02  影響熱值差的因素

1.1 煤質(zhì)均勻性

對(duì)燃用均勻、單一的煤種，比較容易達(dá)到熱值差指標(biāo)。如某廠燃用神華煤（煤質(zhì)均勻性較好），同一列火車機(jī)采20個(gè)子樣平均干基灰分Ad=10.27%，人采20 個(gè)子樣平均干基灰分 Ad=10.20%，兩者灰分差0.07%，說明煤質(zhì)均勻不容易造成采樣偏差，人采與機(jī)采同樣具有代表性。

對(duì)燃用煤質(zhì)非常不均勻的煤種，如某電廠，同一車廂機(jī)采20個(gè)子樣，灰分最小為 36.45%、 最大為60.89%，極差 24.44%。對(duì)于這種情況，如果按常規(guī)采樣方法采樣，不增加子樣個(gè)數(shù)，采樣代表性就很差。

1.2 計(jì)算熱值差的入廠煤和入爐煤批次

如果以月計(jì)算熱值差，首先應(yīng)保證每月入爐煤燃用的是當(dāng)月的入廠煤，否則當(dāng)月的熱值差就沒有可比性，此時(shí)可累計(jì)為3個(gè)月的熱值差進(jìn)行比較。

1.3 入爐煤熱值計(jì)算未調(diào)整到入廠煤全水的同期值

建議用入廠煤和入爐煤干基高位發(fā)熱量計(jì)算熱值差或入爐煤低位熱值應(yīng)以調(diào)整到同期入廠煤全水后的熱值計(jì)［入爐煤調(diào)整后的每月加權(quán)平均低位熱值=入爐煤每月加權(quán)平均低位熱值×（100-入廠煤每月加權(quán)平均全水）/（100-入爐煤每月加權(quán)平均全水）］。

1.4 煤長時(shí)間存放發(fā)生氧化

為防止煤長時(shí)間存放發(fā)生氧化影響熱值，應(yīng)加強(qiáng)煤場管理，防止煤場自燃，及時(shí)燒舊存新。據(jù)統(tǒng)計(jì)，無煙煤筒倉存放半年熱量損失1%；煙煤筒倉存放半年熱量損失1%～3%；褐煤筒倉存放半年熱量損失6%。1%灰分影響熱值0.229～0.429 MJ/kg；1%全水分影響熱值0.138～0.335 MJ/kg。

1.5 入廠煤與入爐煤采制化過程偏差超過允許值

為了分析產(chǎn)生較大熱值差的原因，需弄清煤質(zhì)檢測(cè)偏差的主要來源。要從一批煤中（幾千噸或上萬噸）采取少量煤樣（幾百千克），經(jīng)過制樣程序制成數(shù)量較少（僅約100 g）、粒度小于 0.2 mm 的試樣供化驗(yàn)使用，即用少量煤樣的檢測(cè)結(jié)果推斷一批煤的質(zhì)量和特性，必然會(huì)存在偏差，這些偏差由采制化偏差構(gòu)成。國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T475—2008 規(guī)定：干基灰分大于 20%，原煤、篩選煤的采樣精密度 A=±2%（A為采制化三者總精密度）。在此條件下，若用方差表示總偏差，則：S2總=S2采+S2制+S2分。其中采樣偏差最大，占總偏差的80%，制樣偏差占16%，分析偏差占4%。綜上所述，檢測(cè)結(jié)果的可靠性在很大程度上取決于樣本的代表性，但制樣和化驗(yàn)也同樣重要。如某廠制煤粉時(shí)不規(guī)范操作曾產(chǎn)生約1kJ 的熱值偏差。了解了煤質(zhì)檢測(cè)偏差組成后，就可有針對(duì)性地對(duì)煤質(zhì)檢測(cè)采制化過程進(jìn)行偏差分析，以確定產(chǎn)生較大熱值差的原因。

在所使用的采樣機(jī)中有相當(dāng)一部分存在系統(tǒng)誤差，體現(xiàn)在發(fā)熱量或偏大或偏小。產(chǎn)生系統(tǒng)偏差的原因有廠家設(shè)計(jì)不合理，還有使用過程中沒有按采樣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定操作。

化驗(yàn)設(shè)備自身的因素也會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，如某型號(hào)熱量計(jì)，全年測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)煤樣熱值偏低 120～150 J，如果用此熱量計(jì)測(cè)定煤樣，會(huì)造成熱值長期偏低，在熱值差不太大（500～700 J）時(shí)就是不容忽視的影響因素。

1.6 采制化人員不規(guī)范操作

采制化人員不規(guī)范操作帶來的影響隨意性大，影響大小很難量化。可通過加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，建立有效的監(jiān)督機(jī)制來規(guī)范操作。另外，采制化技術(shù)管理人員要相對(duì)穩(wěn)定。防止不規(guī)范操作應(yīng)采取以下措施：

（1）由對(duì)采制化流程、標(biāo)準(zhǔn)熟悉且有一定技術(shù)的人來監(jiān)督采制化過程，使這項(xiàng)工作做得更深入一些。

（2）對(duì)采樣點(diǎn)的布置、深度、子樣質(zhì)量及采后總樣量進(jìn)行監(jiān)督。

（3）建立對(duì)存查煤樣定期抽檢制度。

（4）建立各煤礦數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)回歸出各煤礦的經(jīng)驗(yàn)公式，以此公式校核各煤礦檢測(cè)數(shù)據(jù)的合理性和可靠性。

（5）通過加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)規(guī)范操作。由于目前大多以機(jī)采為主，采樣人員對(duì)采樣機(jī)的原理、工作流程等相關(guān)技術(shù)缺乏了解，建議進(jìn)行這方面的技術(shù)培訓(xùn)，尤其要培訓(xùn)技術(shù)骨干。

2.1 采樣過程檢查

2.1.1 來煤粒度不均勻問題

煤的粒度越大，越不均勻，且粒度大的一般以矸石或石頭居多。在實(shí)際采樣中，人采和機(jī)采都很難采到大于 100 mm 以上的矸石或石頭。機(jī)械螺旋采樣頭的直徑一般在 270～300 mm，扣除中間的螺旋桿直徑，此類采樣頭適用于最大粒度約為 50 mm 的煤，超過這一最大粒度的煤被采到的概率隨最大粒度的增加而降低。因此，隨著煤的最大粒度的增加，人采和機(jī)采都容易造成入廠煤的熱值偏高。入爐煤采樣機(jī)裝在碎煤機(jī)之后，大塊的石頭或矸石經(jīng)碎煤機(jī)破碎，入爐煤采樣機(jī)反而有取到石頭或矸石的機(jī)會(huì)。建議新建電廠入廠煤在皮帶上采樣，并在采樣機(jī)前裝碎煤機(jī)；建議各電廠與供煤商簽定合同時(shí)對(duì)來煤粒度要限定（小于 50 mm）。

2.1.2 縮分器存在使用和設(shè)計(jì)問題

縮分器使用中未按規(guī)定粒度要求保留樣量；不管縮分器精密度是否合格，任意改變留樣量；縮分器縮分次數(shù)不夠，不能全斷面采樣，影響二次采樣的代表性。正確使用縮分器應(yīng)使縮分次數(shù)（切割煤流）大于 10 次以上，且須截取煤流的全斷面。采樣機(jī)縮分器開口尺寸必須根據(jù)實(shí)際出料粒度調(diào)整，保證開口尺寸是實(shí)際出料粒度的 2.5～3.0 倍。開口太小易造成留樣煤質(zhì)偏好、熱量偏高。

目前幾種型號(hào)縮分器造成的熱值差的原因不盡相同，橫過皮帶縮分器和立式旋轉(zhuǎn)縮分器相對(duì)較好，而滾筒式縮分器和圓錐旋轉(zhuǎn)式縮分器容易造成留樣煤質(zhì)偏好、熱量偏高，這與其設(shè)計(jì)缺陷有關(guān)。為避免因使用滾筒式和圓錐旋轉(zhuǎn)式縮分器造成的系統(tǒng)誤差，在使用此類縮分器時(shí)開口尺寸不能按常規(guī) 3 倍出料粒度調(diào)整，應(yīng)按 4 倍的出料粒度調(diào)整，因?yàn)樵趫A弧上的開口在運(yùn)轉(zhuǎn)到側(cè)面時(shí)實(shí)際的橫向開口是逐漸變小的，致使在側(cè)面時(shí)大顆粒不能進(jìn)入縮分口，而小顆粒及煤粉可以進(jìn)入，導(dǎo)致留樣偏好、熱值偏高。

2.1.3 設(shè)備存在系統(tǒng)誤差

對(duì)應(yīng)用于商務(wù)交往的采樣機(jī)，應(yīng)由權(quán)威部門按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢定試驗(yàn)，檢定后應(yīng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論進(jìn)行分析。性能試驗(yàn)中機(jī)采與人工參比灰分偏倚試驗(yàn)中的干基灰分差值的平均值與零是否有顯著性差異，若有差異，說明機(jī)采與人工參比有系統(tǒng)誤差，體現(xiàn)在留樣干基灰分偏高或偏低。干基灰分偏高說明留樣熱值偏低；反之，說明留樣熱值偏高。

如果采樣機(jī)因存在系統(tǒng)誤差而使留樣熱值偏低，再加上熱量計(jì)存在系統(tǒng)誤差熱值也偏低，則 2 項(xiàng)誤差累計(jì)的熱值偏差就較大。因此，設(shè)備存在的系統(tǒng)誤差也是影響熱值差大的因素之一。

2.1.4 劣質(zhì)煤和摻假煤對(duì)采樣機(jī)的影響

由于采樣機(jī)設(shè)計(jì)及安全方面的原因，采樣頭不能完全采取車底部的煤（約有 10～20 cm 的煤不能采到），這就給不法供煤單位造成可乘之機(jī)，有的在車廂底部裝約 30 cm 高的矸石或劣質(zhì)煤，然后再在上面裝質(zhì)量好的煤，這種裝車方法即使用全斷面螺旋采樣頭也采不到底部的煤。對(duì)這種現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)通報(bào)供煤商堅(jiān)決杜絕此類行為，電廠還需定期檢查火車或汽車底部的裝煤情況。 

2.1.5 采樣機(jī)出料粒度檢查

采樣機(jī)出料粒度關(guān)系到留樣量、 縮分器切割煤流的次數(shù)等一系列問題。應(yīng)定期對(duì)采樣機(jī)出料粒度進(jìn)行篩分（如半年 1 次），或根據(jù)破碎機(jī)性能決定篩分的周期。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)采樣機(jī)出料粒度大于 13 mm時(shí)，很難通過采樣機(jī)性能試驗(yàn)。

2.2.1 制樣方法檢查

若采樣機(jī)的全水分值明顯偏低，需人工在火車或汽車上單獨(dú)采取全水分樣。水分偏低是因?yàn)闄C(jī)械所采煤樣全部通過高速旋轉(zhuǎn)的破碎機(jī)，會(huì)損失一部分水。實(shí)驗(yàn)證明，原煤全部通過破碎機(jī)制備的全水分相比人工制備的全水分明顯偏低。正確的操作應(yīng)是將原煤全部通過全水分規(guī)定粒度相對(duì)應(yīng)的篩子，篩上物破碎直至全部通過篩子，用二分器縮分，在棄煤中用九點(diǎn)法取全水分樣。

2.2.2 制樣偏差檢查

準(zhǔn)備13mm以下粒度的煤樣60kg 以上，用二分器縮分成 2 份試樣，其中一份樣再用二分器縮分成 2 份樣，一份送入廠煤化驗(yàn)室制樣并化驗(yàn)，另一份送入爐煤化驗(yàn)室制樣并化驗(yàn)，主要是檢查制樣環(huán)節(jié)存在的問題。將第 1 次縮分出的另一份 30 kg 以上的煤樣再用二分器縮分成 2 份樣，其中一份由第三方制樣，制得的樣品送入廠煤和入爐煤化驗(yàn)室化驗(yàn)，另一份備用（或備檢）。

2.3 熱值測(cè)量過程檢查

2.3.1 熱量計(jì)的正確使用

有的熱量計(jì)熱容量與溫升有關(guān)，在標(biāo)定熱容量時(shí)溫升應(yīng)與測(cè)定發(fā)熱量時(shí)溫升基本接近，這樣能提高熱值測(cè)量的準(zhǔn)確度。

2.3.2 熱量計(jì)的標(biāo)定記錄及反標(biāo)記錄檢查

這項(xiàng)檢查主要是了解設(shè)備性能及系統(tǒng)偏差情況。應(yīng)檢查近 3 個(gè)季度的熱量計(jì)熱容量標(biāo)定記錄及反標(biāo)記錄，重點(diǎn)看反標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)煤樣測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值的差值，比較測(cè)定值是在標(biāo)準(zhǔn)值的上限還是下限，若 3次測(cè)定值全部在上限或下限，初步判斷該熱量計(jì)存在系統(tǒng)誤差。這種比較很重要，往往在熱值差分析時(shí)容易被忽略。由于國內(nèi)主要熱量計(jì)制造廠家的某型號(hào)產(chǎn)品存在設(shè)計(jì)制造方面的問題，這種系統(tǒng)誤差很難從技術(shù)上消除。

隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展和煤炭市場改革的深化，火電廠燃煤表現(xiàn)出數(shù)量多、品種雜、雜質(zhì)多、粒級(jí)范圍大等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)給燃煤管理和技術(shù)監(jiān)督帶來難度。入廠煤和入爐煤熱值差是火電廠燃煤管理、技術(shù)監(jiān)督和測(cè)量技術(shù)的綜合反映，對(duì)外它涉及商務(wù)交往、成本核算；對(duì)內(nèi)涉及電力安全生產(chǎn)、節(jié)能減排。通過對(duì)煤質(zhì)均勻性、入廠煤和入爐煤批次、煤長時(shí)間存放氧化等諸多因素的分析和采制化過程的檢查，入廠煤和入爐煤的熱值差從管理和技術(shù)上是可以控制的。