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煤炭质量检测的重要性远比你想象的要重要
- 2020-11-12-

  煤的质量在其所有的利用活动中起着重要的作用,根据最终目标,无论是炼钢还是发电,原料煤必须满足一些期望的质量参数,煤在无机和有机成分方面是一种高度不均匀的物质,在颗粒大小和化学成分方面表现出很大的变化。供应商和客户日益增长的质量意识使质量监控成为工业活动的一个组成部分。适当的煤炭质量监测包括实施采样、样品制备和分析的标准化程序,以最小方差提供所需质量参数的可靠估计。

  收集和制备煤样的基本目的是提供一个试样,当分析时,该试样将提供代表所取样批次的试验结果。国家和国际标准中规定了详细的文件化程序,以执行与不同取样方法有关的代表性取样工作。但由于时间、技术等经济条件的限制,严格执行程序很难实现日常监测工作。修改后的方法经买卖双方同意后实施。

  众所周知,在样本采集、制备和分析的不同阶段,大约80%的总方差来自采集过程中的误差。重要的问题,不总是被考虑的是修改程序对最终结果精度的影响。这通常会导致卖家和客户之间产生不同的争议。在开始讨论现有的抽样实践之前,需要先谈谈抽样的一些基本问题。

  抽样的一般原则,取样的基本要求是:待取样批次中的所有煤颗粒均可使用取样设备,且每个单独颗粒应具有相同的概率被选择并包含在样品中。所用取样装置的尺寸应足以使最大的颗粒自由进入。

  取样的第一阶段被称为主要增量,是从分布在整个批次的位置收集足够数量的煤炭部分,以考虑煤炭的可变性。然后,在取样时或将样品质量减小到可控制的尺寸后,将主要增量合并成一个样品。从这个总样品中,通过一系列称为样品制备的过程制备所需数量和类型的试样。

  总样品的最小质量应足以使颗粒以相同比例存在于从中提取的煤中。为确保所得结果具有所需精度,需考虑以下问题:

  1、煤的可变性

  2、构成每个样本的增量数量

  3、相对于标称顶部尺寸的样品质量

  在绘制增量时,应特别注意避免结果中出现偏差。理想的取样方法是停止带法,它被认为是没有偏差的。由于该方法的实施会影响电厂运行的连续性,因此常规取样并不总是可行的。然而,任何机械取样装置都需要通过与停止带参考法的结果进行比较来检查偏差。

  1、抽样方案:决定取样的目的,例如工厂性能评估、过程控制、商业交易等。

  2、确定需要确定的质量参数,即一般分析、总水分、粒度分析、可洗性等。

  3、确定批次。

  4、定义所需精度。

  5、决定是否需要连续或间歇取样。

  6、确定子批次的数量和每个子批次的增量数量,以达到要求的精度。

  7、确定或估计煤的标称顶部尺寸。

  8、确定每次增量的最小质量和总样品的最小质量。

  9、决定组合不同增量以产生总样本的方法。

  10、决定提取普通或单独的样品,用于一般分析和水分。

  将增量的质量增加到最低要求以上并不能提高精度。根据燃料的可变性,可以通过增加增量的数量和子批次的数量来提高结果的精度。最好是在子批次的基础上进行抽样,子批次的平均结果可被视为每日rake分派的最终结果。

  在商业交易中,现行的煤炭托运质量监测方法是联合抽样或第三方抽样。通常情况下,由生产商和客户的代表按照双方商定的方法在装货端进行联合取样。根据协议的性质,加载点结果只能用于商业交易。在某些情况下,应考虑装卸端联合取样结果的平均值。质量参数中的公差值通常是有定义的,超过这个值就会有几个奖励/惩罚条款。需要强调的是所确定的公差值是否与抽样方案相符。更清楚的是,公差值是否在通过实施特定采样方案可以实现的精度限制内。这需要定期检测,不幸的是,在印度很少进行这种检测。

  一个普遍的经验是,尽管进行了联合抽样,但在两个不同的末端,结果往往存在很大的差异。这可能有多种原因:

  1、两端不遵循相同的取样和样品制备程序。

  2、在人工取样的情况下,人的判断力成为一个重要因素。

  3、偏离协议规定的程序。

  4、在设计抽样方案时,精度水平仍未确定。

  5、洗焦煤取样实例研究。

  高灰分粘结煤在送去钢铁厂之前要进行清洗。东部地区大部分炼焦洗煤厂都有自动机械取样器。从自动取样器中提取样本,并以铁路耙为基础对结果进行平均。通过离线机械和/或手动方式减少采集的样本,以产生最终测试样本。尽管通过机械手段进行取样,但在装卸端的结果仍有很大差异。

  为了解决这个问题,CFRI作为独立的第三方参与了对洗煤质量的监控。经过两年半的时间(1996年12月至1999年3月)制定和实施的详细方法实际上消除了BCCL和SAIL之间的任何争议,并对卖方和客户的经济产生了重大影响。

  采用人工方法对大粒径原煤进行车头取样不仅困难,而且违反了取样的一些基本原则。根据要求,从货车的全深度取样,这是不可能人工采集的。此外,由于尺寸分离,从货车顶部采集的样品不符合整个样品代表性的标准。由于不同粒级的灰分分布不均匀,因此样品的结果可能会有偏差,这些结果不能反映批次的真实粒度分布。更重要的是,用铲子从顶部采集样本是人类判断的功能,不受概率规则的约束。在全球其他地区,货车取样是在较小且尺寸均匀的洗煤或混合煤(例如,小于50mm)上进行的,通常采用自动机械螺旋钻系统。

  CFRI参与了NTPC下一些发电站取样标准方法的开发。通过设计试验对货车顶部取样进行了研究,揭示了一些有趣的特征。与“停止带”样品相比,货车顶部取样中存在偏差。灰分单位的差值可以是5。此外,增量之间的方差较大,精度值较低,在2-2.4个单位的范围内。

  鉴于MOEF限制向年平均灰分为34%的远方电厂供应动力煤,现有的车顶取样方法永远不是正确的选择。从货车顶部采集的样品估算值与“真实值”之间存在巨大差异,这就不符合平均灰分的概念。只有当日变化在规定的公差范围内时,才能对固定间隔的值进行平均。不恰当的取样也会影响混合方案,这是一个符合MOEF指令的直接选择。

  另一个需要强调的相关问题是,在一些装载点,整套机械尺寸减小装置不可用。定期对大量样品进行人工缩小尺寸的操作非常耗时,并且涉及人为错误。

  在竞争环境的变化和电力部门提高工艺效率的需求增加的情况下,主要燃料来源的质量评估具有更大的意义。这个问题不仅限于商业交易,而且直接关系到最终使用的效率。如果要在合理的精度水平上确定质量参数,并使其更接近真实值,自动机械采样系统是不可替代的。


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