影響煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素及應(yīng)對措施

王 金

(神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，社會生產(chǎn)對于能源的需求持續(xù)增長。煤炭作為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的化石能源之一，在社會生產(chǎn)中占據(jù)了相當(dāng)重要的位置，在化工、冶金及動力等領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，用戶對于煤炭質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格。通過煤質(zhì)化驗(yàn)，可以檢測煤炭質(zhì)量，確保符合用戶的需要。而在煤質(zhì)化驗(yàn)過程中，由于受到各種因素的影響，存在著相應(yīng)的誤差，進(jìn)而導(dǎo)致化驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

1 煤質(zhì)化驗(yàn)的特點(diǎn)及意義

1.1 煤質(zhì)化驗(yàn)的特點(diǎn)

在煤的使用方式和性質(zhì)上，用戶提出的要求都存在一定的差別，這與煤自身的復(fù)雜性及多變性等性質(zhì)有關(guān)，因此對煤的多種化驗(yàn)要求也較高。煤質(zhì)化驗(yàn)的目的就是根據(jù)煤炭性質(zhì)以及成分進(jìn)行相關(guān)的測驗(yàn)，以便使煤炭產(chǎn)品自身質(zhì)量得到提升，能夠滿足當(dāng)前生產(chǎn)生活里的具體需求[1]。還可以對于煤自身的結(jié)構(gòu)給予進(jìn)一步的分析，從而全面認(rèn)識煤的性質(zhì)，掌握煤質(zhì)變化規(guī)律。由于煤質(zhì)化驗(yàn)需要采用多種科學(xué)方式，其方法以及設(shè)備相對來講都比較單一，因此具有非常高的精準(zhǔn)度。

1.2 煤質(zhì)化驗(yàn)的意義

煤炭是由多種物質(zhì)構(gòu)成的，性質(zhì)復(fù)雜，成分多樣，需要通過化驗(yàn)確定其質(zhì)量。由于煤炭本身復(fù)雜的性質(zhì)使得煤質(zhì)化驗(yàn)容易受到各種因素的影響，導(dǎo)致化驗(yàn)結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。通過煤質(zhì)化驗(yàn)，分析煤炭成分及性質(zhì)，使得煤炭資源能夠得到更好的利用，滿足生產(chǎn)生活的現(xiàn)實(shí)需求，促進(jìn)煤炭產(chǎn)品質(zhì)量的提高[2]。同時(shí)，可以利用煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果深入分析煤炭結(jié)構(gòu)，掌握煤質(zhì)變化規(guī)律。以煤質(zhì)分析為例，其本身屬于煤質(zhì)化驗(yàn)中最為常用的方法，運(yùn)用物理化學(xué)方法，研究原煤的成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以分析灰分、水分、揮發(fā)分以及可磨性等指標(biāo)[3]。

2 影響煤質(zhì)化驗(yàn)的主要因素

煤質(zhì)化驗(yàn)技術(shù)的高低直接影響煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的精確度。在對煤質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)的過程中，存在許多因素，會直接影響煤質(zhì)化驗(yàn)的結(jié)果，同時(shí)對煤質(zhì)化驗(yàn)的精確度也會造成很多不利的影響[4]。

2.1 水分測定的影響因素

水分測定的關(guān)鍵在于如何保證煤樣中的水分，即從采樣、制樣到測驗(yàn)的全過程中既無增加也無消耗。化驗(yàn)人員在化驗(yàn)過程中要做到以下幾點(diǎn)：

(1)制樣操作時(shí)需要保持快速；

(2)煤樣應(yīng)該被保存在一種封閉性相對好一些的容器里，且需要擺放在比較陰涼的位置；

(3)煤樣在送到實(shí)驗(yàn)室后，應(yīng)該對其進(jìn)行再次測定。

2.2 發(fā)熱量測定的影響因素

發(fā)熱量測定的關(guān)鍵因素是煤炭在氧彈中充分燃燒發(fā)熱時(shí)要控制室溫，在整個(gè)測量過程中，應(yīng)保證室溫與氧彈外筒的溫度差異在1.5 K(開爾文)以內(nèi)。同時(shí)要對氧彈進(jìn)行氣密性檢查及耐壓測試，使氧彈在充氧之后仍然能夠保持一個(gè)較好的氣密性。只有做到以上要求，才能有效保證測量結(jié)果有較高的準(zhǔn)確性[5]。

2.3 灰分測定的影響因素

煤的灰分與其發(fā)熱量、密度等性質(zhì)都有較大的關(guān)系，有機(jī)和無機(jī)礦物質(zhì)都是灰分的主要成分來源。煤的灰分測定是指煤樣在充分燃燒至質(zhì)量恒定時(shí)，測定殘留物質(zhì)量與煤樣質(zhì)量的比值，即殘留物占煤樣質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此，灰分測定時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：

(1)馬弗爐、坩堝等試驗(yàn)設(shè)備要進(jìn)行反復(fù)有效的檢查，以剔除無關(guān)物質(zhì)的影響；

(2)確保黃鐵礦完全氧化、各種碳酸鹽完全分解及三氧化硫的最低反應(yīng)。

2.4 硫測定的影響因素

對于硫的測定主要采用庫侖滴定法，這種測定方式操作簡單、便捷、準(zhǔn)確。在測定硫的過程中，需要把當(dāng)前空氣流量盡可能控制在1 000 mL/min。若空氣流量少于1 000 mL/min，煤炭由于無法完全燃燒，可能會極大阻礙對碘及溴的擴(kuò)散，使獲得的結(jié)果低于正常值；若空氣流量超出1 000 mL/min時(shí)，會使其中一些SO2還未滴定就被帶出電解池，從而使得測定結(jié)果相對較低。除空氣流量的影響外，攪拌速度也是一種影響因素。應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)攪拌速度，將其控制在500 r/min，以減少電解池的損壞[6]。

2.5 偶然影響因素

偶然影響因素所產(chǎn)生的誤差并不具備一定的規(guī)律性，因此對其給予矯正存在著較大的難度。例如，讀取滴定管設(shè)定數(shù)值的疏忽，若使用及操作不當(dāng)，就會使得多次估計(jì)的數(shù)值存在差異，加上測試的環(huán)境溫度和濕度等多種因素的影響，可能也會出現(xiàn)一定的誤差。

2.6 分析因素

煤質(zhì)化驗(yàn)得到的有關(guān)數(shù)據(jù)要經(jīng)過相關(guān)的整理及分析，且需要參照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對煤炭產(chǎn)品自身的質(zhì)量給予有效的確認(rèn)，才可以得出最后的結(jié)論。煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的分析過程中，由于操作人員自身不具備相關(guān)的責(zé)任意識，或其自身的專業(yè)素質(zhì)相對匱乏，就會因?yàn)槭艿綔囟群驼駝拥榷喾N因素的影響，使得煤質(zhì)化驗(yàn)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響。在煤質(zhì)化驗(yàn)之前，還應(yīng)該事先選擇好相關(guān)樣本并進(jìn)行預(yù)處理。在進(jìn)行預(yù)處理的環(huán)節(jié)，若相關(guān)的工作人員不能夠按照標(biāo)準(zhǔn)化的流程進(jìn)行操作，使用了錯誤的方式對煤樣干燥處理，那么就會引起煤樣在高溫環(huán)境下出現(xiàn)演化反應(yīng)，同時(shí)自身的樣本性質(zhì)也產(chǎn)生變化，這種情況對于最終的化驗(yàn)結(jié)果也會造成影響。在干燥處置過程中，需要從煤炭自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，采用自然風(fēng)干的形式進(jìn)行處理，可以減少相關(guān)因素帶來的不利影響。

3 造成化驗(yàn)誤差的原因

3.1 干燥誤差

對干燥誤差要真正能夠合理、有效的控制，首先需要保證煤樣自身的質(zhì)量，并還需要根據(jù)煤樣自身的情況選擇一個(gè)適合的干燥方式。不科學(xué)的烘烤方式是干燥誤差產(chǎn)生的主要原因。檢測人員在進(jìn)行煤樣干燥處理時(shí)，未按規(guī)定操作，導(dǎo)致煤樣在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致其本身物理化學(xué)性質(zhì)的變化，最終的化驗(yàn)結(jié)果勢必會產(chǎn)生誤差。此外，煤炭的多孔結(jié)構(gòu)使其非常容易受到空氣中水分的影響，因此科學(xué)自然風(fēng)干也成為煤炭干燥處理的相對較好的方式，可使其在最大程度上不受水分的影響。當(dāng)然，若對煤塊有特殊需求時(shí)，可以使用烘干的方式對其完成干燥處置。然而在進(jìn)行烘干和保持干燥時(shí)，還需要保證煤樣性質(zhì)不會產(chǎn)生變化。

3.2 偶然誤差

偶然誤差是隨時(shí)變化的，規(guī)律性較差。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)偶然誤差大的情況較少，偶然誤差小的則較多。偶然誤差可正可負(fù)，正誤差和負(fù)誤差的次數(shù)幾乎相等。在滴定管讀數(shù)時(shí)，由于部分檢測人員的疏忽，多次估計(jì)值不同，另外室內(nèi)溫度及濕度的變化等因素都是檢測人員所無法控制的，會迼成偶然誤差。

3.3 分析誤差

分析誤差是按照國家標(biāo)準(zhǔn)對最終化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從而得出有效信息的一種分析方式，在煤質(zhì)化驗(yàn)中具有重要意義。而分析誤差的出現(xiàn)主要來自于檢測人員，如技能不熟練、責(zé)任心不強(qiáng)及質(zhì)量意識淡薄等。另外檢測時(shí)受到室內(nèi)溫度及震動等影響因素的干擾，也很容易出現(xiàn)分析誤差。

4 確保煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的措施

從提升煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的角度而言，需要對煤質(zhì)化驗(yàn)的方法進(jìn)行優(yōu)化，規(guī)范其流程，加強(qiáng)化驗(yàn)過程管理工作。主要可以采取以下幾點(diǎn)措施：

4.1 優(yōu)化儀器使用

儀器設(shè)備是煤質(zhì)化驗(yàn)工作順利開展的基礎(chǔ)和前提，其性能和精確度直接影響著煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在煤質(zhì)化驗(yàn)工作中，相關(guān)部門應(yīng)該切實(shí)做好儀器設(shè)備的管理工作。

(1)設(shè)備采購環(huán)節(jié)，需要做好生產(chǎn)廠商的調(diào)研分析，對于其生產(chǎn)資質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量、市場信譽(yù)等進(jìn)行全面了解，合理選擇，做好必要的驗(yàn)收工作；

(2)設(shè)備使用環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格依照相應(yīng)的使用說明書進(jìn)行操作，避免違規(guī)操作，以免造成設(shè)備損壞；

(3)要保證儀器整潔干凈，以天平為例，需要確保托盤內(nèi)不存在灰塵和雜物，砝碼重量精確，調(diào)節(jié)水平，在使用前將天平清零；

(4)設(shè)備維護(hù)環(huán)節(jié)，需要定期對其進(jìn)行校準(zhǔn)工作，依照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)備的存儲和管理。若發(fā)現(xiàn)設(shè)備損壞，要及時(shí)進(jìn)行維修，更換損壞元件。

4.2 規(guī)范操作行為

煤質(zhì)化驗(yàn)中，規(guī)范的操作行為是確保各項(xiàng)工作順利開展的關(guān)鍵，主要包括以下兩個(gè)方面。

(1)應(yīng)該明確檢測方法。以常用的平行檢測法為例，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效減少檢測過程中的偶然性誤差，從而保證煤質(zhì)化驗(yàn)的準(zhǔn)確性。如果需要采用其他檢驗(yàn)方法，需要提前組織專業(yè)技術(shù)人員做好必要的技術(shù)論證工作。

(2)應(yīng)該完善操作標(biāo)準(zhǔn)。同樣以樣本干燥為例，如果采集到的樣本數(shù)量較大，含水量高，則可以將其放在陰涼通風(fēng)處自然風(fēng)干?？紤]煤樣在檢測過程中需要經(jīng)縮分和破碎處理，為了減少空氣濕度等因素的影響，在對不同樣本進(jìn)行化驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該盡量同時(shí)測定，確?；?yàn)指標(biāo)的準(zhǔn)確性；若無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)測定，則應(yīng)該盡可能縮短煤樣測定的間隔時(shí)間，降低誤差[7]。

4.3 提高操作人員的素質(zhì)

操作人員作為煤質(zhì)化驗(yàn)的主體，其專業(yè)素質(zhì)對于煤質(zhì)化驗(yàn)準(zhǔn)確性的影響同樣不容忽視。針對當(dāng)前許多煤質(zhì)化驗(yàn)操作人員專業(yè)素質(zhì)不強(qiáng)的問題，應(yīng)該切實(shí)做好人員培訓(xùn)工作，提高其專業(yè)素質(zhì)。具體來講，應(yīng)該從兩個(gè)方面對操作人員進(jìn)行培訓(xùn)：

(1)技術(shù)層面，要求操作人員能夠掌握煤質(zhì)化驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法，對于常用儀器設(shè)備能夠熟練操作，明確其中需要注意的問題，了解數(shù)據(jù)計(jì)算和分析的方法，對于一些新的技術(shù)設(shè)備，同樣應(yīng)該及時(shí)通過培訓(xùn)的方式掌握。

(2)意識層面，必須培養(yǎng)操作人員的質(zhì)量意識及自身的責(zé)任意識，使其能切實(shí)認(rèn)識到工作的重要性，在工作中認(rèn)真對待，提升煤質(zhì)化驗(yàn)工作的整體水平，更加公正、客觀地將煤炭樣本的質(zhì)量展現(xiàn)出來[8]。

4.4 做好數(shù)據(jù)分析

(1)對于煤質(zhì)化驗(yàn)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)該嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定的要求，在專用的記錄冊上進(jìn)行記錄，待數(shù)據(jù)記錄完成后，操作人員需要做好簽字確認(rèn)，確保在后續(xù)數(shù)據(jù)記錄出現(xiàn)問題時(shí)能夠落實(shí)責(zé)任。如果記錄的數(shù)據(jù)丟失，則應(yīng)該依照相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)流程重新測試，取得數(shù)據(jù)。

(2)在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過程中，操作人員必須規(guī)范自身行為，保證數(shù)據(jù)的客觀性和真實(shí)性，做到實(shí)事求是，不能隨意更改化驗(yàn)結(jié)果。在分析結(jié)果得出后，同樣應(yīng)該依照相關(guān)規(guī)定，制定標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果報(bào)表，將采樣、制樣和化驗(yàn)環(huán)節(jié)的人員名單及職稱等記錄在案，保證結(jié)果的可靠性[9]。

4.5 優(yōu)化采樣流程

如果化驗(yàn)的煤炭性質(zhì)差異較大，從保證試樣代表性的角度，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加樣本數(shù)量。當(dāng)煤炭樣本噸位不大時(shí)，可以通過摻和，實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化，然后進(jìn)行縮分處理，以得到合適的試樣。通常來講，對于粒度超過25 mm的煤樣，需要經(jīng)過破碎后才能進(jìn)行縮分。為了避免此環(huán)節(jié)對煤質(zhì)化驗(yàn)準(zhǔn)確性的影響，在破碎和縮分前后，都需要對相應(yīng)的儀器進(jìn)行清潔。如果煤炭樣本噸位較大，難以保證摻和的均勻性，可以針對煤炭的不同部位進(jìn)行多次采樣，將采集到的樣本匯總，形成總樣進(jìn)行化驗(yàn)。為了保證采樣的合理性，可以從膠帶、順槽和煤倉口等部位實(shí)現(xiàn)全斷面采樣。

5 結(jié) 語

煤炭本身的特殊性使得煤質(zhì)化驗(yàn)中難免會出現(xiàn)各種各樣的誤差，影響化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在這種情況下，操作人員需要熟練掌握煤質(zhì)化驗(yàn)的操作流程和技巧，嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和分析，從而有效判斷化驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)應(yīng)不斷對煤質(zhì)化驗(yàn)流程和方法進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，進(jìn)一步提升煤質(zhì)化驗(yàn)的有效性，并將化驗(yàn)過程中的誤差降到最低，為煤炭行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。