煤质精准分析方法研究及应用

张磊　刘奥灏

摘 要

煤炭作为火力发电企业的粮食，煤质验收数据作为商务结算和指导掺配掺烧重要依据，其准确验收结果对企业的经济、安全运行起到十分重要的作用，本文通过对神华煤炭化验结果的准确性进行了分析，为发电企业煤质检测数据的准确性判断提供指导。

关键词

煤质检测;经验公式;常规分析;非常规分析

中图分类号： F426.21;F203               文獻标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.087

0 前言

煤炭作为火力发电企业的“粮食”，占发电总成本的60%～70%，其准确验收对企业经营盈利十分重要。火力发电企业一般以入厂验收煤质数据作为商务结算的依据，显然，其数据的准确性不仅关系到机组安全燃烧，同时，也是贸易双方商务结算的依据。另外，入炉煤质检测，一方面是核查厂炉燃料指标如热值差、水分差的依据，也是正平衡计算煤耗的重要依据，同时还起到指导配煤掺烧，因此，煤质化验工作的准确性尤为重要。吴健[1]等人介绍了煤质化验指标的定义与内涵;胡岚[2]介绍了水分、灰分、硫分、发热量4种影响煤质分析准确性因素并分析了如何避免各种因素的干扰措施;吴镇君[3]运用多元线性回归分析对动力煤的低位发热量进行预测，并讨论各组分对发热量数值大小的影响程度。徐丹丹[4]、周娟[5]对检测质量控制进行了研究探讨。

目前煤质检测实验室条件参差不齐，部分发电企业特别是入炉煤检测实验室硬件设施较差，设备老旧，检测结果稳定性较差;或是人员检测能力及综合素质较差，不能按照标准要求开展检测、质量控制工作，导致煤质检测结果不准确。煤炭验收具有不可逆性，若不能及时发现，很难再重复检测，煤质数据验收的准确性对火力发电企业的重要性不言而喻。本文针对某发电企业实验室检测煤质数据展开分析，为发电企业验证检测数据是否准确提供指导，把控好质量关，为企业经济、安全运行提供指导。

1 实验煤样煤质分析

某发电企业某煤样检测数据如表1、表2所示。从表中可以看出，从表1中可以看出对该煤样常规分析如工业分析、元素分析及发热量等常规参数进行了检测。从表2可以看出煤燃烧后的煤灰成分、哈氏可磨指数及灰熔融特性等非常规参数进行了检测。

2 结果分析

本文通过经验公式对该样品检测结果进行复核，快速掌握测试结果是否准确、可靠，以此方法指导电厂燃料验收过程，避免造成电厂的经济损失、加大安全风险。

2.1 元素分析检测结果评价

根据工业分析检测结果利用经验公式（1-3）计算样品的C、H、N元素含量，并将计算结果和实际测定结果进行比较，若差值超过一定范围则认为检测存在偏差。计算公式如下：

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）

通过计算，Hdaf的计算结果为4.17，而实际测定值分别为4.18，4.18-4.17=0.01<0.65，可认为检测结果未出现偏差。Cd的计算结果为64.01，而实际测定值65.76，65.76-64.01=1.75<1.9，可认为检测结果未出现偏差。Ndaf的计算结果为1.39，实际测定值为1.34，1.39-1.34=0.05<0.51，可认为检测结果未出现偏差。通过理论公式计算，C、H、N元素测定值与计算值接近，可认为元素分析检测结果未出现偏差。

2.2 发热量检测结果评价

利用门捷列夫经验公式（4），通过C、H、N、S等元素的测定结果计算样品的高位发热量，并与实际测定结果进行比较，门捷列夫经验公式计算过程如下：

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

通过公式计算高位发热量为25405J/g，实际测定值为23913J/g，差值为1492J/g，可认为存在一定的偏差，建议复测，另外，可从人员操作规范性、仪器设备稳定性、样品均匀代表性、检测方法准确性、检测环境等方面查找原因。

2.3 哈氏可磨性指数检测结果评价HGI）

可磨性用于表征煤炭磨制成粉的难易程度。煤炭磨制成粉所消耗的功与煤所产生的新表面积成正比，规定以某一易破碎的烟煤作为标准煤，其可磨性指数定为100。将被测煤样在规定的条件下在碗型磨中碾压一定的转数，即消耗一定的功，测量规定孔径的筛下物的质量计算新增表面积，从而导出哈氏可磨性指数。发电用煤的可磨性指数通常用哈氏（Hardgrove）可磨性指数HGI 来表示，它是一个无量纲的量。

我国动力用煤的哈氏可磨性指数变化范围在45～127之间，绝大多数在55～85之间，检测结果为72，在合理的范围内。

3 试验结论

该检测数据均按照国家标准进行，根据检测结果分析，其煤质参数变化范围符合不粘煤的煤质特性，根据该特性选择了相应的经验公式对煤质指标间的相互关系进行审查，得到如下结论：

（1）发热量结果审查，根据门捷列夫公式计算得到理论干基高位发热量（Qgr，d）与实际测定基高位发热量（Qgr，d）相差1492J/g，相差较大，检测结果可能存在偏差，建议对发热量进行复测。

（2）元素分析结果审查，氢、碳、氮的理论计算值与实际检测值相差未超过限值，可认为检测结果未出现偏差。

（3）哈氏可磨性指数审查，我国动力用煤的哈氏可磨性指数变化范围在45～127之间，绝大多数在55～85之间，检测结果为72，在合理的范围内。

参考文献

[1]吴健.煤质化验指标的重要性及提升化验准确性的措施[J].中国石油和化工标准与质量，2019（8）.

[2]胡岚.影响煤质分析准确性的因素及主要控制技术研究[J].山西化工，2019，39（01）：126-128.

[3]吴镇君.多元线性回归分析在动力煤低位发热量测定中的应用[J].煤质技术， 2019（3）：51-53.

[4]徐丹丹.煤炭检测实验室内部质量控制方法探析[J].煤质技术，2019，34（01）：35-38.

[5]周娟.浅析火电厂煤质检测的质量控制[J].煤质技术，2019（4）：45-48.