火电厂煤质检测中误差来源及控制

2021-06-10张海振

探索科学(学术版) 2021年5期

张海振

华电潍坊发电有限公司山东潍坊 261204

引言

煤质检测是指通过煤的采样、制样、化验来测定煤中全水分、空气干燥基水分、灰分、挥发分、发热量、全硫、碳、氢、煤灰熔融性等煤质特性指标的过程。从整个煤质检测过程看,误差来源多样、占比不同,煤质检测结果对火电厂入厂煤质验收和入炉煤质监督及锅炉稳定运行会产生较大的影响。从有效减小误差的角度,采取控制措施,使检测结果更准确,对煤质监控、锅炉稳定运行有指导意义,因此,通过来源分析和改进控制来减小煤质检测误差显得十分必要。

1 煤质检测全过程的误差来源

1.1 煤的采样阶段误差采样是煤质检测的第一个阶段,采样误差在采制化总误差中往往占最大比例,只有当采集到的煤样能代表整批煤的平均性质,才能保证化验结果准确。采样阶段产生的初始误差会存在后续制样和化验阶段,影响最后测定结果。采样方案精密度不符合要求、采样单元数和子样数不足、采样方法不适当等情况下所采煤样代表性差,此外,不同的采样场景要选用适当的采样方法,在移动煤流采样和火车、汽车、煤堆和轮船等静止煤采样时子样分布不合理会严重影响采样误差。

由于煤的粒度离析和不均匀性,采样时要根据煤质情况确定适当的采样方法和采样工具,采样工具要根据煤样粒度选取适当的尺寸规格。采样方案和采样方法要符合国标要求,实际操作要符合技术要求。采样点分布、试样质量、总样量不符合标准会导致所采样品的代表性下降,产生系统误差。

1.2 煤的制样阶段误差煤样的制备是指从采取的原始煤样通过使用制样设备和工具经过一定的制样程序获得分析或试验煤样的过程。制样是一个样品不断破碎、不断缩分的过程,煤样量越来越少,煤样粒度越来越小,制样误差有时对结果的影响不小于采样误差。大量原始煤样通过制样得到少量用于分析煤质特性的试验样品,只有分析煤样和原始煤样的性质越接近时,制样过程精密度就越高,所制备样品代表性越好。

在制样过程中由于混入其它非煤物质或样品损失,会影响样品中煤的质量,无形中改变了样品煤质成分含量。缩分阶段使用不适当的缩分工具或缩分方法会使留样和弃样产生差异,带来系统偏差。一般分析试验煤样的制备需要达到空气干燥状态,在磨制煤粉前需要空气环境干燥或烘箱干燥,为提高制样效率,通常选用烘箱干燥,不同煤质对干燥温度范围有严格的要求,超出温度上限会使煤样过度干燥,并且可能造成煤样的氧化变质,使得煤样的物理性质及化学性质发生变化,造成测定结果的严重偏离。煤样具有很强吸水性,制备好的煤样要装入封闭良好的容器中。

1.3 化验阶段的误差化验阶段一般采用高准确度的国家标准方法或行业标准方法进行煤质检测,化验误差主要是人的误操作或设备状态异常造成的,人是检测设备、仪器、工具的主要操作者,由于理解偏差、习惯性操作、采集数据等人员间的差异给测定带来了误差。在使用各种检测仪器时对仪器操作规程和作业指导书理解不透彻、不能按照操作要点进行规范操作,或在结果计算时不严格依据判定规则和数据修约规则进行结果判定和数据修约也可能产生较大误差。因此,化验人员必须要细心负责,坚持工作流程标准化、操作细节规范化、养成良好的习惯,减小操作误差。

2 煤质检测中误差的控制

2.1 掌握采制样操作技术要点采样和制样所用的设备或工具要通过性能检定,定期进行精密度试验。要严格依据标准方法作业,在采样过程中控制采样工具适当、采样点正确定位、足够的子样数和子样量等关键点。破碎、掺合、缩分和空气干燥是制样的几步主要操作,制样员要牢记操作要点和注意事项,能根据不同煤质特点做出适当调整,确保制备的一般分析试验煤样能代表整批被采样煤。

2.2 降低化验误差为了减小化验阶段的误差,首先,对同一项目标准中提供的多种测定方法,要选用适当的、准确性较高的标准检测方法。试验前要启动电子天平和仪器进行预热、校准,此外,在测试过程中,可以采用不加煤样的方法进行空白试验,通过扣除空白试验结果进行校正。样品称量时充分搅拌样品,多点取样,确保样品均匀。

2.3 增强人员技能准确的试验结果需要高超的操作技能,因此高质量的煤检工作需要打造一支业务精湛、作风优良的煤质检测队伍。要把作业人员的技术培训纳入日常工作当中,在工作中训练,在训练中提高,精益求精,坚持一线匠人精神。规定样品抽检比例,定期抽检样品,加强煤质检测监督,统计样品抽检合格率,并且通过抽检合格率奖惩制度来不断增加人员的主动性和责任心。

2.4 更新检测方法煤质检测仪器是测定准确结果的保证,随着科学技术的进步及煤炭采制化设备制造厂家的产品的更新换代,不断优化现有产品的弊端,各类新型智能化的煤质检测设备相继研发出来。目前,已有研发企业推出了全自动采样、制样系统,机器人智能化验系统,实现了燃煤采、制、化作业的全流程无人干预自动作业和闭环管控,降低了人为因素的影响,同时提高了工作效率。这些设备具有精度更高、操作更便捷、性能更稳定的特点,为煤质检测质量的提升提供了有力的保障。一些大型火力发电企业应定期更新检测设备,结合燃料管理现状优化现有检测技术条件,不断提高煤质检测水平。