淺談煤中全水分測定結果的影響因素

摘要：煤中水分含量是評價煤的經濟價值的基本指標，為了提高煤樣全水分測定結果的準確度，對采制化三個環節進行全過程分析，找出各個階段對煤樣水分的影響因素，便于在實際工作中消除或避免不良因素的影響，確保得到準確的測定結果。

關鍵詞：全水分;測定結果;影響因素

前言：煤中水分含量關系到入廠煤數量驗收，是入廠入爐水分差、煤場煤量調整、收到基低位發熱量的計算依據，其含量的高低將直接影響煤場管理評價及煤炭成本。因此，為了公平公正完成煤場管理評價，并保證供需雙方的利益不受侵害，必須得到準確的全水分測定結果。但由于全水分測定方法成熟，操作簡單，試驗過程的細節往往被人們所忽視而使測定結果不準確，本文對煤樣采制化三個環節進行分析，得出常出現的問題并給出相應的解決方法。

一、煤中全水分的含義

煤中水分按其存在的狀態可分為游離水和化合水。游離水包括外在水分和內在水分，外在水分為吸附在煤顆粒表面上或非毛細孔穴中的水分，在實際測定中，是指在一定條件下與周圍空氣濕度達到平衡時所失去的水分，易受環境條件影響;煤的內在水分為吸附或凝聚在煤顆粒內部毛細孔中的水，在實際測定中，是指在一定條件下達到空氣干燥狀態時保持的水分，內在水分在常溫下不易失去，只有加熱到一定溫度時才會失去。而化合水以化合方式同煤中礦物質結合的水，是礦物晶格的一部分[1]。

依據GB/T211-2017，測得的全水分僅是煤中游離水的含量。該方法規定使用13mm或6mm全水分試樣，在日常工作中，為滿足標準要求，往往依據GB/T475-2008或GB/T19494.1-2004，再依據GB/T474-2008或GB/T19494.2-2004制備出合格的試樣。

二、采樣對煤樣全水分測定結果的影響

（一）煤不均勻性的影響

煤是多種有機物和無機物的混合物，組成結構非常復雜[2]，不同變質程度的煤其水分含量也千差萬別。由于煤的粒度與密度的不同，在運輸、存儲過程中存在偏析現象，并且煤中水分會隨著煤深度的增加而增大。因此為采集出能代表整批被采煤平均質量的煤樣，必需考慮煤的不均勻性，煤越不均勻，則采樣時采取的子樣數目、子樣質量就適當增加，并且需從不同水分水平的各個采樣單元中采取子樣[3]。

（二）采樣時間的影響

根據我廠來煤情況分析，70%的煤采用輪船運輸，部分輪船輸送周期長，裝載量大，卸煤采樣耗時長，煤在貯存中會由于泄水而逐漸失去水分;而在卸煤過程中采取水分試樣時，試樣也會由于長時間的放置造成水分波動。為減少水分的損失，應在限制時間內采取煤樣，并提前檢查采樣器的備用情況，確保能在第一時間內投入使用。

三、制樣對煤樣全水分測定結果的影響

（一）工作流程的影響

煤樣的制備過程通常伴隨不同程度的水分損失，隨著破碎、縮分次數的增多，水分損失會加大。為了減少水分損失，制樣人員在收到煤樣時，應正確觀測煤樣水分、試樣量、粒度等情況選擇最佳的制樣流程。例如當試樣水分較低且使用沒有實質性偏倚的破碎縮分機械時，可一次直接破碎到6毫米，再用二分器縮分到1.25千克;當試樣量和粒度過大時，可在破碎到13毫米前增加一個制樣階段[4]，再依次破碎至13毫米或6毫米，但各階段的粒度和縮分后試樣質量應符合國家標準要求。

（二）縮分的影響

制樣的常規操作包括破碎、縮分、混合、篩分、空氣干燥，而水分變化主要來源于縮分階段。

縮分是制樣誤差的主要來源，縮分方法有機械縮分法、二分器法、棋盤法、堆錐四分法、條帶截取法、九點取樣法。必要時應采用全封閉式縮分設備，以防水分損失[4]。當煤樣過濕、不能順利通過縮分機械，則應該用棋盤法、二分器法、條帶法或九點法進行縮分，其中二分器法操作簡單，縮分前不需混合，水分變化不大，是人工縮分時選擇的最佳方法。

四、化驗對煤樣全水分測定結果的影響

（一）測定方法的影響

目前，全水分的測定方法包括氮氣干燥法、空氣干燥法以及實驗室常用的微波法。

在發電企業，實驗室選擇全水的測定方法需要在成本、實用性等多方面考慮。其中，通氮干燥法氮氣消耗大，測定成本高，在日常工作中使用率不高，主要用于仲裁煤樣的測定;而空氣干燥法測定成本低、操作簡單，使用率較高，但其耗時長，不適用于快速測定;而微波法具有耗時短、成本低的特點。因此微波法常出現在各實驗室，替代了傳統的測定方法，但使用前必須根據GB/T18510確認無顯著性差異后才可使用，以此確保其測定結果符合國家標準。

因此實際工作中需要根據煤種、實驗室配置情況來確定全水分測定方法。

（二）試驗設備的影響

全水分的測定原理是煤樣在一定溫度下干燥至恒重[5]，以失去質量占試樣的百分數為測定結果，故而在測定過程中所涉及的干燥箱、電子天平都會將其誤差帶至最終結果。例如：當干燥箱顯示溫度比實際偏高時，將會增加水分逸出時間和煤中殘留水分，使測定結果偏低;而比實際偏低時，易引起煤樣氧化、分解造成測定結果不準確。為了最大程度減小誤差，必須定期校準或檢定相關設備，使測定結果滿足溯源性要求。

（三）水分補正的影響

由于在煤樣運送過程中，尤其是外送樣時，容易引起水分損失，從而造成測定結果偏低。為了有效補正煤樣在運送過程中的水分損失，在收到煤樣后，立即稱量并與容器標簽上所注明的總質量進行核對。若稱出的總質量小于標簽上所注明的總質量，并且能確定煤樣在運送過程中沒有損失時，應將減少的質量作為水分損失進行補正。若質量損失大于1.0%，則不可進行水分損失補正，并在結果報出時注明[6]。

五、總結語

本文主要從采樣、制樣及化驗三個環節全面分析了煤中全水分測定結果準確度的影響因素。因此，采制化人員必須清楚并掌握全水分測定相關環節的影響因素，不斷學習、積累經驗以增強專業操作技能和處理問題的能力，從而有效消除本文所述的全水分測定結果不準確的影響因素，確保得到最為準確的全水分測定結果。

參考文獻：

[1]方文沐，杜慧敏等. 燃料分析技術問答[M]. 北京：中國電力出版社， 2014.

[2]秦書玉，趙書田，張永吉等. 煤礦井下內因火災防治技術[M]. 東北大學出版社，1993.

[3]GB/T 475-2008， 商品煤樣人工采取方法[S].

[4]GB/T 474-2008， 煤樣的制備方法[S].

[5]雷文. 電能計量[M]. 中國電力出版社，2004.

[6]GB 211- 2007， 煤中全水分的測定方法[s].

作者簡介：庾麗君（出生于1991.08）女 漢 籍貫：廣西桂林 學歷：本科 職稱：助理工程師 研究方向：煤中全水分的測定