煤質(zhì)化驗技術(shù)及其常見問題解決方案

房利

摘 ?要：煤質(zhì)化驗過程中涉及眾多操作環(huán)節(jié)，而且對各個環(huán)節(jié)的化驗技術(shù)有較高的要求，然而在具體化驗過程中，可能會因為煤樣、給氧、點火工具等因素的影響，而誘發(fā)煤樣未充分燃燒處理、化驗結(jié)果誤差、燃燒皿難點火等一系列的問題，在一定程度上影響煤質(zhì)化驗工作的開展。同時，在進(jìn)行煤質(zhì)化驗時，化驗操作人員的工作經(jīng)驗可能會在很大程度上影響化驗結(jié)果，此時就需要對上述問題給予全面、系統(tǒng)的分析，并制定有效的問題解決方案，以確保煤質(zhì)化驗工作的順利進(jìn)行，進(jìn)而提高煤質(zhì)化驗結(jié)果的真實性、準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：煤質(zhì)化驗;問題;解決方案

引言

煤炭是我國目前發(fā)展經(jīng)濟的主要動力能源，也是維持我國國民經(jīng)濟社會發(fā)展的重要能源。選煤廠洗選產(chǎn)品分多種品質(zhì)，其中劣質(zhì)煤比例很大，通過配煤技術(shù)在滿足用戶用煤質(zhì)量要求的同時加大劣質(zhì)煤的使用比例，降低成本，優(yōu)化煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從而提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1影響煤質(zhì)化驗的的因素

1.1水分

對煤質(zhì)的水分化驗具有較高的操作要求，其化驗結(jié)果也易受多種因素的影響，在進(jìn)行化驗時需格外注意。在化驗操作標(biāo)準(zhǔn)上，考慮到水分存在于煤炭的內(nèi)部和表面，其可以直接對煤粉的發(fā)熱量產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到煤炭質(zhì)量。因此，在測定煤質(zhì)水分的過程中，需要嚴(yán)格按照測定和操作標(biāo)準(zhǔn)來檢測。

此外，在化驗流程上，需要注意的是加熱溫度、加熱時間以及冷卻控制等因素。例如，檢測煤質(zhì)的水分需要使得加熱溫度快速升到145攝氏度，并持續(xù)加熱30min，以保障煤質(zhì)中的水分可以完全被透析出來。做好對加熱環(huán)境的溫度控制，既可以避免出現(xiàn)樣品水分含量偏小的問題，又可以規(guī)避樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞的結(jié)果。當(dāng)加熱過程結(jié)束后，還需要化驗樣品在干燥器內(nèi)保持20分鐘自然冷卻，進(jìn)而有助于更好的透析煤質(zhì)中的水分，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2灰分

煤質(zhì)灰分的化驗結(jié)果，是判斷煤炭有機質(zhì)含量的重要依據(jù)，也是明確原煤燃燒熱量散發(fā)值的重要指標(biāo)。在煤質(zhì)灰分的化驗過程中，通常會用到石棉板、高溫爐、分析天平等化驗設(shè)備。在化驗方法上，可以利用緩慢灰化法、快速灰化發(fā)、快速測定法等手段分析樣品煤質(zhì)在燃燒后殘渣的灰分含量。

1.3發(fā)熱量

在煤質(zhì)化驗過程中，發(fā)熱量會直接決定煤炭質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟效益。在對其進(jìn)行測定過程中，需要按照要求設(shè)置一個發(fā)熱量單獨測定的實驗室，并合理設(shè)置實驗室溫度，一般維持在15-30℃之間，以免室內(nèi)溫度對測量結(jié)果的影響。

2煤質(zhì)化驗過程中的技術(shù)

2.1實驗室人工煤質(zhì)化驗

目前國內(nèi)電力、煤炭、化工、鋼鐵等行業(yè)煤質(zhì)化驗工作均采用人工+儀器的方式進(jìn)行指標(biāo)檢測，主要依靠人工操作儀器設(shè)備的方法完成，特別是檢測工作量大的灰分、水分、全硫、發(fā)熱量、揮發(fā)分等常規(guī)項目。這就帶來以下問題：（1）對于大量煤樣的檢測，需要配置多名化驗人員，勞動強度大。（2）難以避免人為因素對化驗結(jié)果的影響。在煤炭檢測中檢測結(jié)果偏差較大是最為突出的問題，除了實驗室檢測儀器和人員操作差異，在煤炭產(chǎn)品采樣、制樣過程中由于操作不規(guī)范，取樣不標(biāo)準(zhǔn)等也會造成結(jié)果偏差。

2.2在線煤質(zhì)檢測

目前國內(nèi)外采用或在研發(fā)的在線煤質(zhì)檢測技術(shù)主要有兩類，第一類是采用γ雙能技術(shù)或煤中放射性物質(zhì)檢測技術(shù)，只分析煤中灰分占比;第二類是通過光譜法分析煤中元素成分，再擬合出煤中灰分和熱值等指標(biāo)。第一類技術(shù)只能分析灰分，不能分析煤中硫的指標(biāo)，對于較復(fù)雜的煤源，校準(zhǔn)難度較大。第二類技術(shù)適應(yīng)煤種廣，可分析煤中硫、灰分、熱值等指標(biāo)，已成為在研技術(shù)的主要發(fā)展方向。中子活化技術(shù)的測量精度較高，在煤質(zhì)測量時可測得多種元素成分，但其因中子穿透力強，對人類的危害較大，因此在使用時對屏蔽防護(hù)要求較高。

2.3智能煤質(zhì)化驗

智能煤質(zhì)檢測系統(tǒng)的研究是近年來業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的課題。在新時期，煤礦企業(yè)要實現(xiàn)自動化、數(shù)字化建設(shè)，就要加強自動化測試儀的使用，提高煤質(zhì)檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，同時有效彌補手工檢測的缺點，改善煤質(zhì)檢測，提高生產(chǎn)效率。采用工業(yè)機器人技術(shù)、機器人應(yīng)用技術(shù)、非標(biāo)機械自動化技術(shù)配合煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化驗儀器，用機器人及自動化機械直接或者間接模擬化驗人員的化驗操作流程，從而完成各項化驗指標(biāo)的自動化測量，測量結(jié)果直接進(jìn)入信息管理系統(tǒng)。整個化驗過程操作人員無需直接接觸化驗煤樣，從根本上解決了人為因素對化驗結(jié)果的影響。

整個系統(tǒng)由智能煤樣檢測管理系統(tǒng)和化驗工作站組成。工作站包括水硫工作站、灰揮工作站、量熱工作站。各工作站的核心模塊包括微量稱重系統(tǒng)、拆裝蓋系統(tǒng)、機器人模塊、分析儀器、煤樣輸送系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、RFID掃碼系統(tǒng)、物料清洗系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)。

3提高煤質(zhì)化驗水平的措施

3.1提高煤樣制樣質(zhì)量

在煤質(zhì)化驗的整個過程當(dāng)中，煤樣的質(zhì)量不僅會影響到各項化驗指標(biāo)的測定結(jié)果，而且會直接導(dǎo)致化驗失敗。因此，對實踐中經(jīng)常出現(xiàn)的燃燒皿燃燒不充分、測定結(jié)果不準(zhǔn)確等實際問題，需要不斷提高制樣的質(zhì)量。具體而言，可以從以下幾個角度展開工作：一要嚴(yán)格按照制樣的標(biāo)準(zhǔn)、流程和技術(shù)等完成煤樣制作工作;二要合理選用制樣工具、控制煤樣采樣的位置，從而提高煤炭取樣的均勻性，避免化驗結(jié)果誤差的產(chǎn)生;三要保障子樣質(zhì)量，使其符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和取樣標(biāo)準(zhǔn);四要在取樣之后，盡快進(jìn)行化驗或者按照規(guī)范的密封、防潮技術(shù)來保存煤樣，防止出現(xiàn)其他誤差因素;五要堅持整個煤樣制樣流程的標(biāo)準(zhǔn)性和制樣的代表性，從而提高煤樣的質(zhì)量，減少化驗誤差產(chǎn)生。

3.2保障充分的燃燒條件

在煤質(zhì)化驗過程中，還會出現(xiàn)煤樣燃燒不充分的情況，在實踐中可以采取如下措施進(jìn)行解決：（1）查找煤樣是否存在問題，若煤樣的含水量較大或揮發(fā)分過小，都可能會造成難以點火的結(jié)果。此時需要更換煤樣再次進(jìn)行化驗。此外，煤樣也有可能存在粒度、水分、灰分、揮發(fā)分等指標(biāo)問題，造成其無法達(dá)到充分燃燒的指標(biāo)。（2）查找是否存在供氧方面的問題，例如，發(fā)生了充氧壓力太小或是氧彈漏氣的現(xiàn)象。（3）檢查點火開關(guān)與點火絲是否存在問題，是否存在接觸不良的現(xiàn)象。（4）檢查燃燒皿的安放位置是否準(zhǔn)確，當(dāng)化驗的天平穩(wěn)定之后，再將燃燒皿逐漸移動到合適位置。

3.3提升煤質(zhì)檢驗技術(shù)的智能化水平

目前煤質(zhì)檢驗工作已經(jīng)進(jìn)入信息化時代，傳統(tǒng)的設(shè)備已無法滿足對煤質(zhì)更加快速、高效、準(zhǔn)確的檢測要求。近些年，在西方國家已經(jīng)有在線分析系統(tǒng)在煤質(zhì)檢驗檢測技術(shù)上的成功應(yīng)用和商業(yè)推廣。該技術(shù)不盡可以大幅度的節(jié)約能源，減少煤樣的制備，而且還具有準(zhǔn)確率高、結(jié)果出具快的有點，對煤質(zhì)檢驗檢測行業(yè)帶來了巨大沖擊，在未來的質(zhì)檢工作中，在線分析儀將成為行業(yè)的發(fā)展趨勢。

結(jié)語

在檢測技術(shù)不斷革新的當(dāng)下，煤質(zhì)檢驗檢測人員必須要知道當(dāng)前檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和在試劑操作過程當(dāng)中所存在的不足。在工作深入開展過程中，不斷提高自身綜合素質(zhì)與技術(shù)水平，找到優(yōu)化煤質(zhì)檢驗檢測程序的有效途徑、分析其可靠性、經(jīng)濟性的準(zhǔn)確性是必要的工作，進(jìn)而促使煤質(zhì)檢驗檢測技術(shù)更好地發(fā)展和進(jìn)步。

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