煤质检验中主要指标误差的解决措施

崔红霞(国能销售集团有限公司天津分公司，天津 300457)

0 引言

煤质检验是指对一批煤炭中的几项主要指标进行检测，根据不同的标准，确定该批送检煤炭的具体用途的流程。在检验过程中，一旦主要指标出现误差，就会影响送检煤的分类判断，从而影响煤炭的具体应用。因此，在煤质的检验过程中，控制误差至关重要。

1 主要指标误差

在煤质的检验过程中，需要进行检测且对煤质有明显影响的主要指标分为以下六种：

1.1 水分

煤炭中的水分主要以两种形式存在，一种是结晶水，也称作化合水，是水分与煤炭内含有的矿物成分相结合的形态，例如石膏(CaSO4·2H2O)与高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)等，可以看到其化学式中就有着水(H2O)的存在；另一种则被称为游离水，在煤中一般以吸附或附着的形式存在。煤炭中的水分含量是煤质检测过程中的一大指标，因为煤中的水分不仅会影响到煤的加工、运输等过程，还会在煤炭燃烧时吸收热量蒸发为水蒸气，严重影响煤炭在燃烧时的热稳定性与热量传导。

1.2 灰分

煤在经过完全燃烧之后会留下残渣，而这些残渣就是煤质的灰分。灰分的高低影响着煤炭的发热量与残渣的排出量，基本可以认为煤的灰分越高，则煤的品质越差。灰分主要分为外在与内在两种，其中外在灰分主要来自于煤的开采过程中出现的岩石碎块，可以比较容易地清除；而内在灰分则是来自于煤的内部，因为埋藏在地下的煤是由远古时代的植物形成的，而植物中的无机物就成为了决定煤的内在灰分的主要因素[1]。

1.3 硫分

在煤质的检测中，硫分作为一种有害物质一直受到严格检测，一般情况下当煤炭中的硫分小于1%时，才能够将煤炭作为燃料使用。因为硫在燃烧的过程中会产生以二氧化硫为主的硫化物，而二氧化硫与水结合形成亚硫酸，亚硫酸与氧气发生反应成为硫酸，进而混入雨水，形成酸雨。酸雨不仅严重危害人类健康与动植物生长，还会对金属设备造成腐蚀，降低使用寿命。除此之外，含硫量高的煤炭如果用工业中的钢铁冶炼或焦炭炼制，还会影响到钢铁与焦炭的质量。

1.4 热值

煤的热值指的是将固定单位的煤炭进行充分燃烧后，计量其在燃烧过程中释放出的能量总和，这也是对煤炭的品质进行判定的关键指标。一般来说，在计算煤的热值时，常用到弹筒量热仪进行测量计算，虽然方便快捷，但可能会有人为操作所引起的误差。

1.5 挥发分

在燃烧的过程中，煤炭中含有的部分有机物与矿物质在受热后会发生分解，其中以气体形式挥发的部分被称作挥发分。挥发分大部分以具有可燃性的碳氢化合物为主，其数量会随着煤炭的燃烧过程与时长而产生变化，且会对煤炭的燃烧与锅炉的正常工作造成影响、因此，煤炭的挥发分也是煤质检验中的主要指标之一。

1.6 固定碳

上文中提到了煤的水分、灰分与挥发分，假设将煤中的这些物质全部移除，那么得到的就是煤的固定碳成分。煤的固定碳与煤的发热量直接相关，甚至有部分国家在进行煤发热量计算时，直接将固定碳成分作为其主要参数之一。因此，固定碳含量也是煤质检验过程中的重要指标。

2 煤质的检验方法

2.1 采样

在煤质的检验过程中，首先需要进行煤质的采样工作，而采样也是煤质检验过程中最重要的环节。因此，在煤质采样的过程中，一定要选择正确的采样方案，要确保该批受检煤“每一个颗粒都有可能进入采样设备”的采样原则，进行有代表性的采样，更加精确地对受检煤的每项指标进行充分检测。

2.2 煤样制备

在煤样的制备过程中，需要将采集的煤样进行加工，使其成为能够代表该批煤炭煤质的检测样本，一般需要经历破碎、混合、干燥与缩分等多个工序。制样过程的精密度也会影响到最终的分析工作，因此，在煤样的制备过程中，需要对煤样进行充分加工与平均筛选，确保煤样的分析工作顺利进行。

2.3 煤质分析

在前述工作完成后，需要对制作完成的煤样进行分析。因为煤质的分析结果会直接决定该批受检煤的品质，因此需要更加精确的检验分析过程。同时，针对不同的煤质测定要求，在煤质分析的过程中也需要使用不同的测定方法与工具。因此，一定要严格认真对待煤质分析工作，确保对该批受检煤品质的真实判定[2]。

3 产生误差的原因

在煤质检验的过程中，虽然现代化仪器与技术已经获得广泛应用，但是再精密的仪器还是需要有化验人员进行操作的。在对煤炭样本进行诸如称量、溶解、分离等操作期间，往往会因为人的感官、仪器的精度等多种原因出现误差，导致无法获得绝对准确的结果。因此，煤质分析得到的结果与真实结果之间总会有一定的出入，而这就是分析过程中的误差。一般来说，误差的产生可以大致分为以下四种：

3.1 基础误差

顾名思义，基础误差是在煤质分析的基础上出现的误差。在煤质检验的整个流程中，分析过程只是确定煤质的手段，而煤质的基础还要看送检煤本身。因此，引起基础误差的原因主要来自于煤质分析之前，也就是采样环节。引起采样中误差的因素有很多，例如采样过程不够充分、未能对受检煤的每一部分进行采样、采样数目不够规范、未能在受检煤采取部分均匀或数量足够的样本等。

3.2 干燥误差

在煤质的制样与分析过程中，常常需要将煤样进行干燥处理，避免煤样中的水分影响分析过程。对煤样的干燥处理一般有两种方法，即风干法与烘干法。为了加快实验进度，节省操作时间，许多检测人员会采用高温烘烤的做法处理煤样，可能导致煤样中的部分物质在高温环境下发生反应，进而造成结果中出现较大的误差。

3.3 系统误差

系统误差往往会在煤样的检测过程中出现，一般是由于仪器、试剂或测量方法引起的误差。例如在称量煤样时，对称量用的天平未加以校正；进行酸碱滴定实验时，试管中的蒸馏水中或试剂中含有杂质；滴定等当点与指示剂变色点不一致等。引起系统误差的原因往往是某种确定因素，且容易在实验中重复出现。

3.4 偶然误差

相对于系统误差的确定因素，偶然误差正如其名，发生因素存在较大的不确定性。但是，偶然误差也是有着发生规律的，只要大量增加实验次数，对实验结果进行比较，就可以发现偶然误差的规律。例如在众多的实验结果中，误差较大的结果出现次数较少，误差小的结果出现次数则会较多。引发偶然误差的原因也充满了不确定性，例如操作过程中环境温度、湿度的变化，或是电子设备使用中出现的电流、电压的波动等，这些因素难以受到操作人员控制，因而引发了偶然误差[3]。

4 误差的解决措施

前文通过分析得出了误差产生的原因，接下来那么只要基于相应的误差出现的原因，就能够通过有针对性的办法，减小或消除煤质检测过程中的误差。

4.1 精准采集样本

样本的采集是煤质分析的基础，而样本采集中出现的误差会直接影响到煤质分析的准确性，例如煤炭顶部与底部的光照、温度、湿度等各项数值差异。如果单从煤炭顶部或底部采集样本，很有可能造成分析结果的误差。因此，在进行煤炭样本采集的过程中，一定要对受检煤的每一个部分都进行充分采集，确保采样过程中的样本选择不存在缺漏，确保每一个煤粒都有被选上的可能性。

4.2 慎选干燥方法

在煤样的干燥过程中，为了避免出现误差，可以根据煤的种类，按照煤样的质量、含水量等参数将采集的煤样进行区分，有针对性地选择干燥方法。

4.3 复查缩小误差

上文提到的系统误差与偶然误差都是在实验分析过程中产生的误差，对此我们需要通过复查的方法将误差进行排除。例如，针对实验中出现的误差，可以通过更换实验用的仪器与试剂进行多次重复实验，通过对比多次实验产生的数据，确定误差出现的原因，进而缩小或排除误差。

5 结语

在煤质检验的过程中，需要操作人员根据煤的类别、工艺与使用渠道的不同，使用规范化且具有针对性的实验方法加以分析，通过检验得出准确的检测数据，合理进行煤炭利用。因此，煤质检验不仅有着较高的技术含量要求，更有着对于误差排除的需求。操作人员只有在煤质从采样到检验的过程中层层把关、严格筛选、精确控制，尽量避免误差的出现，才能够使煤炭在正确的领域发挥合适的作用。