火电厂煤样采制机性能的检验

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1、火电厂煤样采制机性能的检验韩立鹏【摘要】针对火电厂煤样采制机性能与运行经济指标密切相关,根据方差理论，提出 对煤样采制机性能进行评估的几个指标,包括采、制样精密度，缩分比，制样系统误差, 水分损失和粒度分布，以实例说明了煤样采制机性能检验程序，检验的煤样采制机采 样精密度满足预期值1.6%,制样精密度满足要求冰分损失1.0%,出料粒度13 mm, 但制样系统存在系统误差,必须采取改进措施.【期刊名称】发电设备【年(卷)，期】2013(027)003【总页数】4页(P217-220) 【关键词】火电厂;煤样;采制样机;精密度;系统误差;缩分比 【作者】韩立鹏【作者单位】华能邯峰发电厂，邯郸056

2、200【正文语种】中文【中图分类】TK223.25火力发电厂为了准确评价煤炭质量，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100g左右的分析样品，使之能够代表这批煤炭的平均质量与特 性。由于煤炭自身灰分和粒度的不均匀，要采取到有代表性的煤样，必须遵循概率 论和数理统计的基本原则进行采样。根据方差理论1，煤质检验的误差由采样、 制样和化验三部分组成，采样误差约占总误差的80%，制样误差约占16%，化验 误差约占4%。可见，正确采制样是电厂燃料质量鉴定的一个重要环节。目前火电厂所用机械采制煤样装置种类繁多，但各类煤炭采制样机的结构大致相同， 主要包括采样头、给煤机、破碎机、缩分器

3、、余煤处理装置等。从系统流程上，根 据采样地点、采样对象的不同又有所区别。以皮带采制样机的系统流程为例，根据 其破碎-缩分单元的数目，可分为一级采样制样和二级采样制样两种。煤炭采制样 机由采样系统和制样系统组成，其精密度合格且无系统误差，是得到准确煤炭品质 的前提条件。1采样精密度的检验1.1检验方法根据国标要求2,采样精密度采用双倍子样数双份采样方法。采样单元煤量1 000t，正常应采子样数n = 60个，采样间隔150s。采用双倍子样双份试样法，每 个采样单元采取2n个子样。每个子样分别通过机械采样机的制样系统。将通过制 样系统的留样按奇偶数目分别合并成两个试样，奇数样记为A样，偶数样记为

4、B 样，重复此操作，从而构成一对试样，按要求从一批煤或同种煤采取至少10对试 样。分别对10对试样进行制样和化验，测定干基灰分质量分数，结果见表1。表1双份试样法干基灰分值注：1)d = w(Ad)A-w(Ad)B。1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 22.05 24.44 23.32 23.53 23.39 23.10 26.93 26.09 25.26 22.95 20.4225.01 23.78 23.38 23.95 22.81 27.43 26.40 24.13 23.82 + 1.63 - 0.57 - 0.46 +0.15 - 0.56 + 0.29 + 0.50 - 0.3

5、1 + 1.13 - 0.87 2.66x10 -4 0.32x10 -4 0.21x10-4 0.02x10 -4 0.31x10 -4 0.08x10 -4 0.25x10 - 4 0.10x10 -4 1.28x10 -4 0.76x10 0 -41.2精密度的计算双份试样标准差：式中：d2为双份试样间差值的平方值；np为双份试验对数。95%置信概率下单个采样单元精密度：1.3精密度的评估按照国标规定3,机械采样预期的采样精密度p0 = 1.6%，将表1中的数据代 入式（1）和式（2）,计算95%置信概率下单个采样单元精密度，从精密度范围 计算因素（见表2）中，查出双份试样对数f下精密度

6、上、下限因素au和al,然 后计算精密度上、下限aup和alp。如果p0介于alpaup之间，说明采样精密度符合预期要求；如果p0高于aup , 说明采样精密度高于预期要求；如果p0低于alp，说明采样精密度不符合要求， 需要对采样方案进行调整，增加采样单元子样数。表 2 精密度范围计算因素表 10 15 20 25 50 0.70 0.74 0.77 0.78 0.84 1.75 1.551.44 1.38 1.24经计算单个采样精密度p = 1.09%。查表2得：双份试样对数f=10时，al = 0.70 , au = 1.75，则精密度上限aup = 1.91%，精密度下限alp = 0

7、.76%。由于alp p0 aup，说明机械采样装置采样精密度符合预期p0 = 1.6%的要求。2制样性能检验2.1缩分比检验准备每个约10kg的煤样22个，试验时从采制样机给煤机的进料口处取煤。煤样 经破碎缩分，称量煤样总质量mt,样品质量m0，缩分比为m0/mt。表3为11 组样品的缩分比检验结果。表 3 缩分比检验结果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 0.001 0.003 0.000 - 0.001 0.005 0.004 0.001 0.003 0.003 - 0.008 11 250 200 220 280 260 280 290 290 250250 310 8 35

8、0 6 600 8 020 9 980 9 660 8 880 10 280 9 990 9 050 9 250 10 310 0.030 ( 1/33 ) 0.030 ( 1/33 ) 0.027 ( 1/37 ) 0.028 ( 1/36 ) 0.027 ( 1/37 ) 0.032 ( 1/31 ) 0.028 ( 1/36 ) 0.029 ( 1/34 ) 0.028 ( 1/36 ) 0.027 ( 1/37 ) 0.030(1/33)300 290 250 220 180 250 230 260 210 300 330 10 500 9 990 9 350 7 620 8 080

9、9 050 8 030 9 960 8 410 8 500 7 430 0.029 ( 1/34 ) 0.027(1/37 ) 0.027 ( 1/37 ) 0.029 ( 1/34 ) 0.022 ( 1/45 ) 0.028 ( 1/36 ) 0.029(1/34 ) 0.029 ( 1/34 ) 0.026 ( 1/38 ) 0.035 ( 1/29 ) 0.029 ( 1/34 ) 0.011用t检验法4检验其有无显著性差异。平均差值计算式：式中：di为第i组差值；n为煤样总对数。方差计算式：t检验公式：将表3中的11组缩分比差值代入式(3)、式(4)和式(5)，总对数n = 11,

10、求得 t = 0.12o表4为t临界值表。查表4中ta,f临界值。在煤质检测中，置信概率95% ,a 通常取0.05 , f=n-1 = 10，查得t0.05 , 10 = 2.23，因 t = 0.12t0.05 , 19 = 2.09 ,二者 存在显著性差异，即制样系统存在系统误差，必须对制样设备进行技术检查，并加 以改进。3整机性能检验3.1水分损失检验采制样机每采集一个初级子样，同时在输煤皮带人工采集全水分煤样，人工采集的 全水分煤样与采制样机采集的全水分煤样构成一对全水分试样，分别装入密封容器 中，这样一共采集20对样品进行全水分测定。人工采样记为w(Mt)r，采制样 机采记为w(M

11、t)j,水分损失ws按下式计算：按式(6)代入试验数据，计算水分损失ws = 1.0%。如采制样机没有收集全水分 样品功能，则可在缩分后的余煤中收集全水分煤样。在对采制样机进行水分损失试 验时，还经常碰到这样的情况，通过采制样机后的水分质量分数反而比皮带上原煤 水分质量分数高，出现上述异常情况为原煤自身水分质量分数较低所致，例如原煤 水分质量分数为4.8%，而通过采制样机所测全水分质量分数大于4.8% (如4.9% 或5.0% )，这往往是由全水分质量分数测定误差造成的。国标规定6,当煤 中全水分质量分数小于10%时，重复测定的允许差为0.4%，更何况上述煤样不是 同一样品，出现这种情况应将其

12、作为异常值剔除，否则会得出不切实际的水分损失 结论。3.2粒度分布检验收集经采制样机破碎后的煤样，混合后取试验煤样至少36.0kg 7，采用一组 方孔筛检验煤样的粒度分布，称量筛上物质量，统计结果见表5。质量分数最接近、 但不大于5%为破碎机出料的最大粒度，采制样机出料的最大粒度为13mm。表5出料粒度试验结果表总质量/kg粒度/mm 质量/kg质量分数/%38.0 13 6133613v1 1.5 10.5 9.5 11.5 5.0 3.93 27.56 24.93 30.26 13.16 3.3运行可靠性考察对煤样采制样机运行可靠性的考察，重点是各主要部件运行有无障碍，系统是否发 生堵煤，

13、控制系统是否可靠。运行可靠性主要根据平时运行记录进行考察，如年投 运率达到95%，则认为运行可靠性较高。4结语从上述对煤样采制样机性能的检验可知：(1) 采样精密度高于预期1.6%。(2) 制样精密度满足要求，但存在偏倚。(3) 采制样机水分损失1.0%。(4 )采制样机出料粒度最大粒度13mm。当前火电厂普遍采用机械采制煤样，新煤样采制样机投运前需要对其性能作全面检 验，运行中也需对其采制样品精密度进行检验，考察有无系统误差；采制样机更换 重要部件后更需重新检验其采样性能。虽然国标规定机械采样器要经权威部门鉴定， 但作者认为火电厂能自身对采样机械进行性能检验意义更大。【相关文献】1 周桂萍.

14、电厂燃料M .北京：中国电力出版社，2007.2 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 19494.3 2004煤炭机械化采样第3部分：精密度测定和偏倚试验S .北京：中国标准出版社，2004.3 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 19494.1 2004煤炭机械化采样第1部分：采样方法S.北京：中国标准出版社，2004.4 盛骤，谢式干.概率论与数理统计M.4版.北京：高等教育出版社，2008.5 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB 4752008商 品煤样人工采取方法S.北京：中国标准出版社，2009.6 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 2112007 煤中全水分的测定方法S.北京：中国标准出版社，2008.7 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB 4742008煤 样的制备方法S .北京：中国标准出版社，2009.