煤炭采制样中制样的要求是什么

【专家解说】：地方发电厂锅炉设备形式多样,所用煤炭种类繁杂.因此,必须对入厂煤炭进行技术性的控制，并做到科学、合理、正确地反映出入厂煤炭的质量品质，以确保机组安全、经济运行。笔者根据实际工作中碰到的问题，拿出来与大家探讨,以起到抛砖引玉的作用。
一、煤炭的采样、制样中存在的问题。
地方发电厂煤炭取样大都是人工采样。煤样的采集是制样和化验的前提，采样的目的就是为了获取最具代表性的煤样，并通过化验来反映出煤炭根本的属性，从而为入厂煤炭的验收和结算提供依据。
在我国电力系统，长期以来，重化验，轻采样。在小型热电厂中尤为突出，特别是不能被领导所认识，使采样、制样得不到应有的重视。其实，采样制样是电力用煤技术中最为重要，也是技术难度最大的工种。根据相关资料，如果用样本方差来表示误差的话，采样误差占80%，制样误差占16%，化验误差仅占4%。在实践中，我们也做过这方面的实验，这种现象确实存在。因为煤的颗粒度及化学成分很不均匀，这是煤的基本特点，也是采样的难点所在。所以，轻视采样制样是人们认识上的误区，必须要加以纠正。如何科学、规范地采样，是我们每个煤炭工作者必须掌握的。
入厂的每一批煤炭，取一总样，总样由若干子样组成。在实践 中，我们总结出：批样小于100吨，取子样20个；小于200吨取30个子样；小于1000吨取60个子样。大于1000吨，可按公式：
1/2N=n(m/1000)
N:实际采样个数 个
m:实际被采样煤量 吨
n=60子样的采取个数，各单位可根据自己的实际情况来调配，但一般应按照上述来取。
热电厂入厂煤炭运输工具一般是汽车、船。
汽车运煤，是一些电厂的主要进煤方式。在对车运煤取样，应严格按照标准来取。具体方式是按汽车车厢的对角线方向，3点法采集子样。首尾两点距离车角0.5米，另一点为中心，下挖0.4米，取3个子样。另外，如果煤质稳定均匀，可以按3点循环法来取样，即每辆车取一个样。但笔者认为，3点法取样可操作性强，煤样更具有代表性，优于3点循环法取一个样。
船运煤，比汽车运煤经济。较多电厂建在内河边，所以运煤船不会很大，一般单船在200吨至700吨之间。在船舶上取样，强烈建议采用截面法取样。所谓截面法取样，就是挖煤机吊煤过程中，在船上形成了一个开挖的截面，我们可以人为地把一船煤做成若干个取样截面，每个截面取两个子样。每个子样截面为300mm×500mm,厚度 为30mm。好多单位采用打洞法取样，即挖下400mm来取样，如此取出的样，由于可能有大块煤，（后面要具体谈的）代表性差。无论以何种方式取样，对于每一批煤炭，特别是每一单元的煤（一车或一船），取样量的多少直接影响到总样化验的结果。由于一批煤中，每一辆汽车、每一条船，可能存在个体差异。比如：有8条船组成一个船队，4条船每条装载300吨低位发热量6000大卡的煤，另4条每条装载500吨低位发热量5000大卡的煤,如果我们每条船取子样一样多，(很多电厂是这样做的,煤炭供货商很狡猾的.)即总样化验低位热值为5500大卡。但实际总样的热值仅有（1200×6000+2000×5000）/3200 =5375大卡，前后相差125大卡。对于以每大卡多少钱来结帐的单位，吃大亏了！
所以在取样过程中，我们一定要将各单位子样的重量与批煤总重量的比例相近。为此，在卸煤时，根据车、船的大小，取一只平均吨位作标准值，其它车船根据比例来确定增加或减少子样的比例。
在采制样过程中，还要说明以下问题。
1、关于对静止煤堆、船舶面层取煤样问题。
静止煤堆、船舶面层所取的煤样，只能作为参考，仅作指导作用，而不能作为结算的依据。因为该取样方式不具有代表性，特别是在煤炭卖方市场，质量良莠不齐。这尤其要引起有关人员的重视！
2、关于对大块煤（大于150mm的煤或矸石）的取样问题。
原煤中颗粒度大于150mm的大块，若含量超过5%，则采样不再采入，而按大于150mm的块的百分比，以筛分试验时块的发热量进行加权平均。但即将推行的ISO/FDIS 18283中规定，采样时大块必须采入子样中，与其它颗粒分别进行制样和化验，然后取加权平均，作为总样的品质参数。
3、每个采样子样重量 2Kg 。
4、制样应当用密闭式破碎机。
特别是在夏天，如果不用密闭式破碎机,则高气温会将外露的煤样水分蒸发，结果使低位热值升高。
5、制样室水泥地面上应铺不小于制样室面积40%--50%的6毫米以上钢板。
由此可见,应当改变过去认为采样是低水平的体力活,只要识点字就能采样的观点,采样实际上是技术性很强的工作,对煤炭化验结果起到决定性的作用。欧美国家,是有高技术人员来主持的。随着国标的提高，采样技术人员的素质也要相应提高。
二、煤质化验中存在的问题。
电力用煤单位煤质分析一般采用的是工业分析法，即分析煤的水分、挥发分、灰分、固定碳等四项指标，以及煤的发热量、含硫、灰融点、结焦特征等。我们结合实际化验中存在的问题，拿出来与大家共同探讨。
1、煤的全水分
装有煤样的称量瓶从鼓风干燥箱中取出，应立即加盖，在空气中 冷却时间尽量缩短，实验证明，在空气中冷却3分钟后放入干燥箱中,与从干燥箱中取出加盖直接放入干燥器中相比，结果偏低。因为热的干燥煤样吸湿性强，当温度急剧下降时，称量瓶内产生负压，吸入潮湿空气，使煤样增重。化验低位热值偏高。为此称量瓶从鼓风干燥箱中取出应立即加盖，并在空气中冷却1~2分钟，再放入干燥器冷却到室温后称量。还应当做一次检查性干燥，前后称重煤样减少不超过1% 。在这一点上，电厂化验人员往往怕麻烦，很少怎么去做，最后会使低位热值偏离正常值。
由于各电厂所用煤源不同，每在测量水分时，干燥时间也不尽相同，在实践中不宜作统一规定，常见煤种干燥时间:蒙煤＞山西煤＞山东、徐州煤。煤质越硬,烘干时间越长。
还应当说明的是，由于水分的可变性，全水分的测定，只控制精密度，而无法检验正确度。有的单位在经济结算时，用水分来作一部分结算方式，是不科学的。建议最好还是用大卡来结算。
2、煤的灰分
电厂灰分的化验采用的是缓慢灰化法,该法测定时间长,但正确度高,也是仲裁时采用的方法。煤的灰分含量的高低,是表征煤质特性的最重要的指标之一，所以被列为电厂入厂、入炉煤必测项目。
用来测定灰分的马弗炉必须有足够的恒温区，控制在815土10℃之间。但在实践中我们发现很难达到这个要求，因为在升、降温时，有一定的热惯性。在升温时，热惯性越大，做出的热值就会偏高，反之。因此，我们到市场上应挑选热惯性小的马弗炉，这样，才能确保灰分的正确度。煤中的灰分，特别是矸石，值得一提，矸石对设备的运行安全存在一定的威胁，这已成为共设。我们仅从经济性方面来谈。在煤中混入1%~5%的矸石，对煤的发热量影响不大。比如，在1000吨6000大卡的煤中，混入50吨3500大卡的矸石，则理论总大卡降低125卡，根据煤炭市场价，供煤商要亏10000多元；但是，如果在1000吨5500大卡的煤中，混入50吨3500大卡的矸石，在理论上，供煤商要赚10000多元。因此，矸石的含量多少，在经济性方面，对于电厂来说，要根据具体情况而定。
3、挥发分、固定炭。
挥发分是影响锅炉稳定燃烧的首要因素。在热电厂繁杂种类的锅炉中，不同的炉型选择不同挥发分的煤种。而在煤的工业分析中，挥发分的技术测定是难度最大的一个项目。首先，要选择标准的挥发分坩埚，要求:盖要严、口要圆、底要平，特别是厚度要均匀。其次加热温度和时间要严格控制好。加热温度900土10℃，加热时间7分钟（精确到秒）。我们发现，有的化验人员在测定挥发分时，先计时再打开炉门，将坩埚放入高温炉恒温区，这样，就会使煤样的实际加热时间超过7分钟，得出的挥发分结果偏高。最后还要提的是准确理解挥发分、焦渣特征、固定碳三者之间的关系。当挥发分测出后，其值相对应有8个序号的焦渣特征。焦渣特征用作煤炭分类的一项参考指标，它与固定碳的含量决定二次风量，故对燃烧工况有一定影响。焦渣的不同特征，反映了它的粘结性、膨胀性及熔融性。好多人认为煤的焦渣特征越高，煤越容易结焦。这是错误的理解，煤的焦渣特征与结焦没有本质的联系，焦渣特征1号的煤也可能结焦，焦渣特征8号的煤却不一定结焦。笔者认为，煤的结焦仅与灰融点有关，当灰融点（ST软化温度）＞1350℃时，结焦的可能性很小。（ST）＜1200℃结焦的可能性较大，在实际操作中，我们得出，当DT—FT（DT：变形温度 FT：流动温度）之间的差值小于100度，（ST）＜1100℃肯定会结焦。有的人认为，煤的结焦还与煤中的含铁量、含硫量有关，这是片面的，因为煤中的含铁量、含硫量的高低有可能会影响的灰融点，但不是绝对的。我们经常碰到高含硫量的煤炭，可也没见到结焦。
4、煤的发热量
影响煤的发热量因素有很多，我们仅从操作技术上来谈谈。
煤的发热量测定，是煤质分析中最重要的项目，它不仅是评价煤炭品质的好坏，对大多数热电厂来而言，而且还是结算的依据。所以，正确测定煤炭的发热量有重要的意义。
随着测定发热量用的量热仪越来越先进，似乎操作的重要性也越来越不易体现。但不然，我们只要细心地观察，有好多方面还需要操作人员去把握。如果关键操作不当，同样不能得到正确的结果。
①、新的燃烧皿直接用来测定，会出现发热偏低的现象。所以在使用前，应当将燃烧皿放入800℃的高温炉中烧至恒重再测定。
②、不同厂家的燃烧皿，因厚薄深浅不同，质量也不尽相同。在大量的实践中，我们发现，轻而薄的燃烧皿测得的热值要比重而厚的燃烧皿高。所以，在精密测量热值的时候，要尽量用大小、重量相对一致的燃烧皿。
③、氧弹充氧时间要一致，有一定的余量，避免出现充氧不足而出现燃烧不充分的现象，造成热值结果偏低。
④、禁止使用漏气的氧弹，每次进行测定时，都要检查氧弹，确保密封良好。否则，测出的热值也会偏低。
⑤、为了减少化验误差，在每次正式测定煤样热值前，先要进行标准试样的测量，若在范围内，再正式测定。
关于煤炭的分析，影响因素很多。我们认为，取样、制样是关键。如何正确、科学、合理地取样、制样，是摆在每个企业面前的一个问题，尤其是要得到领导的重视。在化验中，操作人员在技术上要精益求精，找出最适合自己的一套化验方法。煤炭化验任重道远，在热电行业煤炭不断涨价，效益普遍降低的情况下，煤炭化验的正确性直接影响到企业经济效益。