浅谈煤中全水分测定结果的影响因素

摘要：煤中水分含量是評价煤的经济价值的基本指标，为了提高煤样全水分测定结果的准确度，对采制化三个环节进行全过程分析，找出各个阶段对煤样水分的影响因素，便于在实际工作中消除或避免不良因素的影响，确保得到准确的测定结果。

关键词：全水分;测定结果;影响因素

前言：煤中水分含量关系到入厂煤数量验收，是入厂入炉水分差、煤场煤量调整、收到基低位发热量的计算依据，其含量的高低将直接影响煤场管理评价及煤炭成本。因此，为了公平公正完成煤场管理评价，并保证供需双方的利益不受侵害，必须得到准确的全水分测定结果。但由于全水分测定方法成熟，操作简单，试验过程的细节往往被人们所忽视而使测定结果不准确，本文对煤样采制化三个环节进行分析，得出常出现的问题并给出相应的解决方法。

一、煤中全水分的含义

煤中水分按其存在的状态可分为游离水和化合水。游离水包括外在水分和内在水分，外在水分为吸附在煤颗粒表面上或非毛细孔穴中的水分，在实际测定中，是指在一定条件下与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分，易受环境条件影响;煤的内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中的水，在实际测定中，是指在一定条件下达到空气干燥状态时保持的水分，内在水分在常温下不易失去，只有加热到一定温度时才会失去。而化合水以化合方式同煤中矿物质结合的水，是矿物晶格的一部分[1]。

依据GB/T211-2017，测得的全水分仅是煤中游离水的含量。该方法规定使用13mm或6mm全水分试样，在日常工作中，为满足标准要求，往往依据GB/T475-2008或GB/T19494.1-2004，再依据GB/T474-2008或GB/T19494.2-2004制备出合格的试样。

二、采样对煤样全水分测定结果的影响

（一）煤不均匀性的影响

煤是多种有机物和无机物的混合物，组成结构非常复杂[2]，不同变质程度的煤其水分含量也千差万别。由于煤的粒度与密度的不同，在运输、存储过程中存在偏析现象，并且煤中水分会随着煤深度的增加而增大。因此为采集出能代表整批被采煤平均质量的煤样，必需考虑煤的不均匀性，煤越不均匀，则采样时采取的子样数目、子样质量就适当增加，并且需从不同水分水平的各个采样单元中采取子样[3]。

（二）采样时间的影响

根据我厂来煤情况分析，70%的煤采用轮船运输，部分轮船输送周期长，装载量大，卸煤采样耗时长，煤在贮存中会由于泄水而逐渐失去水分;而在卸煤过程中采取水分试样时，试样也会由于长时间的放置造成水分波动。为减少水分的损失，应在限制时间内采取煤样，并提前检查采样器的备用情况，确保能在第一时间内投入使用。

三、制样对煤样全水分测定结果的影响

（一）工作流程的影响

煤样的制备过程通常伴随不同程度的水分损失，随着破碎、缩分次数的增多，水分损失会加大。为了减少水分损失，制样人员在收到煤样时，应正确观测煤样水分、试样量、粒度等情况选择最佳的制样流程。例如当试样水分较低且使用没有实质性偏倚的破碎缩分机械时，可一次直接破碎到6毫米，再用二分器缩分到1.25千克;当试样量和粒度过大时，可在破碎到13毫米前增加一个制样阶段[4]，再依次破碎至13毫米或6毫米，但各阶段的粒度和缩分后试样质量应符合国家标准要求。

（二）缩分的影响

制样的常规操作包括破碎、缩分、混合、筛分、空气干燥，而水分变化主要来源于缩分阶段。

缩分是制样误差的主要来源，缩分方法有机械缩分法、二分器法、棋盘法、堆锥四分法、条带截取法、九点取样法。必要时应采用全封闭式缩分设备，以防水分损失[4]。当煤样过湿、不能顺利通过缩分机械，则应该用棋盘法、二分器法、条带法或九点法进行缩分，其中二分器法操作简单，缩分前不需混合，水分变化不大，是人工缩分时选择的最佳方法。

四、化验对煤样全水分测定结果的影响

（一）测定方法的影响

目前，全水分的测定方法包括氮气干燥法、空气干燥法以及实验室常用的微波法。

在发电企业，实验室选择全水的测定方法需要在成本、实用性等多方面考虑。其中，通氮干燥法氮气消耗大，测定成本高，在日常工作中使用率不高，主要用于仲裁煤样的测定;而空气干燥法测定成本低、操作简单，使用率较高，但其耗时长，不适用于快速测定;而微波法具有耗时短、成本低的特点。因此微波法常出现在各实验室，替代了传统的测定方法，但使用前必须根据GB/T18510确认无显著性差异后才可使用，以此确保其测定结果符合国家标准。

因此实际工作中需要根据煤种、实验室配置情况来确定全水分测定方法。

（二）试验设备的影响

全水分的测定原理是煤样在一定温度下干燥至恒重[5]，以失去质量占试样的百分数为测定结果，故而在测定过程中所涉及的干燥箱、电子天平都会将其误差带至最终结果。例如：当干燥箱显示温度比实际偏高时，将会增加水分逸出时间和煤中残留水分，使测定结果偏低;而比实际偏低时，易引起煤样氧化、分解造成测定结果不准确。为了最大程度减小误差，必须定期校准或检定相关设备，使测定结果满足溯源性要求。

（三）水分补正的影响

由于在煤样运送过程中，尤其是外送样时，容易引起水分损失，从而造成测定结果偏低。为了有效补正煤样在运送过程中的水分损失，在收到煤样后，立即称量并与容器标签上所注明的总质量进行核对。若称出的总质量小于标签上所注明的总质量，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水分损失进行补正。若质量损失大于1.0%，则不可进行水分损失补正，并在结果报出时注明[6]。

五、总结语

本文主要从采样、制样及化验三个环节全面分析了煤中全水分测定结果准确度的影响因素。因此，采制化人员必须清楚并掌握全水分测定相关环节的影响因素，不断学习、积累经验以增强专业操作技能和处理问题的能力，从而有效消除本文所述的全水分测定结果不准确的影响因素，确保得到最为准确的全水分测定结果。

参考文献：

[1]方文沐，杜慧敏等. 燃料分析技术问答[M]. 北京：中国电力出版社， 2014.

[2]秦书玉，赵书田，张永吉等. 煤矿井下内因火灾防治技术[M]. 东北大学出版社，1993.

[3]GB/T 475-2008， 商品煤样人工采取方法[S].

[4]GB/T 474-2008， 煤样的制备方法[S].

[5]雷文. 电能计量[M]. 中国电力出版社，2004.

[6]GB 211- 2007， 煤中全水分的测定方法[s].

作者简介：庾丽君（出生于1991.08）女 汉 籍贯：广西桂林 学历：本科 职称：助理工程师 研究方向：煤中全水分的测定