淺談煤中全水分測(cè)定結(jié)果的影響因素

摘要：煤中水分含量是評(píng)價(jià)煤的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的基本指標(biāo)，為了提高煤樣全水分測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度，對(duì)采制化三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全過(guò)程分析，找出各個(gè)階段對(duì)煤樣水分的影響因素，便于在實(shí)際工作中消除或避免不良因素的影響，確保得到準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。

關(guān)鍵詞：全水分;測(cè)定結(jié)果;影響因素

前言：煤中水分含量關(guān)系到入廠煤數(shù)量驗(yàn)收，是入廠入爐水分差、煤場(chǎng)煤量調(diào)整、收到基低位發(fā)熱量的計(jì)算依據(jù)，其含量的高低將直接影響煤場(chǎng)管理評(píng)價(jià)及煤炭成本。因此，為了公平公正完成煤場(chǎng)管理評(píng)價(jià)，并保證供需雙方的利益不受侵害，必須得到準(zhǔn)確的全水分測(cè)定結(jié)果。但由于全水分測(cè)定方法成熟，操作簡(jiǎn)單，試驗(yàn)過(guò)程的細(xì)節(jié)往往被人們所忽視而使測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確，本文對(duì)煤樣采制化三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，得出常出現(xiàn)的問(wèn)題并給出相應(yīng)的解決方法。

一、煤中全水分的含義

煤中水分按其存在的狀態(tài)可分為游離水和化合水。游離水包括外在水分和內(nèi)在水分，外在水分為吸附在煤顆粒表面上或非毛細(xì)孔穴中的水分，在實(shí)際測(cè)定中，是指在一定條件下與周圍空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)所失去的水分，易受環(huán)境條件影響;煤的內(nèi)在水分為吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水，在實(shí)際測(cè)定中，是指在一定條件下達(dá)到空氣干燥狀態(tài)時(shí)保持的水分，內(nèi)在水分在常溫下不易失去，只有加熱到一定溫度時(shí)才會(huì)失去。而化合水以化合方式同煤中礦物質(zhì)結(jié)合的水，是礦物晶格的一部分[1]。

依據(jù)GB/T211-2017，測(cè)得的全水分僅是煤中游離水的含量。該方法規(guī)定使用13mm或6mm全水分試樣，在日常工作中，為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，往往依據(jù)GB/T475-2008或GB/T19494.1-2004，再依據(jù)GB/T474-2008或GB/T19494.2-2004制備出合格的試樣。

二、采樣對(duì)煤樣全水分測(cè)定結(jié)果的影響

（一）煤不均勻性的影響

煤是多種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的混合物，組成結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜[2]，不同變質(zhì)程度的煤其水分含量也千差萬(wàn)別。由于煤的粒度與密度的不同，在運(yùn)輸、存儲(chǔ)過(guò)程中存在偏析現(xiàn)象，并且煤中水分會(huì)隨著煤深度的增加而增大。因此為采集出能代表整批被采煤平均質(zhì)量的煤樣，必需考慮煤的不均勻性，煤越不均勻，則采樣時(shí)采取的子樣數(shù)目、子樣質(zhì)量就適當(dāng)增加，并且需從不同水分水平的各個(gè)采樣單元中采取子樣[3]。

（二）采樣時(shí)間的影響

根據(jù)我廠來(lái)煤情況分析，70%的煤采用輪船運(yùn)輸，部分輪船輸送周期長(zhǎng)，裝載量大，卸煤采樣耗時(shí)長(zhǎng)，煤在貯存中會(huì)由于泄水而逐漸失去水分;而在卸煤過(guò)程中采取水分試樣時(shí)，試樣也會(huì)由于長(zhǎng)時(shí)間的放置造成水分波動(dòng)。為減少水分的損失，應(yīng)在限制時(shí)間內(nèi)采取煤樣，并提前檢查采樣器的備用情況，確保能在第一時(shí)間內(nèi)投入使用。

三、制樣對(duì)煤樣全水分測(cè)定結(jié)果的影響

（一）工作流程的影響

煤樣的制備過(guò)程通常伴隨不同程度的水分損失，隨著破碎、縮分次數(shù)的增多，水分損失會(huì)加大。為了減少水分損失，制樣人員在收到煤樣時(shí)，應(yīng)正確觀測(cè)煤樣水分、試樣量、粒度等情況選擇最佳的制樣流程。例如當(dāng)試樣水分較低且使用沒(méi)有實(shí)質(zhì)性偏倚的破碎縮分機(jī)械時(shí)，可一次直接破碎到6毫米，再用二分器縮分到1.25千克;當(dāng)試樣量和粒度過(guò)大時(shí)，可在破碎到13毫米前增加一個(gè)制樣階段[4]，再依次破碎至13毫米或6毫米，但各階段的粒度和縮分后試樣質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

（二）縮分的影響

制樣的常規(guī)操作包括破碎、縮分、混合、篩分、空氣干燥，而水分變化主要來(lái)源于縮分階段。

縮分是制樣誤差的主要來(lái)源，縮分方法有機(jī)械縮分法、二分器法、棋盤法、堆錐四分法、條帶截取法、九點(diǎn)取樣法。必要時(shí)應(yīng)采用全封閉式縮分設(shè)備，以防水分損失[4]。當(dāng)煤樣過(guò)濕、不能順利通過(guò)縮分機(jī)械，則應(yīng)該用棋盤法、二分器法、條帶法或九點(diǎn)法進(jìn)行縮分，其中二分器法操作簡(jiǎn)單，縮分前不需混合，水分變化不大，是人工縮分時(shí)選擇的最佳方法。

四、化驗(yàn)對(duì)煤樣全水分測(cè)定結(jié)果的影響

（一）測(cè)定方法的影響

目前，全水分的測(cè)定方法包括氮?dú)飧稍锓?、空氣干燥法以及?shí)驗(yàn)室常用的微波法。

在發(fā)電企業(yè)，實(shí)驗(yàn)室選擇全水的測(cè)定方法需要在成本、實(shí)用性等多方面考慮。其中，通氮干燥法氮?dú)庀拇?，測(cè)定成本高，在日常工作中使用率不高，主要用于仲裁煤樣的測(cè)定;而空氣干燥法測(cè)定成本低、操作簡(jiǎn)單，使用率較高，但其耗時(shí)長(zhǎng)，不適用于快速測(cè)定;而微波法具有耗時(shí)短、成本低的特點(diǎn)。因此微波法常出現(xiàn)在各實(shí)驗(yàn)室，替代了傳統(tǒng)的測(cè)定方法，但使用前必須根據(jù)GB/T18510確認(rèn)無(wú)顯著性差異后才可使用，以此確保其測(cè)定結(jié)果符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

因此實(shí)際工作中需要根據(jù)煤種、實(shí)驗(yàn)室配置情況來(lái)確定全水分測(cè)定方法。

（二）試驗(yàn)設(shè)備的影響

全水分的測(cè)定原理是煤樣在一定溫度下干燥至恒重[5]，以失去質(zhì)量占試樣的百分?jǐn)?shù)為測(cè)定結(jié)果，故而在測(cè)定過(guò)程中所涉及的干燥箱、電子天平都會(huì)將其誤差帶至最終結(jié)果。例如：當(dāng)干燥箱顯示溫度比實(shí)際偏高時(shí)，將會(huì)增加水分逸出時(shí)間和煤中殘留水分，使測(cè)定結(jié)果偏低;而比實(shí)際偏低時(shí)，易引起煤樣氧化、分解造成測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。為了最大程度減小誤差，必須定期校準(zhǔn)或檢定相關(guān)設(shè)備，使測(cè)定結(jié)果滿足溯源性要求。

（三）水分補(bǔ)正的影響

由于在煤樣運(yùn)送過(guò)程中，尤其是外送樣時(shí)，容易引起水分損失，從而造成測(cè)定結(jié)果偏低。為了有效補(bǔ)正煤樣在運(yùn)送過(guò)程中的水分損失，在收到煤樣后，立即稱量并與容器標(biāo)簽上所注明的總質(zhì)量進(jìn)行核對(duì)。若稱出的總質(zhì)量小于標(biāo)簽上所注明的總質(zhì)量，并且能確定煤樣在運(yùn)送過(guò)程中沒(méi)有損失時(shí)，應(yīng)將減少的質(zhì)量作為水分損失進(jìn)行補(bǔ)正。若質(zhì)量損失大于1.0%，則不可進(jìn)行水分損失補(bǔ)正，并在結(jié)果報(bào)出時(shí)注明[6]。

五、總結(jié)語(yǔ)

本文主要從采樣、制樣及化驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)全面分析了煤中全水分測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的影響因素。因此，采制化人員必須清楚并掌握全水分測(cè)定相關(guān)環(huán)節(jié)的影響因素，不斷學(xué)習(xí)、積累經(jīng)驗(yàn)以增強(qiáng)專業(yè)操作技能和處理問(wèn)題的能力，從而有效消除本文所述的全水分測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確的影響因素，確保得到最為準(zhǔn)確的全水分測(cè)定結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1]方文沐，杜慧敏等. 燃料分析技術(shù)問(wèn)答[M]. 北京：中國(guó)電力出版社， 2014.

[2]秦書(shū)玉，趙書(shū)田，張永吉等. 煤礦井下內(nèi)因火災(zāi)防治技術(shù)[M]. 東北大學(xué)出版社，1993.

[3]GB/T 475-2008， 商品煤樣人工采取方法[S].

[4]GB/T 474-2008， 煤樣的制備方法[S].

[5]雷文. 電能計(jì)量[M]. 中國(guó)電力出版社，2004.

[6]GB 211- 2007， 煤中全水分的測(cè)定方法[s].

作者簡(jiǎn)介：庾麗君（出生于1991.08）女 漢 籍貫：廣西桂林 學(xué)歷：本科 職稱：助理工程師 研究方向：煤中全水分的測(cè)定