利用稳健Z比分数ZB和ZW对2010年广西煤炭实验室能力比对试验数据的分析

杨名磊

(广西煤炭质量监督检验站，广西 南宁 530021)

利用稳健Z比分数ZB和ZW对2010年广西煤炭实验室能力比对试验数据的分析

杨名磊

(广西煤炭质量监督检验站，广西 南宁 530021)

文章利用稳健统计Z比分数的方法，对2010年广西煤炭实验室能力比对试验数据进行了统计计算，得出了实验室间Z比分数ZB和实验室内Z比分数ZW，根据这些统计结果对产生数据差异的原因进行了分析。

稳健；统计；Z比分数；煤炭；比对试验；实验室

煤炭是我国目前大量使用和消耗的能源，其测试准确度直接影响煤炭的合理利用和燃烧效率以及贸易双方的利益。为了提高煤炭质量检测的准确性，合理利用煤炭燃料，提高煤炭作为主要能源利用的效率，2010年广西质量技术监督局组织了广西煤炭实验室能力比对测试活动，本次活动由广西煤炭质量监督检验站负责实施，并于2010年11月完成结果汇总和数据统计分析。文章根据本次能力比对试验组织者发布的数据，利用稳健统计 Z比分数进行统计计算实验室间 Z比分数ZB和实验室内Z比分数ZW，根据计算结果对检测结果差异较大的数据进行原因分析和讨论，供各实验室参考，以进一步提高各实验室的管理水平和测试能力。

（一）各实验室的测试数据

比对试验各实验室提供的测试数据如表1。

表1 比对试验各实验室提供的测试数据

（二）干燥基灰分数据对的结果分析

根据各实验室提供的数据，对干燥基灰分数据对的结果进行计算分析如下，见表2。

表2 灰分数据对的Z比分数分析

从干燥基灰分数据对的结果分析中可知，所有实验室的实验室间Z比分数ZB（绝对值）均小于2，为满意结果。实验室内比分数ZW（绝对值）除了2号实验室为2.558外，其余实验室均为小于2，结果较为满意。因此，灰分项目的测定，绝大多数实验室测定结果均为满意结果，只有 2号实验室实验室内ZW比分数为2.558，为可疑结果。综合分析2号实验室的测定数据，其 2个样品的值与中位值的差值均未超出GB/T212-2008规定的重复性限，实验结果可以接受。

（三）干燥基挥发分数据对结果的分析

对干燥基挥发分数据对的结果进行计算分析如下，见表3。

从干燥基挥发分数据对的结果分析中可知，在32个实验室中，除9号实验室外，其余31个实验室的实验室间Z比分数ZB（绝对值）均小于2。而在实验室内Z比分数ZW（绝对值）的统计中，则除了29号实验室外，其余31个实验室的ZW值均小于2。因此，在挥发分项目测定中，除9号，29号实验室外，其他实验室的结果均为满意结果。

9号实验室的实验室间ZB值为-3.091，可以判断为系统偏低，其原因可能是测定挥发分的马弗炉温度控制未达到890～910℃，导致结果偏低。29号实验室的实验室内ZW值为3.412，仔细比较其样品对的数据，发现其A样的结果为较中位值高，而 B样的结果则较中位值低，也就是说，在同一实验室内，其前后两个样品的测定在操作上存在较大的差异（同一个人操作时，则是其前后测定存在差异；两个人操作时，则是两个人之间的操作存在较大的差异）。

表3 挥发分数据对的Z比分数分析

（四）干燥基全硫数据对结果的分析

干燥基全硫的数据对结果的分析见表4。

从表 4的结果中可以看出，在全硫项目测定中，多个实验室的结果出现离群值。实验室间比分数 ZB(绝对值)大于 3的为20号实验室，实验室内比分数ZW（绝对值）大于3的为5、10、12、20号实验室。比分数ZB或ZW（绝对值）大于2至3的为1、2、3、17号实验室。其余实验室结果为满意结果。

综合分析各实验室的测定结果，大部分实验室使用库仑测硫仪测定硫含量。本次硫的实验室比对测试中，Z比分数（绝对值）大于3的5、10、12、20号实验室均为正的Z比分数值，相应实验室的测定结果都偏高。偏离的原因可能是实验室未使用标准煤样对仪器进行校准，或者未使用不同含硫量的标准煤样进行校准。

Z比分数为可疑值的1，2，3号实验室，其A、B样的测定值与中位值的差均小于再现性限，结果可以接受。

对于17号实验室，其A样的测定结果与中位值之差明显大于再现性限，而 B样的结果与中位值还比较接近。这说明该实验室的仪器可能未使用不同含量的标准煤样进行校准，导致测定低含硫量范围的样品时出现结果偏高的情况。

表4 全硫数据对的Z比分数分析

（五）干燥基高位发热量数据对结果的分析

干燥基高位发热量的数据对结果的分析见表5。

从表5的结果中可以看出，在发热量项目测定中，1个实验室的结果出现离群值，为17号实验室，其实验室间ZB值为-3.940，实验室内ZW值为2.880。 比分数ZB或ZW（绝对值）大于2至3的为2、15、22、26、32号实验室。其余实验室的结果为满意结果（29号实验室未提供测定数据，不予评价）。

从17号实验室的测定结果分析，两个样品的测定值均明显低于中位值，且超过 GB/T213规定的再现性限，明显系统偏低。对于2号实验室，从其2个样品的测定结果看，其与中位值的差均在再现性限范围内，结果可以接受。

15号实验室，其ZB值为2.77，ZW值为2.88。分析其测定数据，A 样超过重复性限，B样则明显超过再现性限较多，说明系统偏高。

22号实验室的 ZW值为-2.878。分析其测定数据，其 B样的结果明显比中位值低很多，超过了再现性限。

26号实验室的ZB值为2.734，分析其测定结果，A样品的数据与中位值的差超过重复性限，B样品的数据与中位值的差则超过再现性限，系统偏高。

对于32号实验室，其ZB值为2.442，ZW值为2.430。其2个样品的测定值与中位值的差，与26号样品类似，判断为系统偏高。

表5 高位发热量数据对的Z比分数分析

（六）数据对结果的Z比分数统计分析与单一数据的Z比分数统计分析结果对比

1.灰分结果的对比

（1）能力比对组织者发布的结果：全部实验室为满意结果。

（2）数据对Z比分数统计结果：2号实验室的实验室内Z比分数为可疑值，其他实验室的结果均为满意结果。经分析2号实验室的测定数据，其2个样品的灰分值与中位值的差均未超过测定标准规定的重复性限，结果符合要求。

2.挥发分结果的对比

（1）能力比对组织者发布的结果：9号实验室的A样为离群结果，5、18号实验室的A样为可疑值，其余实验室为满意结果。

（2）数据对 Z比分数统计结果:9号实验室的实验室间ZB比分数为离群值，29号实验室的实验室内ZW比分数为离群值。其他实验室的结果均为满意结果。

3.全硫结果的对比

（1）能力比对组织者发布的结果：5、10号实验室的 B样结果为离群值，17号实验室的A样结果为离群值，20号实验室的A、B样结果为离群值，12号实验室的B样结果为可疑值。其余实验室的结果为满意结果。

（2）数据对Z比分数统计结果:5、10、12号实验室的实验室内ZW比分数为离群值，20号实验室的ZB、ZW结果均为离群值，1、2、3、17号实验室的ZB或ZW出现可疑值。其余实验室的结果均为满意结果。

4.发热量结果的对比

（1）能力比对组织者发布的结果：17号实验室的A样结果为离群值，15号实验室的B样结果为可疑值。其余实验室的结果为满意结果。

（2）数据对Z比分数统计结果: 1个实验室的结果出现离群值，为17号实验室，其实验室间ZB值为-3.940，实验室内ZW值为2.880。 比分数ZB或ZW（绝对值）大于2至3的为 2、15、22、26、32号实验室。其余实验室的结果为满意结果（29号实验室未提供测定数据，不予评价）。

（七）比对试验出现离群、可疑值的原因分析

1.灰分测定试验项目

本次比对的结果，除 2号实验室外，其余实验室的结果均为满意结果。经具体分析 2号实验室的测定数据，其与中位值的差在重复性限范围内，结果可以接受。

2.挥发分测定试验项目

9号实验室的结果判断为系统偏低，其原因可能是试验用的马弗炉温度控制未能达到890-910℃。进一步分析，则可能是控温仪表未经校准，或者虽在校准期内，但有可能测温热电偶老化，使显示的温度偏高。人员操作方面的原因，则可能是测定时样品未放置于890-910℃的恒温区内。

29号实验室的实验室内ZW比分数为3.412，结合其测定数据分析，则可能是A、B样品测定时测定操作前后不一致(同一人操作前后不一致或不同人员测定操作不一致)，导致结果忽高忽低。

3.全硫测定试验项目

使用库仑测硫仪测定煤中全硫时，影响测定结果的因素较多。在燃烧温度、空气流量、系统密闭、电解池电极、电解液pH值、电解液搅拌效率都符合仪器工作控制要求的情况下，结果出现偏高或偏低时，主要是由于仪器的测定常数（校正系数或校准曲线）出现偏离。此时，应该用标准煤样对仪器进行校准，如测定的样品硫含量的范围变化较宽，还应选择多种硫含量的标样进行校准。

本次比对试验结果出现偏高或偏低的实验室，其仪器可能就是没有用标准煤样进行检查校准，未发现仪器的测定常数已发生变化，导致测定的结果偏低或偏高。

4.发热量测定试验项目

在排除样品燃烧不完全、飞溅的情况下，发热量结果偏高或偏低的原因主要是量热仪的热容量发生了变化，对其进一步的分析可能有以下因素：

（1）测定时的室温与标定热容量的室温相差较大（5℃以上）。

（2）内筒水量未能与标定时的水量一致（相差正负1克以内）。如自动量热仪的内筒水位不到位等。

（3）测温探头的测温性能发生变化，测温不准确。

（4）内筒水搅拌电机老化，搅拌效率达不到要求。

（八）结语

文章使用数据对的Z比分数统计分析方法对2010年广西煤炭实验室的比对试验结果进行了分析，并对试验结果出现离群和可疑值的原因进行了分析，供参加试验的各实验室参考。对于出现离群和可疑值的各实验室可结合自己的实际情况，对自己的试验结果进行分析检查，查找原因，以保证测定结果的准确。

使用文章所述的数据对的 Z比分数统计分析方法所做的统计分析结果与能力比对试验组织者发布的结果相比，在对实验数据的统计鉴别上结果大部分一致。

组织实验室的能力比对试验，只是从一个侧面了解各个实验室在相应项目方面的测试能力情况。在日常检测工作中，各实验室还是要结合自己的实际情况，采取适当的技术和管理措施，加强对实验室的检测质量控制，以保证检测结果的准确可靠，为生产过程控制、原材料和产品质量控制提供科学的数据，为贸易的公平进行提供依据，以达到节能、环保、减排和增效的目的。

[1] CNAS-GL02,能力验证结果的统计处理和能力评价指南[S].中国合格评定国家认可委员会,2006.

[2] GB/T212-2008,煤的工业分析方法[S].北京:中国标准出版社,2008.

[3] GB/T213-2008,煤的发热量测定方法[S].北京:中国标准出版社,2008.

[4] GB/T214-2007,煤中全硫的测定方法[S].北京:中国标准出版社,2007.

TQ533

A

1008-1151(2011)06-0082-03

2011-03-25

杨名磊（1962－），男，广西富川人，广西煤炭质量监督检验站副站长兼技术负责人，从事煤炭综合利用研究及煤质、能源检测工作。