浅谈提高入厂煤人工采样精密度的方案及改进

于文涛，范志斌，武玉霞，刘 欣，李金铖

(1.河北省电力研究院 石家庄 050021;2.河北西柏坡发电有限责任公司 石家庄 050400;3.河北科技大学 石家庄 050021)

0 引言

现在煤炭市场日趋紧张，煤炭价格居高不下，矿方发给发电企业的煤量减少，不能满足发电企业的需求。发电企业不得不由原来的直接矿方供煤转为从中间商手中购煤，但是通过中间商供煤，便会出现煤场难以管理、煤质大幅下降、煤耗增加等现象。在巨大的利益驱使下，少数煤炭经营者将煤矸石、水、碎石子混入煤中进行销售，严重损害了发电企业的利益，同时也给发电企业燃料质量控制带来了新的挑战。如何既花了钱，又能够买到合格的煤炭，成为了当前的一个重要的问题。

1 人工采样方案

为了准确地评价煤炭质量，需要从几千吨甚至上万吨的煤炭中采集少量的样品，最终缩制成100 g左右的分析样品，要使之能够代表这批煤炭的平均质量与特性，就必须遵循一定的原则采用科学的方法。

所获得的检验结果的误差由采样、制样和化验三部分组成，如果用方差来表示，则采样误差最大，约占总误差的80%;制样误差次之，约占16%;化验误差最小，约占4%。可见，正确的采制样是电厂燃料质量鉴定中的一个重要环节，也是获得可靠分析结果的必要前提。

对一批次的煤进行采取，首先要确定采样方案。现行的人工采样的国家标准是GB 475－2008《商品煤样人工采取方法》，该标准将采样方案分为基本采样方案和专用采样方案。

1.1 基本采样方案

基本采样方案的基本原则包括正确划分采样单元、确定采样精密度、计算最少子样数目、最小子样质量、子样点的分布以及正确选用采样工具等。

1.1.1 采样单元的划分

采样单元是指从一批(班、组)煤中采取一个总体的煤量，一批煤可以是一个采样单元，也可是多个采样单元。采样单元的划分方法如下:

(1)精煤和特种工业用煤，按品种、分用户以1 000 t(±100 t，下同)为一采样单元，其他煤按品种、不分用户以1 000 t为一采样单元。

(2)进出口煤按品种、分国别以交货量或一天的实际运量为一采样单元。

(3)运量超过1 000 t或不足1 000 t时，可以按实际运量为一采样单元。如需进行单批煤质量核对，应对同一采样单元进行采样、制样和化验。

1.1.2 采样精密度

采样精密度是指单次采样测定值与对同一煤(同一来源，相同性质)进行无数次采样的测定值的平均值的差值(在95%概率下)的极限值。原煤、筛选煤、精煤和其他洗煤(包括中煤)等产品的采样精密度规定见表1。

表1 采样精密度

1.1.3 子样数目

(1)1 000 t原煤、筛选煤、精煤及其他洗煤(包括中煤)和粒度大于100 mm的块煤应采取的最少子样数目规定于表2。

表2 基本采样单元最少子样数

(2)当煤量超过1000t的子样数目，按下式计算:

式中，N为实际应采子样数目，个;n为表2规定的子样数目，个;m为实际被采煤量，t。

(3)当煤量少于1 000 t时，子样数目根据表2规定数目按比例递减，但最少不能少于表3规定的数目。计算公式如下:式中:N为实际应采子样数目，个;n为表2规定的子样数目，个;m为实际被采煤量，t。

表3 煤量少于1 000 t的最少子样数

因为基本采样方案所包含的基本要素，如采样精密度要求、采样单元的划分、子样数、子样量、采样点的选择及采样工具均在现行标准中有规定。如果实施人员按标准规定的各项要求操作，理应有95%的可能采取到有代表性的煤样。

1.2 专用采样方案

国家标准GB 475－2008《商品煤样人工采取方法》在下列情况下设计专用采样方案:

(1)采样精密度用灰分以外的煤质特性参数表示时;

(2)要求的灰分精密度值小于基本采样方案的精密度时;

(3)经有关各方同意另行设计采样方案时。

专用采样方案实施前，建立专用采样方案的基本程序就包括10项之多，其中确定煤的最大粒度，测定煤的变异性(即煤的初级子样方差和采样单元方差)和制样与化验方差就十分的费事费时，如煤的变异性不用假定值，其与实际情况的差值又可能很大，很难保证采样的代表性。

国家标准GB 475－2008中规定无论基本采样方案或专用采样方案都应按照标准附录C规定进行精密度和偏倚试验。

按照附录C的规定可以这样做:电厂每天都要对入厂煤进行采样，我们可以以一个矿点每天的来煤量为一个采样单元，采样的过程中将奇数子样合并为一个试样，将偶数子样合并为一个试样，得到一对试样。按照此方法至少采取10个采样单元的子样，得到至少10对双份试样。对各对试样进行干基灰分的测定，然后按照附录C中规定例行子样数双份采样法进行核算就可以了，此方法不会增加电厂人员的劳动量又可以得到准确的结果。

2 方案改进

上述两种方案只是对煤质比较均匀时适用，但是现阶段电厂对市场煤的需求很大。大部分市场煤的煤质极不不均匀，也就是说每一批次的煤的初级子样方差和采样单元方差都不同。在这种情况下怎样做才能保证能够达到国标要求的精密度呢?

根据电厂的实际情况笔者发现了几个问题，根据问题提出了改进意见:

(1)要严格按照国标规定的要求选择采样工具，每个子样的子样量要符合要求。

(2)适当增加子样数。例如，现在电厂以每天来煤量为一个采样单元进行化验，采样单元方差为零，只要实际采取的子样数可以比基本采样方案确定的子样数高1倍，在同等的精密度条件下，其子样方差基本上也提高了1倍，这就相当于煤的不均性也增加了1倍。这就说明，在煤质不均匀的时候，增加子样数更能达到预期的精密度。

(3)采用随机采样法。由于各电厂大多采用系统采样法，这种方法的弊端之一，就是容易给供煤方掺假提供条件;因此建议采用随机采样法，采样最好在卸车以后，用铲车分不同方向和不同深度将整车煤铲平，然后在截面上进行随机采样。

(4)汽车来煤要根据汽车的载重进行布点。例如，载重30 t采取2个子样，载重45 t就应该采取3个子样。

3 改进后的实施效果

对河北南网各发电企业进行走访发现在入厂煤人工采样方面或多或少的存在一些问题，通过对以上几点方案进行推广，有效遏制了如夹层煤、盖帽煤、分装煤等掺杂使假现象，使入厂煤的采样精密度得到了提高，对锅炉的正常运行提供了保障，维护了发电企业的利益，得到了各发电企业好评。

4 结束语

提高采样的精密度不仅需要规范的流程，而且需要有先进的管理手段和方法。在煤场仅仅依靠人员的管理是不够的，还需要按照监控系统进行辅助的管理，这样即可以帮助查找问题、分析问题、挽回损失，又可以对那些少数损害企业利益的人员进行威慑。

［1］GB 475－2008，商品煤样人工采取方法［S］.

［2］周桂萍，刘吉武，范志斌等.电厂燃料［M］.北京:中国电力出版社，2007.

［3］杨磊，孙强，王化，等.林源活性物质提取生产中固形剩余物的热解利用［J］.森林工程，2009，25(2):5－8.

［4］方天沐，杜惠敏，李天荣.燃料分析技术问答［M］.北京:中国电力出版社，2005.