火電廠煤質檢測中誤差來源及控制

張海振

華電濰坊發電有限公司 山東 濰坊 261204

引言

煤質檢測是指通過煤的采樣、制樣、化驗來測定煤中全水分、空氣干燥基水分、灰分、揮發分、發熱量、全硫、碳、氫、煤灰熔融性等煤質特性指標的過程。從整個煤質檢測過程看,誤差來源多樣、占比不同,煤質檢測結果對火電廠入廠煤質驗收和入爐煤質監督及鍋爐穩定運行會產生較大的影響。從有效減小誤差的角度,采取控制措施,使檢測結果更準確,對煤質監控、鍋爐穩定運行有指導意義,因此,通過來源分析和改進控制來減小煤質檢測誤差顯得十分必要。

1 煤質檢測全過程的誤差來源

1.1 煤的采樣階段誤差 采樣是煤質檢測的第一個階段,采樣誤差在采制化總誤差中往往占最大比例,只有當采集到的煤樣能代表整批煤的平均性質,才能保證化驗結果準確。采樣階段產生的初始誤差會存在后續制樣和化驗階段,影響最后測定結果。采樣方案精密度不符合要求、采樣單元數和子樣數不足、采樣方法不適當等情況下所采煤樣代表性差,此外,不同的采樣場景要選用適當的采樣方法,在移動煤流采樣和火車、汽車、煤堆和輪船等靜止煤采樣時子樣分布不合理會嚴重影響采樣誤差。

由于煤的粒度離析和不均勻性,采樣時要根據煤質情況確定適當的采樣方法和采樣工具,采樣工具要根據煤樣粒度選取適當的尺寸規格。采樣方案和采樣方法要符合國標要求,實際操作要符合技術要求。采樣點分布、試樣質量、總樣量不符合標準會導致所采樣品的代表性下降,產生系統誤差。

1.2 煤的制樣階段誤差 煤樣的制備是指從采取的原始煤樣通過使用制樣設備和工具經過一定的制樣程序獲得分析或試驗煤樣的過程。制樣是一個樣品不斷破碎、不斷縮分的過程,煤樣量越來越少,煤樣粒度越來越小,制樣誤差有時對結果的影響不小于采樣誤差。大量原始煤樣通過制樣得到少量用于分析煤質特性的試驗樣品,只有分析煤樣和原始煤樣的性質越接近時,制樣過程精密度就越高,所制備樣品代表性越好。

在制樣過程中由于混入其它非煤物質或樣品損失,會影響樣品中煤的質量,無形中改變了樣品煤質成分含量?？s分階段使用不適當的縮分工具或縮分方法會使留樣和棄樣產生差異,帶來系統偏差。一般分析試驗煤樣的制備需要達到空氣干燥狀態,在磨制煤粉前需要空氣環境干燥或烘箱干燥,為提高制樣效率,通常選用烘箱干燥,不同煤質對干燥溫度范圍有嚴格的要求,超出溫度上限會使煤樣過度干燥,并且可能造成煤樣的氧化變質,使得煤樣的物理性質及化學性質發生變化,造成測定結果的嚴重偏離。煤樣具有很強吸水性,制備好的煤樣要裝入封閉良好的容器中。

1.3 化驗階段的誤差 化驗階段一般采用高準確度的國家標準方法或行業標準方法進行煤質檢測,化驗誤差主要是人的誤操作或設備狀態異常造成的,人是檢測設備、儀器、工具的主要操作者,由于理解偏差、習慣性操作、采集數據等人員間的差異給測定帶來了誤差。在使用各種檢測儀器時對儀器操作規程和作業指導書理解不透徹、不能按照操作要點進行規范操作,或在結果計算時不嚴格依據判定規則和數據修約規則進行結果判定和數據修約也可能產生較大誤差。因此,化驗人員必須要細心負責,堅持工作流程標準化、操作細節規范化、養成良好的習慣,減小操作誤差。

2 煤質檢測中誤差的控制

2.1 掌握采制樣操作技術要點 采樣和制樣所用的設備或工具要通過性能檢定,定期進行精密度試驗。要嚴格依據標準方法作業,在采樣過程中控制采樣工具適當、采樣點正確定位、足夠的子樣數和子樣量等關鍵點。破碎、摻合、縮分和空氣干燥是制樣的幾步主要操作,制樣員要牢記操作要點和注意事項,能根據不同煤質特點做出適當調整,確保制備的一般分析試驗煤樣能代表整批被采樣煤。

2.2 降低化驗誤差 為了減小化驗階段的誤差,首先,對同一項目標準中提供的多種測定方法,要選用適當的、準確性較高的標準檢測方法。試驗前要啟動電子天平和儀器進行預熱、校準,此外,在測試過程中,可以采用不加煤樣的方法進行空白試驗,通過扣除空白試驗結果進行校正。樣品稱量時充分攪拌樣品,多點取樣,確保樣品均勻。

2.3 增強人員技能 準確的試驗結果需要高超的操作技能,因此高質量的煤檢工作需要打造一支業務精湛、作風優良的煤質檢測隊伍。要把作業人員的技術培訓納入日常工作當中,在工作中訓練,在訓練中提高,精益求精,堅持一線匠人精神。規定樣品抽檢比例,定期抽檢樣品,加強煤質檢測監督,統計樣品抽檢合格率,并且通過抽檢合格率獎懲制度來不斷增加人員的主動性和責任心。

2.4 更新檢測方法 煤質檢測儀器是測定準確結果的保證,隨著科學技術的進步及煤炭采制化設備制造廠家的產品的更新換代,不斷優化現有產品的弊端,各類新型智能化的煤質檢測設備相繼研發出來。目前,已有研發企業推出了全自動采樣、制樣系統,機器人智能化驗系統,實現了燃煤采、制、化作業的全流程無人干預自動作業和閉環管控,降低了人為因素的影響,同時提高了工作效率。這些設備具有精度更高、操作更便捷、性能更穩定的特點,為煤質檢測質量的提升提供了有力的保障。一些大型火力發電企業應定期更新檢測設備,結合燃料管理現狀優化現有檢測技術條件,不斷提高煤質檢測水平。

3 結語

煤質檢測過程中出現誤差是不可避免的,但能通過對人員、設備、環境、方法的控制最大程度上減小誤差,提高煤質化驗結果的準確性。結合對煤質檢測知識及國家標準的學習和實際經驗,探究了煤質檢測過程的誤差來源,提供了減小誤差的方法,對火電廠煤質驗收、煤質監督和鍋爐燃燒提供有力支持。