淺談提高入廠煤人工采樣精密度的方案及改進

于文濤，范志斌，武玉霞，劉 欣，李金鋮

(1.河北省電力研究院 石家莊 050021;2.河北西柏坡發電有限責任公司 石家莊 050400;3.河北科技大學 石家莊 050021)

0 引言

現在煤炭市場日趨緊張，煤炭價格居高不下，礦方發給發電企業的煤量減少，不能滿足發電企業的需求。發電企業不得不由原來的直接礦方供煤轉為從中間商手中購煤，但是通過中間商供煤，便會出現煤場難以管理、煤質大幅下降、煤耗增加等現象。在巨大的利益驅使下，少數煤炭經營者將煤矸石、水、碎石子混入煤中進行銷售，嚴重損害了發電企業的利益，同時也給發電企業燃料質量控制帶來了新的挑戰。如何既花了錢，又能夠買到合格的煤炭，成為了當前的一個重要的問題。

1 人工采樣方案

為了準確地評價煤炭質量，需要從幾千噸甚至上萬噸的煤炭中采集少量的樣品，最終縮制成100 g左右的分析樣品，要使之能夠代表這批煤炭的平均質量與特性，就必須遵循一定的原則采用科學的方法。

所獲得的檢驗結果的誤差由采樣、制樣和化驗三部分組成，如果用方差來表示，則采樣誤差最大，約占總誤差的80%;制樣誤差次之，約占16%;化驗誤差最小，約占4%。可見，正確的采制樣是電廠燃料質量鑒定中的一個重要環節，也是獲得可靠分析結果的必要前提。

對一批次的煤進行采取，首先要確定采樣方案?，F行的人工采樣的國家標準是GB 475－2008《商品煤樣人工采取方法》，該標準將采樣方案分為基本采樣方案和專用采樣方案。

1.1 基本采樣方案

基本采樣方案的基本原則包括正確劃分采樣單元、確定采樣精密度、計算最少子樣數目、最小子樣質量、子樣點的分布以及正確選用采樣工具等。

1.1.1 采樣單元的劃分

采樣單元是指從一批(班、組)煤中采取一個總體的煤量，一批煤可以是一個采樣單元，也可是多個采樣單元。采樣單元的劃分方法如下:

(1)精煤和特種工業用煤，按品種、分用戶以1 000 t(±100 t，下同)為一采樣單元，其他煤按品種、不分用戶以1 000 t為一采樣單元。

(2)進出口煤按品種、分國別以交貨量或一天的實際運量為一采樣單元。

(3)運量超過1 000 t或不足1 000 t時，可以按實際運量為一采樣單元。如需進行單批煤質量核對，應對同一采樣單元進行采樣、制樣和化驗。

1.1.2 采樣精密度

采樣精密度是指單次采樣測定值與對同一煤(同一來源，相同性質)進行無數次采樣的測定值的平均值的差值(在95%概率下)的極限值。原煤、篩選煤、精煤和其他洗煤(包括中煤)等產品的采樣精密度規定見表1。

表1 采樣精密度

1.1.3 子樣數目

(1)1 000 t原煤、篩選煤、精煤及其他洗煤(包括中煤)和粒度大于100 mm的塊煤應采取的最少子樣數目規定于表2。

表2 基本采樣單元最少子樣數

(2)當煤量超過1000t的子樣數目，按下式計算:

式中，N為實際應采子樣數目，個;n為表2規定的子樣數目，個;m為實際被采煤量，t。

(3)當煤量少于1 000 t時，子樣數目根據表2規定數目按比例遞減，但最少不能少于表3規定的數目。計算公式如下:式中:N為實際應采子樣數目，個;n為表2規定的子樣數目，個;m為實際被采煤量，t。

表3 煤量少于1 000 t的最少子樣數

因為基本采樣方案所包含的基本要素，如采樣精密度要求、采樣單元的劃分、子樣數、子樣量、采樣點的選擇及采樣工具均在現行標準中有規定。如果實施人員按標準規定的各項要求操作，理應有95%的可能采取到有代表性的煤樣。

1.2 專用采樣方案

國家標準GB 475－2008《商品煤樣人工采取方法》在下列情況下設計專用采樣方案:

(1)采樣精密度用灰分以外的煤質特性參數表示時;

(2)要求的灰分精密度值小于基本采樣方案的精密度時;

(3)經有關各方同意另行設計采樣方案時。

專用采樣方案實施前，建立專用采樣方案的基本程序就包括10項之多，其中確定煤的最大粒度，測定煤的變異性(即煤的初級子樣方差和采樣單元方差)和制樣與化驗方差就十分的費事費時，如煤的變異性不用假定值，其與實際情況的差值又可能很大，很難保證采樣的代表性。

國家標準GB 475－2008中規定無論基本采樣方案或專用采樣方案都應按照標準附錄C規定進行精密度和偏倚試驗。

按照附錄C的規定可以這樣做:電廠每天都要對入廠煤進行采樣，我們可以以一個礦點每天的來煤量為一個采樣單元，采樣的過程中將奇數子樣合并為一個試樣，將偶數子樣合并為一個試樣，得到一對試樣。按照此方法至少采取10個采樣單元的子樣，得到至少10對雙份試樣。對各對試樣進行干基灰分的測定，然后按照附錄C中規定例行子樣數雙份采樣法進行核算就可以了，此方法不會增加電廠人員的勞動量又可以得到準確的結果。

2 方案改進

上述兩種方案只是對煤質比較均勻時適用，但是現階段電廠對市場煤的需求很大。大部分市場煤的煤質極不不均勻，也就是說每一批次的煤的初級子樣方差和采樣單元方差都不同。在這種情況下怎樣做才能保證能夠達到國標要求的精密度呢?

根據電廠的實際情況筆者發現了幾個問題，根據問題提出了改進意見:

(1)要嚴格按照國標規定的要求選擇采樣工具，每個子樣的子樣量要符合要求。

(2)適當增加子樣數。例如，現在電廠以每天來煤量為一個采樣單元進行化驗，采樣單元方差為零，只要實際采取的子樣數可以比基本采樣方案確定的子樣數高1倍，在同等的精密度條件下，其子樣方差基本上也提高了1倍，這就相當于煤的不均性也增加了1倍。這就說明，在煤質不均勻的時候，增加子樣數更能達到預期的精密度。

(3)采用隨機采樣法。由于各電廠大多采用系統采樣法，這種方法的弊端之一，就是容易給供煤方摻假提供條件;因此建議采用隨機采樣法，采樣最好在卸車以后，用鏟車分不同方向和不同深度將整車煤鏟平，然后在截面上進行隨機采樣。

(4)汽車來煤要根據汽車的載重進行布點。例如，載重30 t采取2個子樣，載重45 t就應該采取3個子樣。

3 改進后的實施效果

對河北南網各發電企業進行走訪發現在入廠煤人工采樣方面或多或少的存在一些問題，通過對以上幾點方案進行推廣，有效遏制了如夾層煤、蓋帽煤、分裝煤等摻雜使假現象，使入廠煤的采樣精密度得到了提高，對鍋爐的正常運行提供了保障，維護了發電企業的利益，得到了各發電企業好評。

4 結束語

提高采樣的精密度不僅需要規范的流程，而且需要有先進的管理手段和方法。在煤場僅僅依靠人員的管理是不夠的，還需要按照監控系統進行輔助的管理，這樣即可以幫助查找問題、分析問題、挽回損失，又可以對那些少數損害企業利益的人員進行威懾。

［1］GB 475－2008，商品煤樣人工采取方法［S］.

［2］周桂萍，劉吉武，范志斌等.電廠燃料［M］.北京:中國電力出版社，2007.

［3］楊磊，孫強，王化，等.林源活性物質提取生產中固形剩余物的熱解利用［J］.森林工程，2009，25(2):5－8.

［4］方天沐，杜惠敏，李天榮.燃料分析技術問答［M］.北京:中國電力出版社，2005.