火電廠燃煤采制化中測量誤差的產生因素及控制措施

歐陽仁一

（華電國際鄒縣發電廠，山東 鄒城 273522）

引言

測量誤差是指測量結果與真實值之間的差值，差值越大表示測量結果越不準確。而火電廠的燃煤采制化是指對火電廠所購買的煤炭進行采樣、制樣和化驗，最終測定出該批煤的發熱量、灰分、水分、揮發分、硫分等各項煤質數據。這些煤質數據是火電廠進行來煤價格結算、燃煤成本核算、煤炭供應計劃編制、燃煤儲存方案規劃以及入爐煤摻配摻燒等工作的重要參考依據，對火電廠的生產管理和經營管理都有著舉足輕重的影響。因此，研究燃煤采制化過程中測量誤差的產生因素，并找出控制誤差產生的有效措施，對火電廠的生產經營有著非常巨大的實際性價值。

1 燃煤采制化中測量誤差的種類

如前文所述，測量誤差是指測量結果與真實值之間的差值。盡管煤炭品質參數的真實值是客觀存在的，不以人的意志而轉移，但在實際情況下，受環境條件、測量儀器條件、具體人員條件等多重不穩定因素的影響，測量結果總是無法與真實值完全吻合的，換句話說，誤差總是存在的。因此，為了便于研究和控制誤差的產生，依據根據測量誤差對測量結果影響的性質，又將測量誤差分為了隨機誤差和系統誤差。

隨機誤差是指一系列觀測中的任何兩個誤差都不具有相關性的誤差，它的出現不可能被預知，充滿不確定性。但隨機誤差的理論均值是0，這意味著隨著觀測數量增加，隨機誤差對觀測結果的影響會越來越小，直至趨近于0。系統誤差又稱為偏倚，它是指一系列的測量結果總是高于或低于真實值，不同于隨機誤差，它是可以控制的誤差，也是本文的重點研究對象。

2 燃煤采制化過程中誤差產生的因素

2.1 采樣過程中出現的偏差

1）采樣方案帶來的問題。采樣方案的問題主要源自于采樣方案的設計問題。采樣方案應當根據來煤的種類、來煤的運輸方式、來煤的數量、卸煤的地點、對精密度的要求等多方面因素進行設計。考慮因素不全面，導致子樣量不足，總樣量不夠，均會使測量結果出現偏差。

2）采樣方法帶來的問題。目前最常見的采樣方法分為人工采樣法和機械采樣法。對于人工采取煤樣的方法，由于火力發電廠的來煤數量極大，煤堆的體積很大，堆放環境各不相同，來煤運輸方式也是千差萬別。因此，在人工采集過程中，要準確均勻地采集到具有代表性的煤樣是非常困難的。例如，煤堆底層的樣品很難人工獲取，部分粒度較大的煤人工也很難收集到。由于人工采樣的局限性，導致了其所采煤樣的代表性受多種因素影響時，會出現顯著下降。而機械采樣方法，是指采用螺旋式采樣機或皮帶式采樣機進行取樣。相較于人工采樣，機械采樣方法的應用范圍更廣，準確度也更高。但在特定情況下，也會出現偏差。例如設備長時間磨損導致間隙變大，所采煤樣出現損失。

3）采樣人員導致的問題。由于一些工作人員沒有按照規定進行取樣，從而造成樣品的誤差問題。例如，某些工作人員為加快取樣時間、降低生產費用而降低取樣率。由于樣品數量不夠，隨機誤差不能有效消除，導致樣品的檢測結果發生了變化。

2.2 制樣流程帶來的偏差

1）運輸過程中導致的偏差。運輸過程中，煤樣沒有嚴格密封存放，導致雜質混入或是煤樣損失，使所采煤樣不再具有代表性。

2）制樣流程錯誤造成的誤差。樣品干燥、破碎及縮分的方法均有相關標準規定，操作人員應根據標準進行樣品制作。有些人員沒有按照規定進行樣品的制備，最終導致樣品產生了誤差。

3）制樣設備老化帶來的偏差。破碎機和二分器等設備，因為年限過長，導致設備開口變形，縫隙增大。最終使煤樣制備時出現損失。

4）樣品存放時出現的偏差。由于樣品存放時間不恰當，造成了樣品的水分損失、氧化等情況，例如，一個樣品放置兩個月后，與存放六個月后，樣品的熱值差為1.2%。或是由于存放條件或存放容器不達標，導致樣品在存放過程中混入雜質，或出現其他的異變。

2.3 化驗方法帶來的偏差

盡管當前化驗室均配備了先進的分析用儀器，但隨著設備的使用，偏差依然會不可避免的出現。例如，工業分析儀的高溫爐老化，導致加熱溫度逐漸不達標；熱電偶的失效，造成溫度測量不準確；定硫儀的氣路出現阻塞或是氣泵出力不足；量熱儀的氧彈氣密性不達標，或是氧彈銹蝕結垢。

3 燃煤采制化過程中優化熱值差的方法

3.1 應用現代化的采制樣設備

目前，人們把信息化、無人化、智能化分析等技術運用到了一起，將采制有機結合，開發了智能化采制樣裝置。投用該類采制樣設備，可以有效地改善人工采制樣出現的偏差。值得注意的是，新設備在投入運行之前，必須進行測試，特別是對其性能進行偏倚實驗。此外，由于新設備的操作會出現變化，崗位從業人員的培訓也不能夠缺省。

同時還有新設備的操作規程、維護要求等也需要嚴格遵守并落實。

3.2 使用智能化的燃煤驗收信息平臺

火電廠燃煤從運輸到廠至化驗出數據，中間存在著許多環節和步驟。其中尤其是采樣、制樣、化驗等環節的交接，容易出現錯誤。例如前文所述的，在運輸過程中出現煤樣的損失或雜質的混入。這類導致誤差的因素，可以通過縮短采制樣環節，采用上述的智能化采制樣設備解決。還存在一種情況，就是采制樣中煤樣的編碼輸入錯誤，導致化驗結果與原煤樣不符的情況。為了規避此類問題，建立和完燃煤采制化驗收信息平臺是關鍵。這種信息平臺可以實現從來煤過磅到該批煤化驗數據上傳的全流程數據記錄，搭配智能化采制樣設備使用，可以實現全流程的無人化數據記錄，避免了因記錄錯誤導致的化驗結果異常。

3.3 嚴格監管采制化工作流程

在火電廠來煤采制化的過程中，采用監控設備進行生產管理，強化生產流程控制，實現采制化工作與監管工作同步進行、雙管齊下。例如，在采樣車間內安裝多個監控裝置，確保無死角，監控裝置對采制化的生產過程進行全程記錄。對采制化班組的員工進行數據化監管，可作為對采制化班組成員進行業績考核的依據，并可作為管理者進行業績評價的參考。通過強化監控和督查，使采制化作業中不規范的情況有效降低，造成誤差的情況逐步減少。

3.4 動態糾偏化驗方法

針對化驗儀器隨著使用老化而出現的結果偏倚這類問題。可以采用動態糾偏的方法，即化驗室定期對其設備進行可靠性評估。具體評估的方式有：對于水分的測定，可以通過對比烘箱和工業分析儀測定的水分結果差異，來判斷工業分析儀的水分測定是否存在偏倚；對于灰分、揮發分和硫分的測定，可以采用有認證的標準煤樣進行測試，比對煤樣的測試結果和提供的不確定度，對設備的可靠性進行判斷。

當出現較大的偏差時，就要停止該設備的使用，查找導致偏倚的原因，并進行修復，然后再次使用以上方法進行可靠性驗證。如此循環往復，動態實現化驗設備的糾偏。

3.4 加強設備維護工作

對于采制設備。一是強化破碎機環錘的維護保養，選用具有良好耐磨性能的環形錘頭，對不符合要求的零件進行定期的檢修和替換，提高其破碎效果；二是不可任意地調節和更改破碎機的排料孔，更不可為了減小破碎機的阻塞幾率而增加篩板的空隙，或更改篩板孔的位置；三是對螺旋采樣機的內壁和螺桿的空隙進行及時檢測，如發現空隙過大，應立即進行替換。

對于化驗設備。要制定詳細的設備維護周期，例如定期清理容易阻塞的氣路孔隙，定期對氧彈進行打磨除垢，定期更換設備的過濾棉和吸水劑。確保化驗設備能夠穩定運行。

3.5 降低采制過程中的水分散失

為了減少煤炭采制樣過程中水分損失導致的測量誤差，首先要控制高含水量煤炭的購買，并對高含水量的煤種進行更加嚴格的采制樣流程。此外，對采樣機的各裝置進行嚴密的維修，以進料口和出料口為重點，以降低采樣時的水分損失。

3.6 提高采制化人員的綜合素質

盡管智能化設備可以減少人為因素對于采制化流程的影響，但并不能夠徹底消除。燃煤的采制化依然離不開操作人員。因此，對采制化人員的培訓也是不可忽視的一環。一是要提升采制化人員的業務技能，既包括基礎的采制化原理概念，也包括采制化設備的日常維護注意事項；二是要強化采制化人員的責任意識，避免責任心不強導致的低級錯誤；三是加強采制化人員的廉潔自律意識，警示教育要配套進行，督促其公平公正的進行作業。

4 結語

燃煤采制化所得出的煤質測量結果是火電廠生產管理和經營管理的重要參考依據。不斷提高采制化的準確性是所有火電廠追求的目標。本文通過分析火電廠采制化過程中容易產生誤差的幾個環節，分析出測量誤差的產生因素，并提出了控制這些誤差產生的有效措施。但每個火電廠都有著各自不同的情況，這些措施并非適用于所有的電廠。因此，需要火電廠結合自身的實際燃煤使用情況，不斷提升燃料采制化管理的針對性，用科學嚴謹的態度去制定一套行之有效的燃煤采制化管理方案。