煤炭质量检测分析技术的发展及趋势

煤炭质量检测分析技术的发展及趋势

姜曼

利华益集团股份有限公司 山东东营 257400

摘要：随着我国整体经济建设的飞速发展，对各行业领域都起到良好地推动作用，行业领域对能源的需求程度不断提升，尤其是煤炭能源，在当前的使用环节已经不再局限于燃烧释放能量，而是可以处理转化为烷烃、低碳醇、烯烃以及芳烃等重要原料。因此，针对煤炭内在结构进行检验，以此来明确不同煤炭的最佳用途，对于煤炭开采、制备以及检测工作的永续发展十分重要。但是在当前的煤炭检验工作中，存在诸多影响因素，对煤炭检验结果的准确性造成一定的制约。所以，在科学技术的发展背景下，煤炭检验工作也要从技术与方式等方面展开优化革新，避免各类误差对检验结构造成的不良影响，对促进煤炭能源的应用效率具有重要意义。

关键词：煤炭质量检测分析技术;发展及趋势

引言

在科学技术不断更新的状态下，我国工业企业要采取合理的手段进行煤质分析，研究人员要确保对煤炭进行系统的研究，并对检测过程中的各项影响原因进行系统分析，降低工作中操作失误的可能性，提高煤炭的整体质量。煤质分析在煤炭工业生产中具有重要意义，严格的制作标准可以提高煤炭的使用效果，此外精细化程度较高的煤炭对环境污染的影响相对较小。

1煤质分析简述

一般情况下，针对煤炭整体质量和燃烧特点而进行的研究被称为煤质分析，并通过运用物理或者化学手段的对煤样进行更深入的化验研究和测试。对煤质进行分析的过程当中，要按照我国相关标准与工艺要求进行严格的展开，从而对相关设备与工艺的设计、作业的顺利开展以更多有效的参考保障，使煤质分析能够顺利进行。

2检测质量控制方法

质量控制是为了监视质量形成过程，消除质量环节上引起不合格或不满意效果的因素，以达到质量要求而采用的各种质量作业技术和活动。作为检测结果有效性的重要手段，实验室检测质量控制的方法种类较多。全国认证认可标准化技术委员会于2020年7月实施的《检测和校准实验室能力的通用要求》(GB/T27025—2019)在资源要求和过程要求中规定了确保结果有效性的控制方法。煤炭检测实验室常用的质量控制方法主要有以下几种:使用有证标准物质、设备检定/校准、期间核查、方法比对、人员比对、盲样测试、留样再测、报告审核等内部质量控制方法，同时还有外部实验室间比对以及能力验证提供者组织的能力验证计划和测量审核等外部质量控制方法。

2实验室人工煤质化验分析的方法

2.1传统的煤炭质量检测方法

需要经过采样、制样、化验三道工序,检测结果得出时限约需3~4h,其时效性是完全无法满足配煤系统所需的实时、快速检测需求,无法对配煤工艺进行实时调整,不利于化验工作的信息化建设。煤质分析不够及时,不利于快速调整选煤过程参数,容易造成分选精度的降低和高价格产品产率的损失。

2.2煤炭灰分在线检测技术

主要依赖于辐射测量技术，该技术的理论基础就是将煤炭当做两种原子序数元素的混合物，这两种原子序数元素一种是以C为主要元素，平均值为6，简称为低Z元素。而另外一种元素是将Al、Si作为主要元素，其原子序数平均值高于12，也被称为高Z元素。基于化学法来对煤炭灰分进行分析，可以看出Al2O3和SiO2的含量非常高，并且这两种元素在氧化物中占比近乎一半，因此人们常说高Z元素在煤炭灰分中占比50%的结论是具有可靠性的。通过适当方式测出煤炭中高Z元素的质量分析，再将这个数值与近似为Z的常数相乘，便可得到煤炭的灰分值。如果采用辐射测量法来对煤炭灰分进行测量，那么需要对某种射线强度进行测量，而且射线强度和射线在煤炭中起到的作用有着密切关系，在物质中，射线衰减主要遵循一个指数衰减规律:I=I0×e－μpd其中，I指的是射线衰减之后的强度;I0则是射线的初始强度;μ指的是质量衰减系数;p表示物质密度;而d为物质厚度。这个物理规律要想成立，必须满足两个条件:①射线为“窄束”，②确保射线准直。

3智能煤质化验分析方法

采用工业机器人技术、机器人应用技术、非标机械自动化技术配合煤炭行业标准化验仪器,用机器人及自动化机械直接或者间接模拟化验人员的化验操作流程,从而完成各项化验指标的自动化测量,测量结果直接进入信息管理系统。整个化验过程操作人员无需直接接触化验煤样,从根本上解决了人为因素对化验结果的影响。整个系统由智能煤样检测管理系统和化验工作站组成。工作站包括水硫工作站、灰挥工作站、量热工作站。各工作站的核心模块包括微量称重系统、拆装盖系统、机器人模块、分析仪器、煤样输送系统、辅助系统、RFID扫码系统、物料清洗系统、除尘系统及电气控制系统。智能煤样检测系统主要完成煤样的全硫、水分、灰分、挥发分、发热量及6mm全水样的全水分指标的自动化验及相关信息管理。系统采用物联网、工业机器人应用及非标自动化技术配合煤炭行业标准化验仪器,用机器人及自动化机械直接或者间接模拟化验人员的化验操作流程,从而完成各化验指标的自动化测量,测量结果直接进入智能煤样检测管理系统进行信息化管理。化验过程用到的坩埚、灰皿、称量瓶、燃烧舟、氧弹等实现站内自清洗并达到回收利用要求,无需人工参与,实现化验过程人料分离,彻底杜绝人为因素的干扰,保证化验结果的客观、及时、准确。同时可与企业的计划、供应、生产、结算等部门实现信息共享,借助大数据分析及辅助决策系统为企业生产经营提供可靠保障。

4避免煤炭检验误差的优化策略

4.1做好煤炭样品的取样与制备

基于上述误差影响因素，在今后开展煤炭检验工作时，首选要做好煤炭样品的采样与制备工作，相关人员在现场采样时，要尽量选取具有代表性的煤炭样品，以此保证煤炭检验成果与待测煤炭的品质相同，提升煤炭检验工作的可行性与有效性。如果不能现场采样而是需要送样单位进行采集，则检验部门要提前与送样单位进行沟通，要求送样单位按照相关规定与要求执行煤炭采样工作，样品采集后的预处理环节也要严格遵守检测国标方法，这样才能提升煤炭样本制备成果的准确程度，使其具有较高的代表性，避免检验工作中产生误差。

4.2优化革新煤炭检验技术

随着煤炭检验工作的不断完善，为准确探析不同煤炭的品质结构，可以采用多种检验方法协同的模式，这样可以从多个维度判定煤炭的应用途径，以此来提升煤炭能源的应用价值。因此，煤炭检验企业还要优化革新相关技术与设备，将优化检验流程、提高检验效率以及降低检验误差作为核心原则。

结束语

通过分析煤质检测技术的发展现状,主要结论，实验室人工煤质化验分析的方法由于劳动强度大、时效性差等劣势,在现阶段煤质要求较高的情况下已不能满足煤质检测要求。在线检测技术与传统的化学分析方法相比,能够实现煤灰分、水分等信息的快速检测,解决了传统方法的采样、制样、化验工序复杂问题,规避了结果滞后所导致的一系列问题,在大幅减轻工人劳动强度的同时可避免人为因素的干扰,检测结果更客观;但由于放射源及检测精度的问题,未来发展方向有待商榷。

参考文献

[1]孙姝鑫.煤质化验准确性影响因素及措施分析[J].建材与装饰,2019(33):60-61.

[2]吴畅丽.煤炭质量检验技术相关问题探讨[J].决策探索(中),2019(08):26.

[3]冯利.煤炭检测实验室内部质量控制方式探讨[J].科技资讯,2019,17(22):64+66.

[4]戴体伟.关于煤炭化验的质量影响因素与应对措施探讨[J].西部资源,2019(04):202-203.

[5]冯利.煤炭洗选工艺及煤质检测探讨[J].冶金管理,2019(09):158-159.