空氣干燥狀態對測試結果的影響

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空氣干燥狀態對測試結果的影響

張芳

新鄉豫新發電有限責任公司

[摘要]當前火力發電企業為提高入廠煤質量驗收以及入廠、入爐試驗室分析結果準確性的監督管控，紛紛采用雙化驗比對來核驗試驗室質量驗收與管理。本文針對煤質檢測過程中各流程對分析結果的影響因素及所采取的措施進行探討，以其加強雙化驗比對的準確性與科學性。

[關鍵詞]燃料管控；干燥時間；空氣干燥狀態；雙化驗比對

前言

現代煤炭市場起伏波動，錯綜復雜，地方來煤參差不齊，入廠煤質量驗收很難控制。其中以高水分、髙揮發分煤的再現性較差，爭議最多，同時雙化驗差異分析率最高，它對試驗室管理、質量控制、設備以及人員的技術要求提出了更高的要求。但同時多元化的進煤結構以及摻燒也是為企業大燃料的順利開展提供科學依據，多年的工作實踐累積使基層采制化操作人員深刻的體會到雙化驗比對不但提高了現場操作人員的技能水平，更為企業的燃煤監督、質量驗收工作保駕護航。

1、未達到空氣干燥狀態的煤對各項指標有多大影響

眾所周知GB/T483-2007《煤炭分析試驗方法一般規定》中分析試驗煤樣定義是達到空氣干燥狀態的煤樣。空氣干燥狀態：是煤樣與空氣濕度達到平衡的狀態，及連續干燥1h后試樣質量變化不超過0.1％，則為達到空氣干燥狀態。但在實際工作中很多企業在樣品干燥過程中追求快捷并未真正達到空氣干燥狀態，未達到此狀態時對測試結果影響到底有多大？

當兩個化驗室因為差異分析“彈筒熱值”的同時，會發現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，發現雙方“空干基水分”差別很大，問題的關鍵找到后，又想知道真正達到空氣干燥狀態后結果會如何？“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試驗過程分析

1.1.1正常化驗的兩組數據，監督對比化驗項目分別是：全水分、灰分、揮發分、全硫、彈筒熱值、收到基低位熱值（多數電廠結算依據）。

例表1：

1.1.2根據指標比對要求雙化驗測定結果彈筒熱值超過標準再現性72卡/克時，需取出存查煤樣重新分析化驗，其它值不變只做彈筒熱值，結果如下：

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，結果如下：

例表3：

得到結論：雙化驗比對差異分析（存查樣）后結果發現彈筒熱值雖然在國標允許差范圍內，但換算到收到基低位熱值后，并未向想象的那樣各項指標都符合，問題還是出現在空干基水分上，由于干燥煤樣時間或溫度不統一，試樣未真正達到空氣干燥狀態，從而造成分析水分差別較大，彈筒熱值測試結果出現偏差。但收到基低位熱值結果又會影響多少呢？

1.2國標公式判斷

1.2.1根據GB/T213-2008煤的發熱量測定中高、低位發熱量計算公式：

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，影響結果就越小，熱值越高；分母越大，影響結果就越大，熱值越低。

公式中基準換算（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

結合公式和例題得出結論：使用空干基水分換算干基高位熱值或收到基低位發熱量時，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。當然公式中主要影響熱值高低的還有全水分、氫值等指標，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果。

1.3干燥試驗

1.3.1通過干燥時間的不同判斷影響到哪些指標

使用同一批次煤，縮分出粒度相同、質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備進行各項目的分析化驗，然后進行對比。

1.3.2換算結果比對

從檢測結果上判斷水分大，可燃物降低，熱值肯定降低，從試驗室煤樣測試彈筒發熱量結果上可以看出熱值確實降低了；準確的說，水分對測試結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基準的熱值，只有換算到相同的基準才有可比性。

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

例表4：

同一批煤

例表5：

同一批煤

2、結束語

通過大量的分析試驗及結果對比，得出結論:

1) 嚴格按照國標要求的干燥溫度與干燥時間操作，確保達到空氣干燥狀態；

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

從檢測結果看每個分析指標影響的程度不一致，充分說明國標規定空氣干燥狀態是有說服力的，尤其是對變質程度較淺的年輕煤，影響程度更大，所以如正在實施雙化驗比對的電廠建議統一規范、統一步驟，嚴格按照國標要求操作，減少各環節差異分析的產生。