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摘要：随着时代的进步，现代科技水平不断提高，煤矿企业开展各项经营活动，有效提高了企业工作质量。煤质化验工作操作步骤复杂，技术要求高，实际操作中任何环节出现错误，都会影响煤质检测结果。在当下电煤紧缺、掺烧煤多和煤质变化较大的情况下，由于煤质在线监测仪未得到大范围的推广和使用，煤质化验数据是每班或隔天的化验值，造成无法实现煤耗实时在线监测。为了提高煤耗监测数据的准确性，相关文献提出通过软测量手段获取实时煤质数据。

关键词：煤质化验；数据；校正

煤炭作为能源主要品种之一，被称为“工业的粮食”，占世界一次能源消耗近30％，在一次性能源结构中的比重仍居高不下。煤炭是有机物和无机物组成的混合物，准确的化验数据是科学分类、利用的理论依据。煤炭成分多样、结构复杂，务必用不同的实验方法反映本身的性质、质量等。不同化验数据对煤炭的性质、分类、应用及价值有着不同的作用，煤质化验过程中存在许多对化验结果准确性造成影响的因素，这就要求我们在测验过程中不断优化和改进。市场经济体制下竞争日益激烈，采取有效应对措施，减小化验数据测量误差，确保数据真实性和可靠性，才能使企业在经济活动中持续处于优势地位。

一、煤质化验的方法

在火电厂中，煤质偏低对火电厂的经济运行有非常大的影响，不但对锅炉效率具有直接影响，同时对输送、制粉、除灰等也都有很大影响。随着设备运行时间增加，设备的磨损和维护费用也将大幅度上升。因此对于火电厂来讲，必须要对煤质化验准确率影响因素有详细了解，并在此基础上显著提高煤质化验准确率，降低煤质对火电厂运行的影响。

1、制定正确的抽样方法。如何确保抽样方法对相关抽样人员进行必要的专业培训，而不是直接上手，直接上手这种随意性的态度出现在煤质化验环节中往往导致的结果就是“员工工作能力上不了手”，因为从一开始他们就不是业务的专业要求，因此，在抽样前，一定要对员工进行业务培训，让员工明确采样目的，并且做到对抽样标准的熟知，确定试样的类型究竟是一般煤样，还是水分煤样，或者是粒度分析煤样及其他专用煤样，并且要对采集煤样有一个特性的认识。采样前采样方案的设计也是至关重要的一环，采样方案对于采样人员工作的开展具有指导意义，因此，采样方案最好简单易懂，并且一定要有可操作性，其中方案中采样方法的制定一定要遵循科学性与合理性，对采点的把控要有全局性，这样选出的样品才具有典型性与代表性。

2、正确使用相关仪器。仪器的不正确使用也会产生相当大的误差，因此，要提高煤质化验数据的准确性一定要正确使用设备仪器，第一步就要保证计量器具和检测仪器的示值的精确性，这也是保证化验结果准确的基础。检测仪器从选择到维修都尽可能的建立相关管理制度，有效把控每个环节，从而更高效的提供检测服务。

3、制备样品的及时性。制样过程中一定要严格按照标准程序进行，不得随意串改，在制备样品过程中如果要进行次破碎、缩分的处理，务必要把设备清理干净，制样人员要穿戴专用衣物鞋子，避免样品污染的情况出现。在制样过程中严禁随意丢弃煤样的行为的出现，对于湿度较大的样品可采取自然风干的方法放置于空气中。

4、选取合适的标准和方法。正确方法与标准的选择才具有信服力。如果产品属于强制性标准的，应该第一时间考虑选用强制性标准;如果产品不属于其标准调整范围的，则应选用国家推荐性标准或行业标准。就煤炭行业而言，它的检测标准主要分为两类，一类是国际标准，一类是行业标准，在选择好标准后就应严格按照标准执行化验。

5、数据记录与处理

（1）样品检测中。样品检测中得出的数据一定要与记录同步，为了保证这个原始数据的完整性得以保存，最好选择专用的记录本，而不是随意的纸张，以免丢弃。

（2）煤炭检测中。分析基、干燥基是煤化验结果的一般性分类，在移送环节中，由于外界环境的干扰极易造成制备和移送样品的差异，最终导致煤样化验结果的差异，因此，报告生成时一般按干燥基报告。

6、严格依照标准和规程检测。平行测试在化验次数中的增加可以在很大程度上将偶然误差缩小甚至接近消除，因此，为了提高化验的准确性，务必严格按照标准进行平行测试。在检测时，要经常通过标样检查校准仪器，举例说明：在对硫的测验中，我们只有将仪器值调整到其误差允许的范围内才能开始样品的检测，如果在所检测样品较多的情况下，一定要在中间进行穿插标样，尽可能的保证检测仪器的稳定性和准确性。而在对水分、灰分的测试时，一定要对用到的仪器坩埚进行恒重处理，待其稍冷后再放置于干燥器中冷却，并保证测量前后冷却环境与时间的大体相同。而在做样品的挥发分处理时要特别注意快拿快放，避免试样暴露于空气过长时间，造成不必要的误差。

二、煤质化验数据实时校正方法

利用制粉系统输入和输出的热量平衡原理计算入炉煤收到基水分，基于锅炉输入和输出能量平衡原理考虑基灰分变化对基低位热值的影响，通过反复迭代计算，实现入炉煤收到基水分、基灰分和基低位热值的实时校正，基于锅炉系统的输入、输出能量平衡考虑基灰分变化对基低位热值的影响，通过反复迭代求取基灰分、基低位热值和锅炉效率，从而实现煤质指标的实时校正，大大提高了煤耗监测数据的准确性。

1、模型建立

（1）基水分的计算模型。利用制粉系统输入和输出的热量平衡原理，可以求解入炉煤收到基水分Mar。制粉系统输入的能量包括入炉煤物理热qr、磨煤机入口一次风的物理热qgzj、漏入冷风的物理热qlf、研磨部件产生的能量qnm；制粉系统输出的能量包括一次风带出系统的能量qgzo、磨煤机的散热损失qsr、入炉煤中析出的水蒸气的物理热qszq、煤粉的物理热qmf，以上各能量单位为kJ/kg，计算公式如下：

（2）基低位热值的计算模型。对于凝汽式机组来说，锅炉有效利用能量Q1（单位为MJ/h）的关系式如下：

式中：G0，b为锅炉出口的主蒸汽流量，t/h；hms，b为锅炉出口的主蒸汽焓kJ/kg；Grhr，b为锅炉出口的热再热汽流量，t/h；hrhr，b为锅炉出口的热再热汽焓，kJ/kg；Grhl，b为进入锅炉的冷再热汽流量，t/h；hrhl，b为锅炉的冷再热汽焓，kJ/kg；Gf，b为扩容蒸汽出锅炉系统的流量，t/h；hf，b为扩容蒸汽出锅炉系统的焓，kJ/kg；Gfw为最终给流量，t/h；hfw，b为最终给水焓，kJ/kg；Gss、Grs分别为过热减温水、再热减温水流量，t/h；hss、hrs分别为过热减温水、再热减温水焓，kJ/kg。

（3）基灰分的计算模型。影响锅炉效率变化的主要损失项是排烟损失Q2和固体未完全燃烧热损失Q4。基灰分变化会引起固体未完全燃烧热损失变化，其计算式如下：

（4）给煤量的计算模型。直吹式制粉系统设有给煤量测点，因此计算时直接采集DCS上的测点数据即可。而对于中间储存式制粉系统来说，总给粉量才能直接反映锅炉实时负荷的大小。由总给粉量计算给煤量的公式如下：

式中：B为总给煤量，t/h；Bmf为总给粉量，t/h；Mar为入炉煤收到基水分，%；Mmf为煤粉水分质量的百分比，按一般要求，烟煤的煤粉最终水分Mmf约等于Mad，无烟煤的煤粉最终水分Mmf约等于0.5Mad，褐煤的煤粉最终水分Mmf约等于Mad+8，其中Mad为入炉煤空气干燥基水分，%。给粉量和给粉机转速的关系初始曲线可通过变工况试验得到。但随着运行时间增加，给粉机运行特性发生了变化，关系曲线因子需要不断校正。可以依据每班煤质化验数据与对应稳定运行时段的工况平均数据计算出给煤量，从而实现给粉量和给粉机转速关系曲线的实时校正。

2、校正方法采用迭代计算方法校正煤质化验数据，其过程如下：（1）依据制粉系统能量平衡原理计算入炉煤收到基水分；（2）根据煤质化验数据计算值计算锅炉效率；（3）依据锅炉系统的汽水能量平衡原理计算锅炉有效利用能量以及管道效率ηgd取定值；（4）依据基低位热值计算模型得到新的基低位热值；（5）依据基灰分计算模型得到新的基灰分值；（6）依据新的基低位热值、基灰分值计算新的锅炉效率；（7）比较锅炉效率迭代初终差值，当差值不满足精度要求时跳到步骤4继续计算，否则终止计算，输出基水分、基灰分和基低位热值及锅炉效率值。

三、火电厂中煤质化验技术应用

1、煤炭发热量检测。众所周知，煤炭燃烧时会产生热量，所以煤质化验技术人员要结合煤炭燃烧热量计算值，合理划分煤炭种类并确定煤炭价格，合理选择燃烧设备，增强锅炉燃烧的稳定性。如果锅炉煤炭燃烧标准不符合标准，就会引起锅炉状态不稳定或低温，使得锅炉系统自启保护程序，熄灭火焰。所以，作为煤质化验人员，要选择适宜的燃煤检测其发热量，以此判断其发热量。首先，在氧氮热量计中，选取适量煤炭试样放入其中燃烧，以此确定热量计实际热容量。其次，煤质化验人员结合所选试样燃烧前后温度，分析其影响因素。最后，利用校正筒发热量，减少煤体中硝酸与硫酸热量，在此基础上明确试样含水量与氮量，有效计算燃煤发热量。

2、检测煤炭灰分。煤炭燃烧中，灰分是一种重要残留物，因煤炭燃烧中，煤炭矿物质会产生化学物质，其会影响煤体燃烧热量。所以，煤质化验人员要重视煤炭灰分检测，首先选择适量煤炭试样并放置于马弗炉中。在均匀加热基础上，增加煤体燃烧温度到815℃，煤炭充分燃烧后，对比其残留物与煤炭质量，以此计算煤炭灰分。因煤质化验技术可有效检测煤炭灰分，因而其对煤炭质量的选择至关重要。

3、检测煤炭水分。煤炭内在与表层含有一定的水分，其中内在水分是煤炭固有水分，而表层水分存在于煤炭表层或缝隙，煤炭水分含量与其可燃性间是反比关系，即含水量越高，煤炭可燃性与发热量就会越小。如果煤炭中水分含量超过11%，就会影响火电厂设备的正常运行。同时，煤炭水分含量越大，也会增加运输成本，降低煤炭性能，所以煤炭水分检测显得尤为重要，煤质检验环节中必须要重视这一工作。

4、检测煤炭挥发性。煤炭加热时，因空气稀少，使得煤炭燃烧时，会形成很多气体或液体，这些气体或液体的挥发表明了煤炭的挥发性。因而，煤炭加热时，极易形成挥发性物质。此种情况下，火力发电厂所选煤炭质量不好，就会加大煤炭挥发性。所以，实际工作中，煤质化验人员必须要测定煤炭挥发性，首先，选取适量煤炭试样称重并做好记录，将其放置于戴盖瓷坩埚，并将温度增加到900℃，并持续7分钟，注意：在此过程中，要注意煤炭要与空气充分隔绝开来。最后，煤炭质量完成加热后，对比加热前煤炭质量，去除掉煤炭试样中的水分，再计算出煤炭挥发性。

结束语：

综上所述，在火电厂运行中，煤质化验工作是非常重要的。所以实际化验工作中，要严格依照煤质化验各项控制指标，规范化验人员操作步骤，合理选用煤质化验技术、化验所选煤样。基于火电厂入炉煤煤质化验数据实时校正方法，该方法应用于直吹式制粉系统取得了较好的效果，大大提高了煤耗监测数据的准确性，确保煤质化验实现流程与信息化管理目标，以此获得更加准确的化验结果，为火电厂安全与稳定运行提供保障，从根本上实现可持续发展目标。

参考文献：

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