影響煤質化驗結果準確性的因素及應對措施

王 金

(神華準格爾能源有限責任公司 選煤廠，內蒙古 鄂爾多斯 010300)

隨著工業化進程的加快，社會生產對于能源的需求持續增長。煤炭作為當前應用最為廣泛的化石能源之一，在社會生產中占據了相當重要的位置，在化工、冶金及動力等領域得到了非常廣泛的應用。與此同時，用戶對于煤炭質量的要求也越來越嚴格。通過煤質化驗，可以檢測煤炭質量，確保符合用戶的需要。而在煤質化驗過程中，由于受到各種因素的影響，存在著相應的誤差，進而導致化驗結果不夠準確。

1 煤質化驗的特點及意義

1.1 煤質化驗的特點

在煤的使用方式和性質上，用戶提出的要求都存在一定的差別，這與煤自身的復雜性及多變性等性質有關，因此對煤的多種化驗要求也較高。煤質化驗的目的就是根據煤炭性質以及成分進行相關的測驗，以便使煤炭產品自身質量得到提升，能夠滿足當前生產生活里的具體需求[1]。還可以對于煤自身的結構給予進一步的分析，從而全面認識煤的性質，掌握煤質變化規律。由于煤質化驗需要采用多種科學方式，其方法以及設備相對來講都比較單一，因此具有非常高的精準度。

1.2 煤質化驗的意義

煤炭是由多種物質構成的，性質復雜，成分多樣，需要通過化驗確定其質量。由于煤炭本身復雜的性質使得煤質化驗容易受到各種因素的影響，導致化驗結果缺乏準確性。通過煤質化驗，分析煤炭成分及性質，使得煤炭資源能夠得到更好的利用，滿足生產生活的現實需求，促進煤炭產品質量的提高[2]。同時，可以利用煤質化驗結果深入分析煤炭結構，掌握煤質變化規律。以煤質分析為例，其本身屬于煤質化驗中最為常用的方法，運用物理化學方法，研究原煤的成分、結構和性質，可以分析灰分、水分、揮發分以及可磨性等指標[3]。

2 影響煤質化驗的主要因素

煤質化驗技術的高低直接影響煤質化驗結果的精確度。在對煤質進行化驗的過程中，存在許多因素，會直接影響煤質化驗的結果，同時對煤質化驗的精確度也會造成很多不利的影響[4]。

2.1 水分測定的影響因素

水分測定的關鍵在于如何保證煤樣中的水分，即從采樣、制樣到測驗的全過程中既無增加也無消耗。化驗人員在化驗過程中要做到以下幾點：

(1)制樣操作時需要保持快速；

(2)煤樣應該被保存在一種封閉性相對好一些的容器里，且需要擺放在比較陰涼的位置；

(3)煤樣在送到實驗室后，應該對其進行再次測定。

2.2 發熱量測定的影響因素

發熱量測定的關鍵因素是煤炭在氧彈中充分燃燒發熱時要控制室溫，在整個測量過程中，應保證室溫與氧彈外筒的溫度差異在1.5 K(開爾文)以內。同時要對氧彈進行氣密性檢查及耐壓測試，使氧彈在充氧之后仍然能夠保持一個較好的氣密性。只有做到以上要求，才能有效保證測量結果有較高的準確性[5]。

2.3 灰分測定的影響因素

煤的灰分與其發熱量、密度等性質都有較大的關系，有機和無機礦物質都是灰分的主要成分來源。煤的灰分測定是指煤樣在充分燃燒至質量恒定時，測定殘留物質量與煤樣質量的比值，即殘留物占煤樣質量的質量分數。因此，灰分測定時要注意以下兩點：

(1)馬弗爐、坩堝等試驗設備要進行反復有效的檢查，以剔除無關物質的影響；

(2)確保黃鐵礦完全氧化、各種碳酸鹽完全分解及三氧化硫的最低反應。

2.4 硫測定的影響因素

對于硫的測定主要采用庫侖滴定法，這種測定方式操作簡單、便捷、準確。在測定硫的過程中，需要把當前空氣流量盡可能控制在1 000 mL/min。若空氣流量少于1 000 mL/min，煤炭由于無法完全燃燒，可能會極大阻礙對碘及溴的擴散，使獲得的結果低于正常值；若空氣流量超出1 000 mL/min時，會使其中一些SO2還未滴定就被帶出電解池，從而使得測定結果相對較低。除空氣流量的影響外，攪拌速度也是一種影響因素。應適當調節攪拌速度，將其控制在500 r/min，以減少電解池的損壞[6]。

2.5 偶然影響因素

偶然影響因素所產生的誤差并不具備一定的規律性，因此對其給予矯正存在著較大的難度。例如，讀取滴定管設定數值的疏忽，若使用及操作不當，就會使得多次估計的數值存在差異，加上測試的環境溫度和濕度等多種因素的影響，可能也會出現一定的誤差。

2.6 分析因素

煤質化驗得到的有關數據要經過相關的整理及分析，且需要參照國家有關標準，對煤炭產品自身的質量給予有效的確認，才可以得出最后的結論。煤質化驗結果的分析過程中，由于操作人員自身不具備相關的責任意識，或其自身的專業素質相對匱乏，就會因為受到溫度和振動等多種因素的影響，使得煤質化驗的準確性產生比較嚴重的影響。在煤質化驗之前，還應該事先選擇好相關樣本并進行預處理。在進行預處理的環節，若相關的工作人員不能夠按照標準化的流程進行操作，使用了錯誤的方式對煤樣干燥處理，那么就會引起煤樣在高溫環境下出現演化反應，同時自身的樣本性質也產生變化，這種情況對于最終的化驗結果也會造成影響。在干燥處置過程中，需要從煤炭自身的結構進行分析，采用自然風干的形式進行處理，可以減少相關因素帶來的不利影響。

3 造成化驗誤差的原因

3.1 干燥誤差

對干燥誤差要真正能夠合理、有效的控制，首先需要保證煤樣自身的質量，并還需要根據煤樣自身的情況選擇一個適合的干燥方式。不科學的烘烤方式是干燥誤差產生的主要原因。檢測人員在進行煤樣干燥處理時，未按規定操作，導致煤樣在高溫下發生氧化反應，進而導致其本身物理化學性質的變化，最終的化驗結果勢必會產生誤差。此外，煤炭的多孔結構使其非常容易受到空氣中水分的影響，因此科學自然風干也成為煤炭干燥處理的相對較好的方式，可使其在最大程度上不受水分的影響。當然，若對煤塊有特殊需求時，可以使用烘干的方式對其完成干燥處置。然而在進行烘干和保持干燥時，還需要保證煤樣性質不會產生變化。

3.2 偶然誤差

偶然誤差是隨時變化的，規律性較差。實驗發現偶然誤差大的情況較少，偶然誤差小的則較多。偶然誤差可正可負，正誤差和負誤差的次數幾乎相等。在滴定管讀數時，由于部分檢測人員的疏忽，多次估計值不同，另外室內溫度及濕度的變化等因素都是檢測人員所無法控制的，會迼成偶然誤差。

3.3 分析誤差

分析誤差是按照國家標準對最終化驗結果進行分析，從而得出有效信息的一種分析方式，在煤質化驗中具有重要意義。而分析誤差的出現主要來自于檢測人員，如技能不熟練、責任心不強及質量意識淡薄等。另外檢測時受到室內溫度及震動等影響因素的干擾，也很容易出現分析誤差。

4 確保煤質化驗結果準確性的措施

從提升煤質化驗結果準確性的角度而言，需要對煤質化驗的方法進行優化，規范其流程，加強化驗過程管理工作。主要可以采取以下幾點措施：

4.1 優化儀器使用

儀器設備是煤質化驗工作順利開展的基礎和前提，其性能和精確度直接影響著煤質化驗結果的準確性。因此，在煤質化驗工作中，相關部門應該切實做好儀器設備的管理工作。

(1)設備采購環節，需要做好生產廠商的調研分析，對于其生產資質、產品質量、市場信譽等進行全面了解，合理選擇，做好必要的驗收工作；

(2)設備使用環節，需要嚴格依照相應的使用說明書進行操作，避免違規操作，以免造成設備損壞；

(3)要保證儀器整潔干凈，以天平為例，需要確保托盤內不存在灰塵和雜物，砝碼重量精確，調節水平，在使用前將天平清零；

(4)設備維護環節，需要定期對其進行校準工作，依照相關規范進行設備的存儲和管理。若發現設備損壞，要及時進行維修，更換損壞元件。

4.2 規范操作行為

煤質化驗中，規范的操作行為是確保各項工作順利開展的關鍵，主要包括以下兩個方面。

(1)應該明確檢測方法。以常用的平行檢測法為例，其優點在于能夠有效減少檢測過程中的偶然性誤差，從而保證煤質化驗的準確性。如果需要采用其他檢驗方法，需要提前組織專業技術人員做好必要的技術論證工作。

(2)應該完善操作標準。同樣以樣本干燥為例，如果采集到的樣本數量較大，含水量高，則可以將其放在陰涼通風處自然風干。考慮煤樣在檢測過程中需要經縮分和破碎處理，為了減少空氣濕度等因素的影響，在對不同樣本進行化驗時，應該盡量同時測定，確保化驗指標的準確性；若無法實現同時測定，則應該盡可能縮短煤樣測定的間隔時間，降低誤差[7]。

4.3 提高操作人員的素質

操作人員作為煤質化驗的主體，其專業素質對于煤質化驗準確性的影響同樣不容忽視。針對當前許多煤質化驗操作人員專業素質不強的問題，應該切實做好人員培訓工作，提高其專業素質。具體來講，應該從兩個方面對操作人員進行培訓：

(1)技術層面，要求操作人員能夠掌握煤質化驗的標準方法，對于常用儀器設備能夠熟練操作，明確其中需要注意的問題，了解數據計算和分析的方法，對于一些新的技術設備，同樣應該及時通過培訓的方式掌握。

(2)意識層面，必須培養操作人員的質量意識及自身的責任意識，使其能切實認識到工作的重要性，在工作中認真對待，提升煤質化驗工作的整體水平，更加公正、客觀地將煤炭樣本的質量展現出來[8]。

4.4 做好數據分析

(1)對于煤質化驗得到的相關數據，應該嚴格依照相關規定的要求，在專用的記錄冊上進行記錄，待數據記錄完成后，操作人員需要做好簽字確認，確保在后續數據記錄出現問題時能夠落實責任。如果記錄的數據丟失，則應該依照相應的實驗流程重新測試，取得數據。

(2)在對數據進行分析的過程中，操作人員必須規范自身行為，保證數據的客觀性和真實性，做到實事求是，不能隨意更改化驗結果。在分析結果得出后，同樣應該依照相關規定，制定標準化的結果報表，將采樣、制樣和化驗環節的人員名單及職稱等記錄在案，保證結果的可靠性[9]。

4.5 優化采樣流程

如果化驗的煤炭性質差異較大，從保證試樣代表性的角度，應該根據實際情況適當增加樣本數量。當煤炭樣本噸位不大時，可以通過摻和，實現均質化，然后進行縮分處理，以得到合適的試樣。通常來講，對于粒度超過25 mm的煤樣，需要經過破碎后才能進行縮分。為了避免此環節對煤質化驗準確性的影響，在破碎和縮分前后，都需要對相應的儀器進行清潔。如果煤炭樣本噸位較大，難以保證摻和的均勻性，可以針對煤炭的不同部位進行多次采樣，將采集到的樣本匯總，形成總樣進行化驗。為了保證采樣的合理性，可以從膠帶、順槽和煤倉口等部位實現全斷面采樣。

5 結 語

煤炭本身的特殊性使得煤質化驗中難免會出現各種各樣的誤差，影響化驗結果的準確性。在這種情況下，操作人員需要熟練掌握煤質化驗的操作流程和技巧，嚴格依照相關標準和規范進行數據的記錄和分析，從而有效判斷化驗結果。同時應不斷對煤質化驗流程和方法進行改進與創新，進一步提升煤質化驗的有效性，并將化驗過程中的誤差降到最低，為煤炭行業的持續健康發展奠定堅實的基礎。