煤質(zhì)精準分析方法研究及應(yīng)用

張磊　劉奧灝

摘 要

煤炭作為火力發(fā)電企業(yè)的糧食，煤質(zhì)驗收數(shù)據(jù)作為商務(wù)結(jié)算和指導(dǎo)摻配摻燒重要依據(jù)，其準確驗收結(jié)果對企業(yè)的經(jīng)濟、安全運行起到十分重要的作用，本文通過對神華煤炭化驗結(jié)果的準確性進行了分析，為發(fā)電企業(yè)煤質(zhì)檢測數(shù)據(jù)的準確性判斷提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞

煤質(zhì)檢測;經(jīng)驗公式;常規(guī)分析;非常規(guī)分析

中圖分類號： F426.21;F203 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.087

0 前言

煤炭作為火力發(fā)電企業(yè)的“糧食”，占發(fā)電總成本的60%～70%，其準確驗收對企業(yè)經(jīng)營盈利十分重要?；鹆Πl(fā)電企業(yè)一般以入廠驗收煤質(zhì)數(shù)據(jù)作為商務(wù)結(jié)算的依據(jù)，顯然，其數(shù)據(jù)的準確性不僅關(guān)系到機組安全燃燒，同時，也是貿(mào)易雙方商務(wù)結(jié)算的依據(jù)。另外，入爐煤質(zhì)檢測，一方面是核查廠爐燃料指標如熱值差、水分差的依據(jù)，也是正平衡計算煤耗的重要依據(jù)，同時還起到指導(dǎo)配煤摻燒，因此，煤質(zhì)化驗工作的準確性尤為重要。吳健[1]等人介紹了煤質(zhì)化驗指標的定義與內(nèi)涵;胡嵐[2]介紹了水分、灰分、硫分、發(fā)熱量4種影響煤質(zhì)分析準確性因素并分析了如何避免各種因素的干擾措施;吳鎮(zhèn)君[3]運用多元線性回歸分析對動力煤的低位發(fā)熱量進行預(yù)測，并討論各組分對發(fā)熱量數(shù)值大小的影響程度。徐丹丹[4]、周娟[5]對檢測質(zhì)量控制進行了研究探討。

目前煤質(zhì)檢測實驗室條件參差不齊，部分發(fā)電企業(yè)特別是入爐煤檢測實驗室硬件設(shè)施較差，設(shè)備老舊，檢測結(jié)果穩(wěn)定性較差;或是人員檢測能力及綜合素質(zhì)較差，不能按照標準要求開展檢測、質(zhì)量控制工作，導(dǎo)致煤質(zhì)檢測結(jié)果不準確。煤炭驗收具有不可逆性，若不能及時發(fā)現(xiàn)，很難再重復(fù)檢測，煤質(zhì)數(shù)據(jù)驗收的準確性對火力發(fā)電企業(yè)的重要性不言而喻。本文針對某發(fā)電企業(yè)實驗室檢測煤質(zhì)數(shù)據(jù)展開分析，為發(fā)電企業(yè)驗證檢測數(shù)據(jù)是否準確提供指導(dǎo)，把控好質(zhì)量關(guān)，為企業(yè)經(jīng)濟、安全運行提供指導(dǎo)。

1 實驗煤樣煤質(zhì)分析

某發(fā)電企業(yè)某煤樣檢測數(shù)據(jù)如表1、表2所示。從表中可以看出，從表1中可以看出對該煤樣常規(guī)分析如工業(yè)分析、元素分析及發(fā)熱量等常規(guī)參數(shù)進行了檢測。從表2可以看出煤燃燒后的煤灰成分、哈氏可磨指數(shù)及灰熔融特性等非常規(guī)參數(shù)進行了檢測。

2 結(jié)果分析

本文通過經(jīng)驗公式對該樣品檢測結(jié)果進行復(fù)核，快速掌握測試結(jié)果是否準確、可靠，以此方法指導(dǎo)電廠燃料驗收過程，避免造成電廠的經(jīng)濟損失、加大安全風(fēng)險。

2.1 元素分析檢測結(jié)果評價

根據(jù)工業(yè)分析檢測結(jié)果利用經(jīng)驗公式（1-3）計算樣品的C、H、N元素含量，并將計算結(jié)果和實際測定結(jié)果進行比較，若差值超過一定范圍則認為檢測存在偏差。計算公式如下：

Hdaf=0.00117Ad+0.57（Vdaf）1/2+0.1362Qgr，daf-2.806（1）

Cd=35.411-0.341Ad-0.199Vd-0.412St，d+1.632Qgr，d （2）

Ndaf=0.016Vdaf+0.9 ?（3）

通過計算，Hdaf的計算結(jié)果為4.17，而實際測定值分別為4.18，4.18-4.17=0.01<0.65，可認為檢測結(jié)果未出現(xiàn)偏差。Cd的計算結(jié)果為64.01，而實際測定值65.76，65.76-64.01=1.75<1.9，可認為檢測結(jié)果未出現(xiàn)偏差。Ndaf的計算結(jié)果為1.39，實際測定值為1.34，1.39-1.34=0.05<0.51，可認為檢測結(jié)果未出現(xiàn)偏差。通過理論公式計算，C、H、N元素測定值與計算值接近，可認為元素分析檢測結(jié)果未出現(xiàn)偏差。

2.2 發(fā)熱量檢測結(jié)果評價

利用門捷列夫經(jīng)驗公式（4），通過C、H、N、S等元素的測定結(jié)果計算樣品的高位發(fā)熱量，并與實際測定結(jié)果進行比較，門捷列夫經(jīng)驗公式計算過程如下：

Qgr，d=338.7*Cd+1254.5*Hd+108.7*（St，d-Od）（4）

通過公式計算高位發(fā)熱量為25405J/g，實際測定值為23913J/g，差值為1492J/g，可認為存在一定的偏差，建議復(fù)測，另外，可從人員操作規(guī)范性、儀器設(shè)備穩(wěn)定性、樣品均勻代表性、檢測方法準確性、檢測環(huán)境等方面查找原因。

2.3 哈氏可磨性指數(shù)檢測結(jié)果評價HGI）

可磨性用于表征煤炭磨制成粉的難易程度。煤炭磨制成粉所消耗的功與煤所產(chǎn)生的新表面積成正比，規(guī)定以某一易破碎的煙煤作為標準煤，其可磨性指數(shù)定為100。將被測煤樣在規(guī)定的條件下在碗型磨中碾壓一定的轉(zhuǎn)數(shù)，即消耗一定的功，測量規(guī)定孔徑的篩下物的質(zhì)量計算新增表面積，從而導(dǎo)出哈氏可磨性指數(shù)。發(fā)電用煤的可磨性指數(shù)通常用哈氏（Hardgrove）可磨性指數(shù)HGI 來表示，它是一個無量綱的量。

我國動力用煤的哈氏可磨性指數(shù)變化范圍在45～127之間，絕大多數(shù)在55～85之間，檢測結(jié)果為72，在合理的范圍內(nèi)。

3 試驗結(jié)論

該檢測數(shù)據(jù)均按照國家標準進行，根據(jù)檢測結(jié)果分析，其煤質(zhì)參數(shù)變化范圍符合不粘煤的煤質(zhì)特性，根據(jù)該特性選擇了相應(yīng)的經(jīng)驗公式對煤質(zhì)指標間的相互關(guān)系進行審查，得到如下結(jié)論：

（1）發(fā)熱量結(jié)果審查，根據(jù)門捷列夫公式計算得到理論干基高位發(fā)熱量（Qgr，d）與實際測定基高位發(fā)熱量（Qgr，d）相差1492J/g，相差較大，檢測結(jié)果可能存在偏差，建議對發(fā)熱量進行復(fù)測。

（2）元素分析結(jié)果審查，氫、碳、氮的理論計算值與實際檢測值相差未超過限值，可認為檢測結(jié)果未出現(xiàn)偏差。

（3）哈氏可磨性指數(shù)審查，我國動力用煤的哈氏可磨性指數(shù)變化范圍在45～127之間，絕大多數(shù)在55～85之間，檢測結(jié)果為72，在合理的范圍內(nèi)。

參考文獻

[1]吳健.煤質(zhì)化驗指標的重要性及提升化驗準確性的措施[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019（8）.

[2]胡嵐.影響煤質(zhì)分析準確性的因素及主要控制技術(shù)研究[J].山西化工，2019，39（01）：126-128.

[3]吳鎮(zhèn)君.多元線性回歸分析在動力煤低位發(fā)熱量測定中的應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù)， 2019（3）：51-53.

[4]徐丹丹.煤炭檢測實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制方法探析[J].煤質(zhì)技術(shù)，2019，34（01）：35-38.

[5]周娟.淺析火電廠煤質(zhì)檢測的質(zhì)量控制[J].煤質(zhì)技術(shù)，2019（4）：45-48.