減少煤中水分損失的化驗研究
——以國電聊城發(fā)電有限公司入廠煤全水分的化驗為例

劉志娟

(國電聊城發(fā)電有限公司，山東 聊城 252033)

減少煤中水分損失的化驗研究
——以國電聊城發(fā)電有限公司入廠煤全水分的化驗為例

劉志娟

(國電聊城發(fā)電有限公司，山東 聊城 252033)

煤中水分是評價煤炭經(jīng)濟價值的重要指標之一，具有質(zhì)量與重量指標的雙重性。如何最大限度的減少煤中水分損失，維護燃煤電廠的經(jīng)濟利益，一直以來都是燃煤電廠所關(guān)注的問題。通過對國電聊城發(fā)電有限公司入廠煤全水分的采樣、制樣、化驗的實際情況展開分析，作入廠煤全水分的對比試驗，研究煤中水分損失的原因，根據(jù)試驗結(jié)果，制定行之有效的方法和措施，減少煤中水分的損失量，節(jié)約發(fā)電成本，增加電廠的經(jīng)濟效益。

煤樣；水分損失；試驗研究

1 調(diào)查與分析

煤中水分是煤質(zhì)分析項目中最不穩(wěn)定的一個特性指標，隨環(huán)境、溫度的變化而變化。煤中全水分等于外在水分與內(nèi)在水分之和。外在水分是煤在開采、運輸、儲存、洗煤時，在煤的表面上附著的水以及被煤表面大毛細管(孔徑>0.1um)所吸收的水。以機械方式與煤結(jié)合，在空氣中會不斷蒸發(fā)，直到與周圍空氣濕度達到平衡為止。外在水分不是一個固定值，主要取決于外界條件，如大氣溫度、濕度等，煤中外在水分越大，周圍環(huán)境溫度越高，外在水分損失相對就越大；內(nèi)在水分是以吸附和機械方式凝結(jié)在煤的小毛細管(孔徑<0.1um)中的水分，以物理與化學(xué)方式與煤結(jié)合，須在105℃～110℃的條件下才能除去。故一般環(huán)境溫度下?lián)p失的主要是外在水分。

國標GB475-2008《商品煤樣人工采取方法》中規(guī)定，用于全水分測定的樣品可以單獨采取，也可以從共用試樣中抽取。如在長時間內(nèi)從若干批煤中采取水分試樣，則有必要限制試樣放置時間，煤在儲存中由于泄水而逐漸失去水分，最好的方法是在限制時間內(nèi)從不同水分的各個采樣單元中采取子樣。GB474-2008《煤樣的制備方法》中規(guī)定，制備完畢的全水分煤樣應(yīng)儲存在不吸水、不透氣的密封容器中(裝樣量不得超過容器容積的3/4)并準確稱量。因此盛煤樣的桶如果密封性不好，會直接導(dǎo)致外在水分的損失。

為什么國標對全水分煤樣規(guī)定如此詳細，就是因為煤中水分變化影響發(fā)熱量，而目前發(fā)電企業(yè)基本上都是以煤的低位熱值(Qnet,ar)作為燃煤計價標準的(以前是以灰分計價)，在熱值的計算過程中，煤的水分直接影響低位熱值。一般情況下，煤中每增加(或降低)1.0%的水分，低位熱值約降低(或增加)250J/g左右(約60kcal/kg)。所以，煤中水分的控制能直接影響電廠經(jīng)濟效益。

在實際工作中，許多工作人員對嚴格執(zhí)行國標規(guī)定存在不理解，執(zhí)行不嚴的現(xiàn)象較為嚴重，主要原因是對全水分煤樣影響經(jīng)濟的大小不清楚。那么全水分對經(jīng)濟影響到底有多大呢？下面以國電聊城發(fā)電有限公司為例，通過全水分變化對煤質(zhì)發(fā)熱量的影響分析，研究對企業(yè)經(jīng)濟性的影響，以便提高大家對全水分樣的重視。

該公司入廠煤全水分的采樣、制樣、化驗的情況是：前一天采、制樣，第二天送化驗室化驗。首先，送樣時間的滯后，會導(dǎo)致外在水分損失。其次盛全水分試樣的桶未稱量、不嚴密，桶不加蓋子，有蓋也不用，大多數(shù)無蓋，也會造成外在水分損失。

2 試驗研究

針對全水分試樣桶密封性不好和儲存時間長直接造成水分損失的問題，選取煤中全水分在7.0%和10.0%左右的同一批煤樣，用密封良好的(帶蓋的)和密封不好的(不帶蓋)試樣桶，來盛全水分試樣，分別進行立即測定和隔一天測定的試驗，每個類別進行了20次的試驗，得出了水分損失的大致數(shù)據(jù)。如表1所示。

表1 煤樣水分損失統(tǒng)計表

由表1數(shù)據(jù)可以看出:

(1)煤樣桶帶蓋情況下，立即測，水分損失均在0.5%以下；隔天測，水分損失在(0.5～1.0)%以內(nèi)和1.0%以上的次數(shù)大致相同，各占50%左右。

(2)煤樣桶不帶蓋情況下，立即測，水分損失大多數(shù)在(0.5～1.0)%以內(nèi)； 隔天測，水分損失基本上在1.0%以上。

通過試驗研究，無論那種煤樣，在帶蓋和不帶蓋或者立即測和隔天測的情況下，出現(xiàn)的水分損失次數(shù)的規(guī)律是相同的。不帶蓋或者隔天測，水分損失誤差的次數(shù)明顯增加，且隨著水分的增大而增大。

3 效果分析

以上試驗研究充分證明了，如果更換密封性良好的全水分煤樣桶以及縮短煤樣儲存時間，就能減小水分損失,當水分損失為1.0%時,能造成多大的經(jīng)濟效益，現(xiàn)通過以下示例進行效果分析。

例：某電廠一天進燃煤20 000t，燃煤到廠后，立即采制全水分試樣，放入不透氣、不吸水的試樣桶中(密封良好的)，并立即送化驗室直接化驗全水分為6.0%；如將此全水分試樣盛在密封不好的試樣桶中，且隔一天后送化驗室化驗全水分為5.0%。立即測和隔天測的數(shù)據(jù)情況分別見表2。

表2 煤樣全水分立即測和隔天測的數(shù)據(jù)

(假設(shè)本批煤除全水分項目以外，其他項目指標都相同)

表2中，兩種熱值單價選取，分別考慮煤價最高時和現(xiàn)在煤價降低時的價格。

3.1 不同檢測情況下每天的損失

由全水分試樣桶密封不好和試樣儲存時間長，造成水分損失1.0%(Mt=6.0%～5.0%),20 000t煤造成的經(jīng)濟損失是：

熱值單價0.10元時：

立即測總煤款：20 000×5 000×0.10=1 000萬元

隔天測總煤款：20 000×5 051×0.10=1 010.2萬元

熱值單價0.15元時：

立即測總煤款：20 000×5 000×0.15=1 500萬元

隔天測總煤款：20 000×5 051×0.15=1 515.3萬元

可以看出：每1.0%的水分損失，一天就可造成約10～15萬元的經(jīng)濟損失。

3.2 一年造成的燃料成本損失

(1)假如一年機組利用小時數(shù)5 000h，則1.0%的水分損失一年可以損失燃料成本：

熱值單價0.10元時：

5 000h÷24h×10萬元=2 083.3萬元

熱值單價0.15元時：

5 000h÷24h×15萬元=3 125萬元

(2)假如一年機組利用小時數(shù)6 000h，則1.0%的水分損失一年可以損失燃料成本：

熱值單價0.10元時：

6 000h÷24h×10萬元=2 500萬元

熱值單價0.15元時：

6 000h÷24h×15萬元=3 750萬元

可見，一年時間內(nèi)，僅1.0%水分損失，就可損失燃料成本2 083萬元至3 750萬元，數(shù)字相當可觀。

水分損失造成燃料成本的損失，會隨煤炭熱值單價的增高而增大。如果造成的水分損失達到2.0%，損失的燃料成本會更高，對發(fā)電企業(yè)利潤影響比較大。

綜上所述，火力發(fā)電企業(yè)如果管理到位，嚴格采取使用國標規(guī)定的不吸水、不透氣試樣桶盛全水分試樣，并按照國標要求制備好的全水分試樣立即送化驗室化驗的措施，就可節(jié)約燃料成本，增加電廠經(jīng)濟效益，是既簡單又成效明顯的科學(xué)做法。

Experimental Study on Reducing Water Loss in Coal——Taking Total Moisture Test of Sampling Coal of Guodian Liaocheng Power Generation Co., Ltd. for Example

LIU Zhi-juan

(Guodian Liaocheng Power Generation Co., Ltd., Liaocheng 252033, China)

The water content in coal is one of the important indexes to evaluate the economic value of coal, reflecting the quality and weight of coal. How to minimize the loss of water and maintain the economic benefits of coal-fired power plants has been a major concern of coal-fired power plants. Based on the actual situation analysis of total moisture sampling, sample preparation and test of sampling coal of Guodian Liaocheng Power Generation Co., Ltd., comparative test of total moisture sampling coal are made to research the reasons of water loss in coal. Based on test results, some effective methods and measures are put forward to reduce the loss of water in coal, save electricity costs, and increase the economic benefit of power plant.

sampling coal; water loss; experimental study

2017-02-28

劉志娟(1971-)，女，山東聊城人，技師，大學(xué)，主要從事發(fā)電廠化驗工作。

TK11+4

B

1673-0496(2017)02-0033-02

10.14079/j.cnki.cn42-1745/tv.2017.02.011