摘要：在煤质检验中，全水分是一个非常重要的质量指标，但是在操作中企业往往容易忽略这方面的重要性。全水分测定不仅对产品质量产生影响，还会对企业标准煤耗计算的准确性和企业的经济利益带来影响。基于此，本文对煤质分析与化验中全水分测定进行探讨。
关键词：煤质分析；化验；全水分；水分测定
引言
煤中全水分包括外在水分和内在水分，不包括化合水分。外在水分存在于煤的表面，主要是采煤、运输、保管过程中，附着于煤粒表面的外来水分，雨水等。内在水分是附吸于煤粒内部的水分,内在水分的含量和煤粒的组成结构有关，内在水分不易消失，其蒸发需要较高的温度。化合水分是煤中矿物质的结晶水，这种水分含量很少，需要蒸发温度高，不易测定，在工业分析中一般都不分析化合水分。在检测活动中报出的收到基灰分、挥发分、低位发热量等一系列结果都是通过收到基水分换算得来的，如果全水分没有测准，对化验室报出的其他结果会造成不同程度的偏差，所以得到准确可靠的全水分测定结果至关重要。
1全水分的测定的概念
在煤质检验过程中，需要对其各项指标进行全面有效的分析，水分就是其中的一个重要方面。从煤质中所含有的水分，能够有效辨别出煤本身的变质情况，同时，还能够为煤炭的理论研究和加工工作提供良好的数据支撑。针对煤样的全水分进行测定的时候，最为主要的是需要保证煤样水分不出现变化，想要实现这个目标，需要将已经采集好的全水分煤样保存在密封好的容器中，同时，还要将其放置在阴凉的地方。在制作煤样的时候，需要保持较快的操作，将全水分的样品送达到化验场所的时候，就需要及时进行测定工作。
2煤中水分测定的意义
水分是煤中不可燃成分，是评价煤质特性与实际应用价值的基本指标之一。煤中水分对电厂安全和经济运行有影响，水分太高，易造成输煤系统堵煤；制粉系统积灰和自燃；不利于煤粉在锅炉内燃烧，煤中水分过多，水分蒸发消耗的热量增多，发热量下降，炉温降低，使煤不易着火；水分过高还会使烟气中硫氧化物在尾部烟道内凝结出硫酸，造成腐蚀。同时锅炉烟气量增大，排烟热损失增加，影响锅炉热效率。煤中有适量水分，可对煤粉的燃烧起催化作用。相同品质的煤，其水分含量不同时是不等值的。水分含量越高，收到基低位发热量就越低，当用收到基低位发热量计算煤价时，煤中水分不仅影响煤量，而且影响煤质。因此，测定煤中水分是电厂入厂煤验收中一个特别重要的问题。
3煤质分析与化验工作中煤的全水分测定分析
3.1煤炭样本的采集
在采集煤炭样本的时候，一定要注意，其所采集的煤样颗粒不需要太细。采集过程的操作要迅速，可以选择使用密封式的采样工具来采集煤样。若使用的煤样的颗粒过细的话，可能会加速煤样中水分的蒸发，进而导致测定的结果存在误差。因此在煤样较细的时候，需要我们采用一定的防范措施，来防止水分的蒸发。在此种情况下，我们可以选择使用两步法来进行煤的全水分的测定，确保煤的全水分测定结果的严密性和科学性。
3.2制样
煤样制备是将采集的煤样，经过破碎、混合和缩分等程序制备成能代表原来煤样的检验用煤样。因此在按《煤样的制备方法》具体要求进行的同时，还应注意以下几点：（1）制样环境。制样、贮样的房间应宽大敞亮，不受风雨、外来灰尘、热源的影响，同时空气不能强烈对流。（2）破碎过程。破碎时要使用密封或转速较低的破碎机，防止形成强烈的气流或发热造成水分的损失。（3）破碎过筛。煤样破碎到要求粒度时，须全部过筛，如有未过筛样品要继续破碎至全部过筛。（4）用具清理。每次破碎、缩分前，设备和所用器具要清理干净，对于易打开的破碎机，要打开仔细清扫，以便排干净滞留样品；对不易清扫的密封式破碎机和联合破碎缩分机，用该煤样对机器进行冲洗，并将冲洗样抛弃后再处理煤样。（5）每次缩分前应将煤样掺合，用二分器迅速缩分出煤样，装入密封容器。
3.3测定前的准备
在测定全水分之前，首先应检查煤样容器的密封情况，然后将其表面擦试干净，用电子天平称准到总质量的0.1％，并与容器标签所注明的总质量进行核对。如果称出的总质量小于标签上所注明的总质量(不超过1％)，并且能确定煤样在运送过程中没有损失时，应将减少的质量作为煤样在运送过程中的水分损失量，并计算出该量对煤样质量的百分数(M1)，计入煤样全水分。在称量之前煤样应充分混合，称量时要选不同部位的煤样。称量用的称量瓶必须预先干燥,而且煤样称准到0.001g.在对没有充分混合的煤样进行试验时，从煤样表层和底层分别选取煤样进行干燥，如果称量前不充分混合煤样，测出的全水分结果相差较大。因此，在称取煤样前应将煤样充分混合均匀，可以减少偏差。
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3.4工作流程的规范
煤的全水分测定作为煤质分析和化验工作中一项最为基础性的工作，需要我们给予充分的重视，需加强对煤的全水分测定工作的整个流程管控，对煤炭的测定流程进一步的规范和明确，确保煤质分析与化验中煤的全水分测定的工作能够按照既定的方向进行下去，圆满的完成煤炭全水分的测定工作。
4提高全水分测定的有效策略
4.1做好测定方法的选择
为减少设备投入、降低检验成本、提高检验速度，大多水泥厂采用GB/T211—2007中的方法B2：在空气流中干燥。称取粒度＜13mm的煤样，在105～110℃的空气流中，干燥到质量恒定，根据煤样干燥后质量损失计算出全水分。但要注意以下几点：（1）检查性试验。检查煤样是否完全干燥，如未干燥应进一步干燥，到质量恒定为止。不能为了追求快速，省略检查性试验。（2）温度控制。温度太低，煤中的水分不能完全逸出，温度过高则造成样品氧化，二者均对测定结果造成影响。因此要定期对干燥箱温度进行校正，严格控制烘箱温度在105～110℃的范围内。校正时可采用将零点调至室温或采用冷端补偿器。同时对天平进行定期检定或校验，保证其处于最佳状态。（3）实验前后煤样称量。有些企业原煤取样是按每批或每车取样，从原煤进厂过磅到通知取样，到取回样品约1h；处理样品（包括混合、破碎、缩分等）约1h，才能达到测定全水分的要求。此过程中水分损失大于1.0%（包括送样过程未密封水分的损失），造成热值升高250J/g以上。特别是水分含量较大，空气湿度较低的干旱地区，如果处理样品时间较长，水分损失更大。（4）及时检验。样品要尽量减少存放时间，样品在存放过程中，由于水分在空气中的蒸发造成水分损失，而且存放时间越长水分损失越大。（5）样盘规范。测定水分的浅盘要用耐热、耐腐蚀材料制成，其规格应能容纳500g煤样，且单位面积负荷不超过1g/cm2。有些企业样盘不规范，单位面积负荷达不到1g/cm2要求，对其影响相当大。
4.2重视干燥后在空气中冷却时间的影响
国家标准规定称量瓶从干燥箱拿出来，应立即盖上盖，在空气中放置约5分钟，然后放入干燥器中冷却到室温后进行称量。用同一煤样进行了如下试验，分别将同一煤样从干燥箱拿出后立即加盖，在空气中冷却2分钟，冷却5分钟，冷却8分钟测出的水分结果。可以看出，煤样在空气中冷却时间越长，煤样的全水分测定值就越低。这是因为热煤样的吸湿性很强，在温度急剧下降的情况下会在称量瓶内产生负压，从而吸入潮湿空气使煤样增重，致使水分测定结果偏低。因此，从干燥箱中拿出煤样后盖好盖子，尽量缩短在空气中的时间，及时将煤样放入干燥器内冷却至室温。上述因素产生的误差会达到1%左右甚至更高。这对入厂煤质验收产生很大的影响。
4.3改进仪器，操作方便、自动化程度高，改善实验室工作条件
使用传统仪器过程中，人工将干燥后的煤样取出，再放在天平上称重，读出重量手工记录和计算，进行检查性干燥仍需反复数次，这样做费时费工。而化验员使用改进仪器只需设置好干燥温度、时间和检查性干燥时间等参数，仪器便可自动完成测定全过程，并将测定结果自动导入电脑，化验员可以不必呆在那儿反复打开烘箱取出样品来称重，降低了劳动强度，改善了工作环境，提高了检测精度和精密度。
4.4加强过程监督，及时发现测定过程中的问题，并加以纠正，在进行煤质分析和化验工作中的煤的全水分测定的时候，需要工作人员严肃认真的对待，对于过程中可能出现的问题有一个提前的预测，并在工作的过程中对可能出现的问题加以重视，对于出现的问题要及时的进行纠正和调整。在进行测定的时候，一定要保证煤炭样本里面的水分没有因为蒸发而减少，也没有吸收空气中过多的水分，确保水分的含量是恒定的。因此在进行全水分测定的过程中，一定要确保密封性。
4.5改进仪器减小了系统误差，结果数据更准确、可靠
全水分测定分析中的误差主要来源于系统误差，是由仪器、测定方法、环境误差造成的，采用改进仪器可将这些误差大幅减小：首先，“将浅盘取出趁热称重”的方法误差。把干燥后的煤样从（105-110）℃的干燥箱中取出趁热称重，高温煤样表面和间隙中的空气密度较低，与其周围环境产生热浮压差，受热浮力的托举作用煤样的称重值偏小，测定值偏大。而改进仪器的高温煤样在烘箱里就直接被称重，不产生热浮力作用，不影响称重结果和测定值。其次，改进仪器规避了环境误差。环境误差是由于环境变化时对化验结果产生的影响。高温煤样从干燥箱中取出称重时，周围环境的相对湿度迅速变化是造成称重误差的主要因素。南方地区由于空气湿度高，尤其是春夏季节，从烘箱中取出的煤样很容易受到空气湿度的影响，吸收了一部分的水分之后就会导致最后测出的结果偏小。改进仪器改善了这一情况，在称重过程中不会有环境误差产生。
结语
随着社会的发展，我们生活的方方面面也都更加地注重低碳和环保。基于此，各企业相关生产部门也要更加的注重对于环保型能源的利用和开发。在这样的时代背景之下，对于煤质分析与化验中煤的全水分测定工作显得意义更加重大，需要相关的工作人员端正态度，使用科学合理的方法来进行煤炭中全水分含量的测定工作。
参考文献
[1]李锋.宁西锋.煤的水分测定常见问题分析[J].工业设计,2015,4(2).11-12.
[2]张慧.煤的低温氧化及指标气体实验研究[J].安全,2016,7(4).21-22.
[3]李洪岩.褐煤炭化型煤的水蒸气气化反应特性研究[D].太原理工大学,2015.
论文作者:贺春梅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/17
标签：水分论文; 煤质论文; 误差论文; 干燥论文; 称重论文; 样品论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第20期论文;