利用穩(wěn)健Z比分?jǐn)?shù)ZB和ZW對(duì)2010年廣西煤炭實(shí)驗(yàn)室能力比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

楊名磊

(廣西煤炭質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，廣西 南寧 530021)

利用穩(wěn)健Z比分?jǐn)?shù)ZB和ZW對(duì)2010年廣西煤炭實(shí)驗(yàn)室能力比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

楊名磊

(廣西煤炭質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，廣西 南寧 530021)

文章利用穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)Z比分?jǐn)?shù)的方法，對(duì)2010年廣西煤炭實(shí)驗(yàn)室能力比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得出了實(shí)驗(yàn)室間Z比分?jǐn)?shù)ZB和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)Z比分?jǐn)?shù)ZW，根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)差異的原因進(jìn)行了分析。

穩(wěn)??；統(tǒng)計(jì)；Z比分?jǐn)?shù)；煤炭；比對(duì)試驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)室

煤炭是我國(guó)目前大量使用和消耗的能源，其測(cè)試準(zhǔn)確度直接影響煤炭的合理利用和燃燒效率以及貿(mào)易雙方的利益。為了提高煤炭質(zhì)量檢測(cè)的準(zhǔn)確性，合理利用煤炭燃料，提高煤炭作為主要能源利用的效率，2010年廣西質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局組織了廣西煤炭實(shí)驗(yàn)室能力比對(duì)測(cè)試活動(dòng)，本次活動(dòng)由廣西煤炭質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站負(fù)責(zé)實(shí)施，并于2010年11月完成結(jié)果匯總和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。文章根據(jù)本次能力比對(duì)試驗(yàn)組織者發(fā)布的數(shù)據(jù)，利用穩(wěn)健統(tǒng)計(jì) Z比分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室間 Z比分?jǐn)?shù)ZB和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)Z比分?jǐn)?shù)ZW，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)檢測(cè)結(jié)果差異較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行原因分析和討論，供各實(shí)驗(yàn)室參考，以進(jìn)一步提高各實(shí)驗(yàn)室的管理水平和測(cè)試能力。

（一）各實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)

比對(duì)試驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)室提供的測(cè)試數(shù)據(jù)如表1。

表1 比對(duì)試驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)室提供的測(cè)試數(shù)據(jù)

（二）干燥基灰分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)的結(jié)果分析

根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)，對(duì)干燥基灰分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析如下，見(jiàn)表2。

表2 灰分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)的Z比分?jǐn)?shù)分析

從干燥基灰分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)的結(jié)果分析中可知，所有實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室間Z比分?jǐn)?shù)ZB（絕對(duì)值）均小于2，為滿意結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)比分?jǐn)?shù)ZW（絕對(duì)值）除了2號(hào)實(shí)驗(yàn)室為2.558外，其余實(shí)驗(yàn)室均為小于2，結(jié)果較為滿意。因此，灰分項(xiàng)目的測(cè)定，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果均為滿意結(jié)果，只有 2號(hào)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室內(nèi)ZW比分?jǐn)?shù)為2.558，為可疑結(jié)果。綜合分析2號(hào)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定數(shù)據(jù)，其 2個(gè)樣品的值與中位值的差值均未超出GB/T212-2008規(guī)定的重復(fù)性限，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以接受。

（三）干燥基揮發(fā)分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的分析

對(duì)干燥基揮發(fā)分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析如下，見(jiàn)表3。

從干燥基揮發(fā)分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)的結(jié)果分析中可知，在32個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，除9號(hào)實(shí)驗(yàn)室外，其余31個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室間Z比分?jǐn)?shù)ZB（絕對(duì)值）均小于2。而在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)Z比分?jǐn)?shù)ZW（絕對(duì)值）的統(tǒng)計(jì)中，則除了29號(hào)實(shí)驗(yàn)室外，其余31個(gè)實(shí)驗(yàn)室的ZW值均小于2。因此，在揮發(fā)分項(xiàng)目測(cè)定中，除9號(hào)，29號(hào)實(shí)驗(yàn)室外，其他實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果均為滿意結(jié)果。

9號(hào)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室間ZB值為-3.091，可以判斷為系統(tǒng)偏低，其原因可能是測(cè)定揮發(fā)分的馬弗爐溫度控制未達(dá)到890～910℃，導(dǎo)致結(jié)果偏低。29號(hào)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)ZW值為3.412，仔細(xì)比較其樣品對(duì)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其A樣的結(jié)果為較中位值高，而 B樣的結(jié)果則較中位值低，也就是說(shuō)，在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，其前后兩個(gè)樣品的測(cè)定在操作上存在較大的差異（同一個(gè)人操作時(shí)，則是其前后測(cè)定存在差異；兩個(gè)人操作時(shí)，則是兩個(gè)人之間的操作存在較大的差異）。

表3 揮發(fā)分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)的Z比分?jǐn)?shù)分析

（四）干燥基全硫數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的分析

干燥基全硫的數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的分析見(jiàn)表4。

從表 4的結(jié)果中可以看出，在全硫項(xiàng)目測(cè)定中，多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果出現(xiàn)離群值。實(shí)驗(yàn)室間比分?jǐn)?shù) ZB(絕對(duì)值)大于 3的為20號(hào)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)比分?jǐn)?shù)ZW（絕對(duì)值）大于3的為5、10、12、20號(hào)實(shí)驗(yàn)室。比分?jǐn)?shù)ZB或ZW（絕對(duì)值）大于2至3的為1、2、3、17號(hào)實(shí)驗(yàn)室。其余實(shí)驗(yàn)室結(jié)果為滿意結(jié)果。

綜合分析各實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定結(jié)果，大部分實(shí)驗(yàn)室使用庫(kù)侖測(cè)硫儀測(cè)定硫含量。本次硫的實(shí)驗(yàn)室比對(duì)測(cè)試中，Z比分?jǐn)?shù)（絕對(duì)值）大于3的5、10、12、20號(hào)實(shí)驗(yàn)室均為正的Z比分?jǐn)?shù)值，相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定結(jié)果都偏高。偏離的原因可能是實(shí)驗(yàn)室未使用標(biāo)準(zhǔn)煤樣對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，或者未使用不同含硫量的標(biāo)準(zhǔn)煤樣進(jìn)行校準(zhǔn)。

Z比分?jǐn)?shù)為可疑值的1，2，3號(hào)實(shí)驗(yàn)室，其A、B樣的測(cè)定值與中位值的差均小于再現(xiàn)性限，結(jié)果可以接受。

對(duì)于17號(hào)實(shí)驗(yàn)室，其A樣的測(cè)定結(jié)果與中位值之差明顯大于再現(xiàn)性限，而 B樣的結(jié)果與中位值還比較接近。這說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)室的儀器可能未使用不同含量的標(biāo)準(zhǔn)煤樣進(jìn)行校準(zhǔn)，導(dǎo)致測(cè)定低含硫量范圍的樣品時(shí)出現(xiàn)結(jié)果偏高的情況。

表4 全硫數(shù)據(jù)對(duì)的Z比分?jǐn)?shù)分析

（五）干燥基高位發(fā)熱量數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的分析

干燥基高位發(fā)熱量的數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的分析見(jiàn)表5。

從表5的結(jié)果中可以看出，在發(fā)熱量項(xiàng)目測(cè)定中，1個(gè)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果出現(xiàn)離群值，為17號(hào)實(shí)驗(yàn)室，其實(shí)驗(yàn)室間ZB值為-3.940，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)ZW值為2.880。 比分?jǐn)?shù)ZB或ZW（絕對(duì)值）大于2至3的為2、15、22、26、32號(hào)實(shí)驗(yàn)室。其余實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果為滿意結(jié)果（29號(hào)實(shí)驗(yàn)室未提供測(cè)定數(shù)據(jù)，不予評(píng)價(jià)）。

從17號(hào)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定結(jié)果分析，兩個(gè)樣品的測(cè)定值均明顯低于中位值，且超過(guò) GB/T213規(guī)定的再現(xiàn)性限，明顯系統(tǒng)偏低。對(duì)于2號(hào)實(shí)驗(yàn)室，從其2個(gè)樣品的測(cè)定結(jié)果看，其與中位值的差均在再現(xiàn)性限范圍內(nèi)，結(jié)果可以接受。

15號(hào)實(shí)驗(yàn)室，其ZB值為2.77，ZW值為2.88。分析其測(cè)定數(shù)據(jù)，A 樣超過(guò)重復(fù)性限，B樣則明顯超過(guò)再現(xiàn)性限較多，說(shuō)明系統(tǒng)偏高。

22號(hào)實(shí)驗(yàn)室的 ZW值為-2.878。分析其測(cè)定數(shù)據(jù)，其 B樣的結(jié)果明顯比中位值低很多，超過(guò)了再現(xiàn)性限。

26號(hào)實(shí)驗(yàn)室的ZB值為2.734，分析其測(cè)定結(jié)果，A樣品的數(shù)據(jù)與中位值的差超過(guò)重復(fù)性限，B樣品的數(shù)據(jù)與中位值的差則超過(guò)再現(xiàn)性限，系統(tǒng)偏高。

對(duì)于32號(hào)實(shí)驗(yàn)室，其ZB值為2.442，ZW值為2.430。其2個(gè)樣品的測(cè)定值與中位值的差，與26號(hào)樣品類似，判斷為系統(tǒng)偏高。

表5 高位發(fā)熱量數(shù)據(jù)對(duì)的Z比分?jǐn)?shù)分析

（六）數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)分析與單一數(shù)據(jù)的Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果對(duì)比

1.灰分結(jié)果的對(duì)比

（1）能力比對(duì)組織者發(fā)布的結(jié)果：全部實(shí)驗(yàn)室為滿意結(jié)果。

（2）數(shù)據(jù)對(duì)Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果：2號(hào)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)Z比分?jǐn)?shù)為可疑值，其他實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果均為滿意結(jié)果。經(jīng)分析2號(hào)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定數(shù)據(jù)，其2個(gè)樣品的灰分值與中位值的差均未超過(guò)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重復(fù)性限，結(jié)果符合要求。

2.揮發(fā)分結(jié)果的對(duì)比

（1）能力比對(duì)組織者發(fā)布的結(jié)果：9號(hào)實(shí)驗(yàn)室的A樣為離群結(jié)果，5、18號(hào)實(shí)驗(yàn)室的A樣為可疑值，其余實(shí)驗(yàn)室為滿意結(jié)果。

（2）數(shù)據(jù)對(duì) Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果:9號(hào)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室間ZB比分?jǐn)?shù)為離群值，29號(hào)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)ZW比分?jǐn)?shù)為離群值。其他實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果均為滿意結(jié)果。

3.全硫結(jié)果的對(duì)比

（1）能力比對(duì)組織者發(fā)布的結(jié)果：5、10號(hào)實(shí)驗(yàn)室的 B樣結(jié)果為離群值，17號(hào)實(shí)驗(yàn)室的A樣結(jié)果為離群值，20號(hào)實(shí)驗(yàn)室的A、B樣結(jié)果為離群值，12號(hào)實(shí)驗(yàn)室的B樣結(jié)果為可疑值。其余實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果為滿意結(jié)果。

（2）數(shù)據(jù)對(duì)Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果:5、10、12號(hào)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)ZW比分?jǐn)?shù)為離群值，20號(hào)實(shí)驗(yàn)室的ZB、ZW結(jié)果均為離群值，1、2、3、17號(hào)實(shí)驗(yàn)室的ZB或ZW出現(xiàn)可疑值。其余實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果均為滿意結(jié)果。

4.發(fā)熱量結(jié)果的對(duì)比

（1）能力比對(duì)組織者發(fā)布的結(jié)果：17號(hào)實(shí)驗(yàn)室的A樣結(jié)果為離群值，15號(hào)實(shí)驗(yàn)室的B樣結(jié)果為可疑值。其余實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果為滿意結(jié)果。

（2）數(shù)據(jù)對(duì)Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果: 1個(gè)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果出現(xiàn)離群值，為17號(hào)實(shí)驗(yàn)室，其實(shí)驗(yàn)室間ZB值為-3.940，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)ZW值為2.880。 比分?jǐn)?shù)ZB或ZW（絕對(duì)值）大于2至3的為 2、15、22、26、32號(hào)實(shí)驗(yàn)室。其余實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果為滿意結(jié)果（29號(hào)實(shí)驗(yàn)室未提供測(cè)定數(shù)據(jù)，不予評(píng)價(jià)）。

（七）比對(duì)試驗(yàn)出現(xiàn)離群、可疑值的原因分析

1.灰分測(cè)定試驗(yàn)項(xiàng)目

本次比對(duì)的結(jié)果，除 2號(hào)實(shí)驗(yàn)室外，其余實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果均為滿意結(jié)果。經(jīng)具體分析 2號(hào)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)定數(shù)據(jù)，其與中位值的差在重復(fù)性限范圍內(nèi)，結(jié)果可以接受。

2.揮發(fā)分測(cè)定試驗(yàn)項(xiàng)目

9號(hào)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果判斷為系統(tǒng)偏低，其原因可能是試驗(yàn)用的馬弗爐溫度控制未能達(dá)到890-910℃。進(jìn)一步分析，則可能是控溫儀表未經(jīng)校準(zhǔn)，或者雖在校準(zhǔn)期內(nèi)，但有可能測(cè)溫?zé)犭娕祭匣?，使顯示的溫度偏高。人員操作方面的原因，則可能是測(cè)定時(shí)樣品未放置于890-910℃的恒溫區(qū)內(nèi)。

29號(hào)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)ZW比分?jǐn)?shù)為3.412，結(jié)合其測(cè)定數(shù)據(jù)分析，則可能是A、B樣品測(cè)定時(shí)測(cè)定操作前后不一致(同一人操作前后不一致或不同人員測(cè)定操作不一致)，導(dǎo)致結(jié)果忽高忽低。

3.全硫測(cè)定試驗(yàn)項(xiàng)目

使用庫(kù)侖測(cè)硫儀測(cè)定煤中全硫時(shí)，影響測(cè)定結(jié)果的因素較多。在燃燒溫度、空氣流量、系統(tǒng)密閉、電解池電極、電解液pH值、電解液攪拌效率都符合儀器工作控制要求的情況下，結(jié)果出現(xiàn)偏高或偏低時(shí)，主要是由于儀器的測(cè)定常數(shù)（校正系數(shù)或校準(zhǔn)曲線）出現(xiàn)偏離。此時(shí)，應(yīng)該用標(biāo)準(zhǔn)煤樣對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，如測(cè)定的樣品硫含量的范圍變化較寬，還應(yīng)選擇多種硫含量的標(biāo)樣進(jìn)行校準(zhǔn)。

本次比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏高或偏低的實(shí)驗(yàn)室，其儀器可能就是沒(méi)有用標(biāo)準(zhǔn)煤樣進(jìn)行檢查校準(zhǔn)，未發(fā)現(xiàn)儀器的測(cè)定常數(shù)已發(fā)生變化，導(dǎo)致測(cè)定的結(jié)果偏低或偏高。

4.發(fā)熱量測(cè)定試驗(yàn)項(xiàng)目

在排除樣品燃燒不完全、飛濺的情況下，發(fā)熱量結(jié)果偏高或偏低的原因主要是量熱儀的熱容量發(fā)生了變化，對(duì)其進(jìn)一步的分析可能有以下因素：

（1）測(cè)定時(shí)的室溫與標(biāo)定熱容量的室溫相差較大（5℃以上）。

（2）內(nèi)筒水量未能與標(biāo)定時(shí)的水量一致（相差正負(fù)1克以內(nèi)）。如自動(dòng)量熱儀的內(nèi)筒水位不到位等。

（3）測(cè)溫探頭的測(cè)溫性能發(fā)生變化，測(cè)溫不準(zhǔn)確。

（4）內(nèi)筒水?dāng)嚢桦姍C(jī)老化，攪拌效率達(dá)不到要求。

（八）結(jié)語(yǔ)

文章使用數(shù)據(jù)對(duì)的Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)2010年廣西煤炭實(shí)驗(yàn)室的比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)離群和可疑值的原因進(jìn)行了分析，供參加試驗(yàn)的各實(shí)驗(yàn)室參考。對(duì)于出現(xiàn)離群和可疑值的各實(shí)驗(yàn)室可結(jié)合自己的實(shí)際情況，對(duì)自己的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析檢查，查找原因，以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確。

使用文章所述的數(shù)據(jù)對(duì)的 Z比分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)分析方法所做的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果與能力比對(duì)試驗(yàn)組織者發(fā)布的結(jié)果相比，在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)鑒別上結(jié)果大部分一致。

組織實(shí)驗(yàn)室的能力比對(duì)試驗(yàn)，只是從一個(gè)側(cè)面了解各個(gè)實(shí)驗(yàn)室在相應(yīng)項(xiàng)目方面的測(cè)試能力情況。在日常檢測(cè)工作中，各實(shí)驗(yàn)室還是要結(jié)合自己的實(shí)際情況，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和管理措施，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)質(zhì)量控制，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，為生產(chǎn)過(guò)程控制、原材料和產(chǎn)品質(zhì)量控制提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，為貿(mào)易的公平進(jìn)行提供依據(jù)，以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、減排和增效的目的。

[1] CNAS-GL02,能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南[S].中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì),2006.

[2] GB/T212-2008,煤的工業(yè)分析方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[3] GB/T213-2008,煤的發(fā)熱量測(cè)定方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[4] GB/T214-2007,煤中全硫的測(cè)定方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

TQ533

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1008-1151(2011)06-0082-03

2011-03-25

楊名磊（1962－），男，廣西富川人，廣西煤炭質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站副站長(zhǎng)兼技術(shù)負(fù)責(zé)人，從事煤炭綜合利用研究及煤質(zhì)、能源檢測(cè)工作。