煤質(zhì)精準(zhǔn)分析方法研究及應(yīng)用

張磊　劉奧灝

摘 要

煤炭作為火力發(fā)電企業(yè)的糧食，煤質(zhì)驗(yàn)收數(shù)據(jù)作為商務(wù)結(jié)算和指導(dǎo)摻配摻燒重要依據(jù)，其準(zhǔn)確驗(yàn)收結(jié)果對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行起到十分重要的作用，本文通過(guò)對(duì)神華煤炭化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行了分析，為發(fā)電企業(yè)煤質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性判斷提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞

煤質(zhì)檢測(cè);經(jīng)驗(yàn)公式;常規(guī)分析;非常規(guī)分析

中圖分類號(hào)： F426.21;F203 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.087

0 前言

煤炭作為火力發(fā)電企業(yè)的“糧食”，占發(fā)電總成本的60%～70%，其準(zhǔn)確驗(yàn)收對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)盈利十分重要?；鹆Πl(fā)電企業(yè)一般以入廠驗(yàn)收煤質(zhì)數(shù)據(jù)作為商務(wù)結(jié)算的依據(jù)，顯然，其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不僅關(guān)系到機(jī)組安全燃燒，同時(shí)，也是貿(mào)易雙方商務(wù)結(jié)算的依據(jù)。另外，入爐煤質(zhì)檢測(cè)，一方面是核查廠爐燃料指標(biāo)如熱值差、水分差的依據(jù)，也是正平衡計(jì)算煤耗的重要依據(jù)，同時(shí)還起到指導(dǎo)配煤摻燒，因此，煤質(zhì)化驗(yàn)工作的準(zhǔn)確性尤為重要。吳健[1]等人介紹了煤質(zhì)化驗(yàn)指標(biāo)的定義與內(nèi)涵;胡嵐[2]介紹了水分、灰分、硫分、發(fā)熱量4種影響煤質(zhì)分析準(zhǔn)確性因素并分析了如何避免各種因素的干擾措施;吳鎮(zhèn)君[3]運(yùn)用多元線性回歸分析對(duì)動(dòng)力煤的低位發(fā)熱量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并討論各組分對(duì)發(fā)熱量數(shù)值大小的影響程度。徐丹丹[4]、周娟[5]對(duì)檢測(cè)質(zhì)量控制進(jìn)行了研究探討。

目前煤質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室條件參差不齊，部分發(fā)電企業(yè)特別是入爐煤檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施較差，設(shè)備老舊，檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性較差;或是人員檢測(cè)能力及綜合素質(zhì)較差，不能按照標(biāo)準(zhǔn)要求開展檢測(cè)、質(zhì)量控制工作，導(dǎo)致煤質(zhì)檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。煤炭驗(yàn)收具有不可逆性，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，很難再重復(fù)檢測(cè)，煤質(zhì)數(shù)據(jù)驗(yàn)收的準(zhǔn)確性對(duì)火力發(fā)電企業(yè)的重要性不言而喻。本文針對(duì)某發(fā)電企業(yè)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)煤質(zhì)數(shù)據(jù)展開分析，為發(fā)電企業(yè)驗(yàn)證檢測(cè)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確提供指導(dǎo)，把控好質(zhì)量關(guān)，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)煤樣煤質(zhì)分析

某發(fā)電企業(yè)某煤樣檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。從表中可以看出，從表1中可以看出對(duì)該煤樣常規(guī)分析如工業(yè)分析、元素分析及發(fā)熱量等常規(guī)參數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)。從表2可以看出煤燃燒后的煤灰成分、哈氏可磨指數(shù)及灰熔融特性等非常規(guī)參數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)。

2 結(jié)果分析

本文通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)該樣品檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，快速掌握測(cè)試結(jié)果是否準(zhǔn)確、可靠，以此方法指導(dǎo)電廠燃料驗(yàn)收過(guò)程，避免造成電廠的經(jīng)濟(jì)損失、加大安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 元素分析檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

根據(jù)工業(yè)分析檢測(cè)結(jié)果利用經(jīng)驗(yàn)公式（1-3）計(jì)算樣品的C、H、N元素含量，并將計(jì)算結(jié)果和實(shí)際測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，若差值超過(guò)一定范圍則認(rèn)為檢測(cè)存在偏差。計(jì)算公式如下：

Hdaf=0.00117Ad+0.57（Vdaf）1/2+0.1362Qgr，daf-2.806（1）

Cd=35.411-0.341Ad-0.199Vd-0.412St，d+1.632Qgr，d （2）

Ndaf=0.016Vdaf+0.9 ?（3）

通過(guò)計(jì)算，Hdaf的計(jì)算結(jié)果為4.17，而實(shí)際測(cè)定值分別為4.18，4.18-4.17=0.01<0.65，可認(rèn)為檢測(cè)結(jié)果未出現(xiàn)偏差。Cd的計(jì)算結(jié)果為64.01，而實(shí)際測(cè)定值65.76，65.76-64.01=1.75<1.9，可認(rèn)為檢測(cè)結(jié)果未出現(xiàn)偏差。Ndaf的計(jì)算結(jié)果為1.39，實(shí)際測(cè)定值為1.34，1.39-1.34=0.05<0.51，可認(rèn)為檢測(cè)結(jié)果未出現(xiàn)偏差。通過(guò)理論公式計(jì)算，C、H、N元素測(cè)定值與計(jì)算值接近，可認(rèn)為元素分析檢測(cè)結(jié)果未出現(xiàn)偏差。

2.2 發(fā)熱量檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

利用門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式（4），通過(guò)C、H、N、S等元素的測(cè)定結(jié)果計(jì)算樣品的高位發(fā)熱量，并與實(shí)際測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算過(guò)程如下：

Qgr，d=338.7*Cd+1254.5*Hd+108.7*（St，d-Od）（4）

通過(guò)公式計(jì)算高位發(fā)熱量為25405J/g，實(shí)際測(cè)定值為23913J/g，差值為1492J/g，可認(rèn)為存在一定的偏差，建議復(fù)測(cè)，另外，可從人員操作規(guī)范性、儀器設(shè)備穩(wěn)定性、樣品均勻代表性、檢測(cè)方法準(zhǔn)確性、檢測(cè)環(huán)境等方面查找原因。

2.3 哈氏可磨性指數(shù)檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)HGI）

可磨性用于表征煤炭磨制成粉的難易程度。煤炭磨制成粉所消耗的功與煤所產(chǎn)生的新表面積成正比，規(guī)定以某一易破碎的煙煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤，其可磨性指數(shù)定為100。將被測(cè)煤樣在規(guī)定的條件下在碗型磨中碾壓一定的轉(zhuǎn)數(shù)，即消耗一定的功，測(cè)量規(guī)定孔徑的篩下物的質(zhì)量計(jì)算新增表面積，從而導(dǎo)出哈氏可磨性指數(shù)。發(fā)電用煤的可磨性指數(shù)通常用哈氏（Hardgrove）可磨性指數(shù)HGI 來(lái)表示，它是一個(gè)無(wú)量綱的量。

我國(guó)動(dòng)力用煤的哈氏可磨性指數(shù)變化范圍在45～127之間，絕大多數(shù)在55～85之間，檢測(cè)結(jié)果為72，在合理的范圍內(nèi)。

3 試驗(yàn)結(jié)論

該檢測(cè)數(shù)據(jù)均按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果分析，其煤質(zhì)參數(shù)變化范圍符合不粘煤的煤質(zhì)特性，根據(jù)該特性選擇了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)煤質(zhì)指標(biāo)間的相互關(guān)系進(jìn)行審查，得到如下結(jié)論：

（1）發(fā)熱量結(jié)果審查，根據(jù)門捷列夫公式計(jì)算得到理論干基高位發(fā)熱量（Qgr，d）與實(shí)際測(cè)定基高位發(fā)熱量（Qgr，d）相差1492J/g，相差較大，檢測(cè)結(jié)果可能存在偏差，建議對(duì)發(fā)熱量進(jìn)行復(fù)測(cè)。

（2）元素分析結(jié)果審查，氫、碳、氮的理論計(jì)算值與實(shí)際檢測(cè)值相差未超過(guò)限值，可認(rèn)為檢測(cè)結(jié)果未出現(xiàn)偏差。

（3）哈氏可磨性指數(shù)審查，我國(guó)動(dòng)力用煤的哈氏可磨性指數(shù)變化范圍在45～127之間，絕大多數(shù)在55～85之間，檢測(cè)結(jié)果為72，在合理的范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳健.煤質(zhì)化驗(yàn)指標(biāo)的重要性及提升化驗(yàn)準(zhǔn)確性的措施[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019（8）.

[2]胡嵐.影響煤質(zhì)分析準(zhǔn)確性的因素及主要控制技術(shù)研究[J].山西化工，2019，39（01）：126-128.

[3]吳鎮(zhèn)君.多元線性回歸分析在動(dòng)力煤低位發(fā)熱量測(cè)定中的應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù)， 2019（3）：51-53.

[4]徐丹丹.煤炭檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制方法探析[J].煤質(zhì)技術(shù)，2019，34（01）：35-38.

[5]周娟.淺析火電廠煤質(zhì)檢測(cè)的質(zhì)量控制[J].煤質(zhì)技術(shù)，2019（4）：45-48.