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煤样采制过程全水分损失的原因分析及改进措施

概述

煤中全水分，是指煤中全部的游离水分，即煤中外在水分和内在水分之和。它是表征煤炭产品数量和质量的重要指标之一，直接关系到运力及计价结算，影响媒体交易双方的经济利益。根据邹进、王美玉等人的研究，若假定氢值不变，当干基高位发热量在22.00-28.00MJ/kg范围时，水分每增加1%，应用基低位发热量将减少237-297J/g。由此可见，获取客观、准确的全水分测试数据对商品煤计价的重要意义。

影响全水分测试结果的因素众多，包括天气状况、测试设备的温度湿度煤样的转运流程等等。根据行业共识，煤质检测总误差的80%来源于采样、16%来源于制样，全水分测试的误差来源分布亦遵循该规律，主要集中在煤样采制样环节。以笔者所在的上海地区为例，该地区燃煤电厂一般通过船运进煤，轮船到达码头后，通过卸船机将煤炭卸至皮带机，采用机械皮带采样装置在连续的煤流中采取煤样，经初步破碎、缩分后，送至制样室按照规定的工序进行样品制备。全水分煤样一般在共同煤样中分取，不单独采样。分取的全水分煤样经过包装称重等一系列工序后，被送至化验室进行分析，得出全水分数据，完成整个煤炭质量验收全过程。在整个煤炭转运、采集、制备、化验过程中，由于采制样环节工作强度高、工序标准繁琐、时间跨度较长，煤样的全水分损失问题普遍存在.因此，从燃料管理工作的有效开展来看分析采制样过程中全水分损失的原因，并具体改进，对于有效抑制煤样的全水分损失、提高燃料管理水平、避免企业损失具有重要意义。

采制样过程中全水分损失的原因探究

结合工作实际，以位于上海的A燃煤电厂(以下简称“A电厂”)为样本通过仔细对比分析其采制样过程中的问题，明确导致煤样全水分损失的主要原因如下:

2.1煤样采样过程中的全水分损失

2.1.1煤炭经过皮带输送机至采样装置过程中的水分损失

A电厂燃煤主要为船运，煤炭自码头经过卸船机和输煤皮带运送至入厂煤机械化采样装置的位置，距离约3km。采取轮船靠岸的开仓样与机械采样装置采取煤样进行全水分数据对比(同一批次煤样，且采用同种制样设备和化验仪器进行制样与化验)，结果如表1所示。

通过表1中的数据对比可知，煤炭在长距离运送过程中，其全水分会有一定损失，且损失量随水分的增加而增大

2.1.2采样装置存在偏倚导致水分损失

市场上的机械采样装置一般具备采样、破碎、缩分等功能性环节，根据煤炭科学研究总院检测分院谢恩情等人的研究，上述每个环节均可能产生过大偏倚，引起样品测定值(如发热量)与实际值产生偏离，造成交易各方煤质纠纷或不能公正地以质结算。有鉴于此，国标GB/T18666-2002《商品煤质量抽查和

验收方法》、GB/T19494-2004《煤炭机械化采样》以及电力行业标准DL/T747-2010《发电用煤机械采制样装置性能验收导则》、煤炭行业标准MT/T1089-2008《移动煤流机械化采样系统检查导则》等均要求机械采样装置应定期进行性能试验，试验周期最长为2~3年(一般为两年1次)。A电厂的机械采样装置定期进行了性能试验，由于试验前通常进行过一定的设备维护和调整，其性能试验报告中的全水分损失数据均在0.5%左右;在日常实际使用中，其设备状态往往不如试验前，实际的全水分损失多在1%左右。

2.1.3煤样采集过程中的水分损失

一艘45kt海轮从停靠码头到卸煤完成，按照1000t/h的卸率，需要45h左右煤样采集从开始到结束，约需两天左右的时间。在此期间，煤样在收集桶中，不可避免会产生水分损失。采用3种煤样，对其采集后第一天、第二天的全水分进行分析，具体实验数据如表2所示:

从表2可以看出，煤样在采集后的不同时间段内其全水分会有一定损失，且损失量随时间延长而增大。

2.2煤样制备过程中的全水分损失

2.2.1制样室不符合要求

燃煤电厂一般采用的是全水分和分析煤样的共用煤样，制样时要求从机械采制样装置收集的13mm煤样中以最短的时间采取全水分煤样，以期减少水分损失。当制样室存在空气强烈对流、热源水源等不符合要求的问题时，将引起水分变化，从而影响水分测定的准确度。

2.2.2制样方案不合理

制样方案的制定需要根据全水分试验方法而定，否则将直接影响全水分测试结果。GB/T211-2007《煤中全水分的测定方法》中的两步法2]要求用于外在水分分析的煤样粒度是13mm、用于内在水分分析的煤样粒度是3mm，若将13mm要求改为6mm或者是3mm，则对结果的影响是显而易见的。其他如褐煤，全水分测试要求使用通氮干燥法(一步法，两步法)和微波法，防止煤样的空气氧化。实践证明，若制定的制样方案不合理，则会对结果的准确性产生很大的影响。

2.2.3制样操作不规范

全水分煤样制样过程中，长时间将煤样敞开放置、制样时间过长、两分器使用不正确、干燥过程不规范、采取的全水分煤