筒熱值，結(jié)果如下：

例表2:

1.1.3將雙方差異分析后彈筒熱值代入公式換算成干基高位熱值或收到基低位熱值，結(jié)果如下：

例表3：

得到結(jié)論：雙化驗(yàn)比對差異分析（存查樣）后結(jié)果發(fā)現(xiàn)彈筒熱值雖然在國標(biāo)允許差范圍內(nèi)，但換算到收到基低位熱值后，并未向想象的那樣各項(xiàng)指標(biāo)都符合，問題還是出現(xiàn)在空干基水分上，由于干燥煤樣時(shí)間或溫度不統(tǒng)一，試樣未真正達(dá)到空氣干燥狀態(tài)，從而造成分析水分差別較大，彈筒熱值測試結(jié)果出現(xiàn)偏差。但收到基低位熱值結(jié)果又會(huì)影響多少呢？

1.2國標(biāo)公式判斷

1.2.1根據(jù)GB/T213-2008煤的發(fā)熱量測定中高、低位發(fā)熱量計(jì)算公式：

Qgr,ad=Qb,ad-(94.1St,ad+ a* Qb,ad)

Qnet,ar=[(Qgr,ad-206Had)*100-Mar/100-Mad]-23Mar

推斷：從公式上可以看出是分母越小，影響結(jié)果就越小，熱值越高；分母越大，影響結(jié)果就越大，熱值越低。

公式中基準(zhǔn)換算（100-Mad）在分母上，它的大小取決于空干基水分Mad的大小，空干基水分Mad大則分母小；空干基水分Mad小則分母大。

舉例計(jì)算說明：空干基水分Mad增加則分母小，熱值增高；空干基水分Mad減少則分母大，熱值降低

Qnet,ar=[(20500-206*2.50)*100-10.0/100-1.20]-23*10=17966J/g

Qnet,ar=[(20500-206*2.50)*100-10.0/100-2.20]-23*10=18156J/g ↓

Qnet,ar=[(20500-206*2.50)*100-10.0/100-3.20]-23*10=18350J/g

Qgr,d=20500*100/(100-1.20)=20749 J/g

Qgr,d=20500*100/(100-2.20)=20961 J/g ↓

Qgr,d=20500*100/(100-3.20)=21178 J/g

結(jié)合公式和例題得出結(jié)論：使用空干基水分換算干基高位熱值或收到基低位發(fā)熱量時(shí)，在其他值固定不變或接近的情況下，空干基水分越大，影響熱值越高。當(dāng)然公式中主要影響熱值高低的還有全水分、氫值等指標(biāo)，如果需要知道影響熱值多少，也可以使用相同的方法推斷結(jié)果。

1.3干燥試驗(yàn)

1.3.1通過干燥時(shí)間的不同判斷影響到哪些指標(biāo)

使用同一批次煤，縮分出粒度相同、質(zhì)量相等的煤樣置于淺盤中，在低于50℃干燥箱中分別干燥0.5h、1h、1.5h、2h，制成粉后使用同樣的方法和設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)目的分析化驗(yàn)，然后進(jìn)行對比。

1.3.2換算結(jié)果比對

從檢測結(jié)果上判斷水分大，可燃物降低，熱值肯定降低，從試驗(yàn)室煤樣測試彈筒發(fā)熱量結(jié)果上可以看出熱值確實(shí)降低了；準(zhǔn)確的說，水分對測試結(jié)果的影響是毋庸置疑的，首先需要滿足的條件是在什么情況下影響哪個(gè)基準(zhǔn)的熱值，只有換算到相同的基準(zhǔn)才有可比性。

而揮發(fā)分測定需要減去水分校正后，才能得到真正的揮發(fā)分產(chǎn)率。測定揮發(fā)分時(shí)水分揮發(fā)出的愈多，揮發(fā)分結(jié)果自然降低。這套理論只能做為通常情況下，從嚴(yán)格意義上來說，不夠全面。同一批煤，同一試驗(yàn)室，在試樣未完全達(dá)到空干干燥狀態(tài)時(shí)水分含量肯定不同，煤樣隔絕空氣加熱7分鐘，根據(jù)不同水分損失校正測試結(jié)果后，最終揮發(fā)分產(chǎn)率是變化不大，但換算到干燥基時(shí)由于水分損失的校正會(huì)使結(jié)果略有偏差。

例表4：

同一批煤

例表5：

同一批煤

2、結(jié)束語

通過大量的分析試驗(yàn)及結(jié)果對比，得出結(jié)論:

1) 嚴(yán)格按照國標(biāo)要求的干燥溫度與干燥時(shí)間操作，確保達(dá)到空氣干燥狀態(tài)；

2）對于有雙化驗(yàn)對比的企業(yè)建議兩化驗(yàn)室操作步驟與流程保持一致，盡量減少操作偏差。

從檢測結(jié)果看每個(gè)分析指標(biāo)影響的程度不一致，充分說明國標(biāo)規(guī)定空氣干燥狀態(tài)是有說服力的，尤其是對變質(zhì)程度較淺的年輕煤，影響程度更大，所以如正在實(shí)施雙化驗(yàn)比對的電廠建議統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一步驟，嚴(yán)格按照國標(biāo)要求操作，減少各環(huán)節(jié)差異分析的產(chǎn)生。