火电厂燃煤采制化中测量误差的产生因素及控制措施

欧阳仁一

（华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522）

引言

测量误差是指测量结果与真实值之间的差值，差值越大表示测量结果越不准确。而火电厂的燃煤采制化是指对火电厂所购买的煤炭进行采样、制样和化验，最终测定出该批煤的发热量、灰分、水分、挥发分、硫分等各项煤质数据。这些煤质数据是火电厂进行来煤价格结算、燃煤成本核算、煤炭供应计划编制、燃煤储存方案规划以及入炉煤掺配掺烧等工作的重要参考依据，对火电厂的生产管理和经营管理都有着举足轻重的影响。因此，研究燃煤采制化过程中测量误差的产生因素，并找出控制误差产生的有效措施，对火电厂的生产经营有着非常巨大的实际性价值。

1 燃煤采制化中测量误差的种类

如前文所述，测量误差是指测量结果与真实值之间的差值。尽管煤炭品质参数的真实值是客观存在的，不以人的意志而转移，但在实际情况下，受环境条件、测量仪器条件、具体人员条件等多重不稳定因素的影响，测量结果总是无法与真实值完全吻合的，换句话说，误差总是存在的。因此，为了便于研究和控制误差的产生，依据根据测量误差对测量结果影响的性质，又将测量误差分为了随机误差和系统误差。

随机误差是指一系列观测中的任何两个误差都不具有相关性的误差，它的出现不可能被预知，充满不确定性。但随机误差的理论均值是0，这意味着随着观测数量增加，随机误差对观测结果的影响会越来越小，直至趋近于0。系统误差又称为偏倚，它是指一系列的测量结果总是高于或低于真实值，不同于随机误差，它是可以控制的误差，也是本文的重点研究对象。

2 燃煤采制化过程中误差产生的因素

2.1 采样过程中出现的偏差

1）采样方案带来的问题。采样方案的问题主要源自于采样方案的设计问题。采样方案应当根据来煤的种类、来煤的运输方式、来煤的数量、卸煤的地点、对精密度的要求等多方面因素进行设计。考虑因素不全面，导致子样量不足，总样量不够，均会使测量结果出现偏差。

2）采样方法带来的问题。目前最常见的采样方法分为人工采样法和机械采样法。对于人工采取煤样的方法，由于火力发电厂的来煤数量极大，煤堆的体积很大，堆放环境各不相同，来煤运输方式也是千差万别。因此，在人工采集过程中，要准确均匀地采集到具有代表性的煤样是非常困难的。例如，煤堆底层的样品很难人工获取，部分粒度较大的煤人工也很难收集到。由于人工采样的局限性，导致了其所采煤样的代表性受多种因素影响时，会出现显著下降。而机械采样方法，是指采用螺旋式采样机或皮带式采样机进行取样。相较于人工采样，机械采样方法的应用范围更广，准确度也更高。但在特定情况下，也会出现偏差。例如设备长时间磨损导致间隙变大，所采煤样出现损失。

3）采样人员导致的问题。由于一些工作人员没有按照规定进行取样，从而造成样品的误差问题。例如，某些工作人员为加快取样时间、降低生产费用而降低取样率。由于样品数量不够，随机误差不能有效消除，导致样品的检测结果发生了变化。

2.2 制样流程带来的偏差

1）运输过程中导致的偏差。运输过程中，煤样没有严格密封存放，导致杂质混入或是煤样损失，使所采煤样不再具有代表性。

2）制样流程错误造成的误差。样品干燥、破碎及缩分的方法均有相关标准规定，操作人员应根据标准进行样品制作。有些人员没有按照规定进行样品的制备，最终导致样品产生了误差。

3）制样设备老化带来的偏差。破碎机和二分器等设备，因为年限过长，导致设备开口变形，缝隙增大。最终使煤样制备时出现损失。

4）样品存放时出现的偏差。由于样品存放时间不恰当，造成了样品的水分损失、氧化等情况，例如，一个样品放置两个月后，与存放六个月后，样品的热值差为1.2%。或是由于存放条件或存放容器不达标，导致样品在存放过程中混入杂质，或出现其他的异变。

2.3 化验方法带来的偏差

尽管当前化验室均配备了先进的分析用仪器，但随着设备的使用，偏差依然会不可避免的出现。例如，工业分析仪的高温炉老化，导致加热温度逐渐不达标；热电偶的失效，造成温度测量不准确；定硫仪的气路出现阻塞或是气泵出力不足；量热仪的氧弹气密性不达标，或是氧弹锈蚀结垢。

3 燃煤采制化过程中优化热值差的方法

3.1 应用现代化的采制样设备

目前，人们把信息化、无人化、智能化分析等技术运用到了一起，将采制有机结合，开发了智能化采制样装置。投用该类采制样设备，可以有效地改善人工采制样出现的偏差。值得注意的是，新设备在投入运行之前，必须进行测试，特别是对其性能进行偏倚实验。此外，由于新设备的操作会出现变化，岗位从业人员的培训也不能够缺省。

同时还有新设备的操作规程、维护要求等也需要严格遵守并落实。

3.2 使用智能化的燃煤验收信息平台

火电厂燃煤从运输到厂至化验出数据，中间存在着许多环节和步骤。其中尤其是采样、制样、化验等环节的交接，容易出现错误。例如前文所述的，在运输过程中出现煤样的损失或杂质的混入。这类导致误差的因素，可以通过缩短采制样环节，采用上述的智能化采制样设备解决。还存在一种情况，就是采制样中煤样的编码输入错误，导致化验结果与原煤样不符的情况。为了规避此类问题，建立和完燃煤采制化验收信息平台是关键。这种信息平台可以实现从来煤过磅到该批煤化验数据上传的全流程数据记录，搭配智能化采制样设备使用，可以实现全流程的无人化数据记录，避免了因记录错误导致的化验结果异常。

3.3 严格监管采制化工作流程

在火电厂来煤采制化的过程中，采用监控设备进行生产管理，强化生产流程控制，实现采制化工作与监管工作同步进行、双管齐下。例如，在采样车间内安装多个监控装置，确保无死角，监控装置对采制化的生产过程进行全程记录。对采制化班组的员工进行数据化监管，可作为对采制化班组成员进行业绩考核的依据，并可作为管理者进行业绩评价的参考。通过强化监控和督查，使采制化作业中不规范的情况有效降低，造成误差的情况逐步减少。

3.4 动态纠偏化验方法

针对化验仪器随着使用老化而出现的结果偏倚这类问题。可以采用动态纠偏的方法，即化验室定期对其设备进行可靠性评估。具体评估的方式有：对于水分的测定，可以通过对比烘箱和工业分析仪测定的水分结果差异，来判断工业分析仪的水分测定是否存在偏倚；对于灰分、挥发分和硫分的测定，可以采用有认证的标准煤样进行测试，比对煤样的测试结果和提供的不确定度，对设备的可靠性进行判断。

当出现较大的偏差时，就要停止该设备的使用，查找导致偏倚的原因，并进行修复，然后再次使用以上方法进行可靠性验证。如此循环往复，动态实现化验设备的纠偏。

3.4 加强设备维护工作

对于采制设备。一是强化破碎机环锤的维护保养，选用具有良好耐磨性能的环形锤头，对不符合要求的零件进行定期的检修和替换，提高其破碎效果；二是不可任意地调节和更改破碎机的排料孔，更不可为了减小破碎机的阻塞几率而增加筛板的空隙，或更改筛板孔的位置；三是对螺旋采样机的内壁和螺杆的空隙进行及时检测，如发现空隙过大，应立即进行替换。

对于化验设备。要制定详细的设备维护周期，例如定期清理容易阻塞的气路孔隙，定期对氧弹进行打磨除垢，定期更换设备的过滤棉和吸水剂。确保化验设备能够稳定运行。

3.5 降低采制过程中的水分散失

为了减少煤炭采制样过程中水分损失导致的测量误差，首先要控制高含水量煤炭的购买，并对高含水量的煤种进行更加严格的采制样流程。此外，对采样机的各装置进行严密的维修，以进料口和出料口为重点，以降低采样时的水分损失。

3.6 提高采制化人员的综合素质

尽管智能化设备可以减少人为因素对于采制化流程的影响，但并不能够彻底消除。燃煤的采制化依然离不开操作人员。因此，对采制化人员的培训也是不可忽视的一环。一是要提升采制化人员的业务技能，既包括基础的采制化原理概念，也包括采制化设备的日常维护注意事项；二是要强化采制化人员的责任意识，避免责任心不强导致的低级错误；三是加强采制化人员的廉洁自律意识，警示教育要配套进行，督促其公平公正的进行作业。

4 结语

燃煤采制化所得出的煤质测量结果是火电厂生产管理和经营管理的重要参考依据。不断提高采制化的准确性是所有火电厂追求的目标。本文通过分析火电厂采制化过程中容易产生误差的几个环节，分析出测量误差的产生因素，并提出了控制这些误差产生的有效措施。但每个火电厂都有着各自不同的情况，这些措施并非适用于所有的电厂。因此，需要火电厂结合自身的实际燃煤使用情况，不断提升燃料采制化管理的针对性，用科学严谨的态度去制定一套行之有效的燃煤采制化管理方案。