煤检岗位培训(采制知识篇)

火电厂煤质检验人员上岗培训采制知识部分一、煤的不均匀性•1.煤的不均匀性产生原因•1）无机矿物质的分布状态•游离矿物质（外来矿物质）的存在及其分布状态是决定煤不均匀度的主要因素。•2）煤炭粒度分布的不均匀性•不同粒度煤炭的质量不同•3）偏析程度大小•皮带两旁粒度大的煤多，煤堆底部周围，皮带端部下落煤流中。•4）有无加工处理•经过加工可以改善原煤的不均匀性。2.不均匀性的表示•不均匀度主要由煤中水分、灰分、粒度等指标的变化决定，通常用灰分来表征。•用所采样品灰分的标准差S或方差V来表征不均匀度的计算方法如下：•S=•式中X——测定值；•——测定结果的平均值；•——单次测定结果偏差的总和；•n——测定次数。•方差是指各测定值与平均值差值的平方和的均值•V=S2•实际应用中，通常采取几十个或几百个子样计算方差，来确定煤的不均匀度。方差V越大，表示煤质越不均匀；V越小，则表示煤质越均匀。方差的大小反映了煤的不确定度的大小，方差越大，煤的不均匀度越大，要想达到同样的采样精密度就要多采取子样。1)(nxxi2x)(xxi二、采样原理•1.基本原理•必须遵循概率论的基本原则进行多次采样，以获得有足够多子样（份样）组成的样本才具有被采煤的平均煤质特性，即达到预期采样精密度。•采样的误差符合正态分布理论，正态分布理论的主要内容可以概括为：•1)正偏差和负偏差对称地分布在曲线中心轴的两边，且出现的概率相等。•2)小偏差出现的概率高，集中分布在中心轴附近，大偏差出现的概率低，分布在距中心轴较远处。•3)在正态分布曲线的中心轴处出现的概率最高，这意味着平均值是被测物料特性的最佳估计值。依据概率论的理论，对不均匀混合物料的采样应具备以下特点：1)采样必须是随机的。2)采样的次数要足够多。3)每次采出的质量与被采物料质量之比应是很小的。4)被采混合物料的平均组成对应着出现概率最高的那个组成。5)采样工具要符合被采物料粒度对它的要求。2.采样基本原则1)子样数满足一定采样精密度的要求。2)每个子样的量应满足一定的要求。3)采样点要合理分配（尽量做到随机分布）。4)使用适当的采样工具和机械。3.各种不同的采样方式1）随机采样a.单纯随机采样:将采样总体中的所有部分看成均有被采到的同等机会(图a)b.系统随机采样：采样简单，可按时间基或质量基分布子样数(火车、汽车等)(图b)2)分割采样a.二段采样：随机采样受限，样本精密度较低。(图c)b.分层采样：将被测对象总体分成几层，层内分散性小，层间分散性大。同随机采样相比，样本质量较少却可得到大致同样的精密度。（船舶采样）(图d)c.等分采样：将被采对象总体分成几个相等的部分进行采样，每部分内分散性大，各部分间分散性小。(堆锥四分法、二分器缩分法)(图e)4.子样的分配方法子样分配是指采样过程中应采子样数是按何种方式分配的。常见采样单元内子样分配有按时间、质量和空间三种分配方式。1)子样按时间分配适用于移动煤流中采取煤样。把预先确定好的子样数目按间隔时间均匀布置，这种子样配置方式一般适于煤流厚度相对保持稳定的场合。2)子样按质量分配只能适用于安装有物料计量装置的带式输送机上煤流的采样。按等同质量间隔均匀地分配在煤流中。3)子样按空间分配一般较适用于静止状态的物料。例如火车、汽车车厢，船舶舱内和煤堆上的采样。我国GB475上规定的火车、汽车及煤堆上的子样布置就属于这一种。5.有关术语采样：为获得一批煤的平均煤质特性，按规定方法采取有代表性煤样的过程，是采取和加工的一种作业。随机采样：在采样过程中，对采样的部位、空间或时间不施加任何人为意见，并能使任何部分的煤都有可能被采出。系统随机采样：按等同时间、空间或质量间隔采取子样，但第一个子样在第一间隔内应随机采取，其余子样按选定间隔采取。批：需要进行整体性质测定的一个独立煤量。子样：采样器具动作一次或截取煤流全断面所采取的一份煤样。初级子样：在采样第一阶段，于任何破碎、缩分前采取的子样。采样单元：从一批煤中采取一个总样的煤量，一批煤可以是一个或多个采样单元。总样：从一采样单元中采取的全部子样组成的煤样，也称样本。分样：由总样中的若干子样组成的煤样。空气干燥煤样：经实验室缩分，粒度≤0.2mm并与环境空气湿度达到平衡时的煤样。标称最大粒度：在筛分分析中，累计筛上物（煤样量）接近于5﹪（但不大于）时的那个筛子尺寸的煤。三、商品煤人工采样方法（GB475-2008）•1.采样的一般原则•目的：获得一个其试验结果能代表整批被采煤的试验煤样。•基本要求：被采批煤的所有颗粒都可能进行采样设备，每一个颗粒都有相等的机率被采入试样中。•考虑因素：1)煤的变异性（一般用初级子样方差衡量）。2）从该批煤中采取的总样数目。3）每个总样的子样数目。4）与标称最大粒度相应的试样质量。2.采样精密度•3.采样方案的选择•两种采样方案：基本采样方案和专用采样方案•原则上人工采样按基本采样方案•有以下情况，采用专用采样方案：•a)用灰分以外的特性参数表示精密度时；•b)要求的灰分精密度值小于基本采样方案的要求时；•c)经有关方同意需另行设计采样方案时。•无论哪种方案均需进行精密度核验和偏倚试验，确认符合要求后才能实施。•4.基本采样方案•（1）采样精密度•（2）采样单元的划分•1)商品煤分品种以1000t为一基本采样单元。•2)当批量超过1000t或不足1000t时，可以按实际情况，以下煤量为一采样单元：一列火车、一船、一车或一船舱装载的煤量；一段时间发送或接收的煤。•3）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。干基灰分,%品种采样地点煤流火车汽车船舶煤堆原煤、筛选煤＞20%≤20%60306060606060606060精煤1520202020其他洗煤（包括中煤）和粒度大于100mm块煤2020202020（3）每个采样单元子样数•采样单元煤量少于是1000t时，子样数目按比例递减，但不少于下表中规定数。当煤量超过1000t的子样数目,按下式计算：N=n1000m式中：N——实际应采子样数目，个；n——表2规定的子样数目，个；m——实际被采煤量，t。（4）试样质量1）总样最小质量•2）子样质量•a)子样最小质量•子样最小质量是指在不产生系统误差的前提下，能够代表所采部位煤炭平均质量的最小值，并且子样中粒度分布与被采煤一致。子样最小质量由煤的标称最大粒度决定。具体数值可以根据下式计算，但最少为0.5kg：••式中，mQ---子样的最小质量，单位kg；•d----被采煤样标称最大粒度，单位mm。dmQ06.0•b)子样平均质量当按最小子样量采取的总样达不到最小总样量的要求时,应将子样量增加至下式计算的平均质量(5)初级子样的采取方法•1)移动煤流采样方法•以时间基、质量基系统采样方式或分层随机采样方式进行，从操作方便和经济的角度出发，时间基采样较好。•采样时应尽量截取一完整煤流横截段作为一子样,子样不能充满采样器或从中溢出。nmmg•落流采样法(皮带中部人工采样不推荐)•不适用流量400t/h的系统。•采样器开口至少是煤标称最大粒度的3倍并不小于30mm，容量应足够大。•①系统采样•a.子样间隔•时间基质量基•m：子样质量间隔•T：子样时间间隔，min•Q：采样单元，ｔ•G：煤流量，t/h•n：子样数目Gn60QTnQm•b.子样质量•子样质量与煤的流量成正比。初级子样质量应大于最小质量要求。•②分层随机采样•分层随机采样不是以相等的时间或质量间隔采取子样，而是在先划分的时间或质量间隔内以随机时间或质量采取子样。•2)停皮带采样法•是从停止的皮带上取出一全横截段作为一子样,是唯一能够确保所有颗粒都能采到的,从而不存在偏倚的方法,是核对其他方法的参比方法。•3）静止煤采样方法•适用于火车、汽车、驳船、轮船等载煤和煤堆的采样。首选在装/卸时采样。•直接采样时,应采取全深度或深部分层试样,如确定品质均匀也可在顶部采样。深度0.4-0.5m•①子样分布•a.系统采样法•将采样车厢/驳船表面分成若干面积相等的小块并编号，然后依次轮流从各车/船的各个小块中部采取1个子样，第一个子样从第一车/船的小块中随机采取，其余子样顺序从后继车/船中轮流采取。•b.随机采样法•分成若干小块并编号，随机抽取子样位置并进行采样。•②火车采样•a.当要求的子样数等于或少于一采样单元的车厢数时，每一车厢应采取一个子样；当要求的子样数多于一采样单元的车厢数时，每一车厢应采的子样数等于总子样数除以车厢数，如除后有余数，则余数子样应分布于整个采样单元。分布余数子样的车厢可用系统方法选择（如每隔若干个车增采一个子样）或用随机方法选择。•b.子样位置选择:系统和随机两种方法火车子样分布示意图③汽车和其他小型运载工具采样•a.车厢的选择•载重20t以上的汽车，按火车采样方法选择车厢；载重20t以下的汽车，当要求的子样数少于车厢数时，应将整个采样单元均匀分成若干段，然后用系统采样或随机采样方法，从每一段采取1个或数个子样。•b.子样位置选择•同火车147101316258111417369121518•④驳船采样•同火车•⑤轮船采样•不推荐直接在轮船舱内采样,应在装\卸时采样。•⑥煤堆采样不要直接在静止的、高度超过2m的大煤堆上采样。•采小煤堆时根据煤堆的形状和大小，将工作面或煤堆表面划分成若干区，再分成若干小块，用系统或随机法决定点的位置，从每个点取一个煤样（底部距地面0.5m），非新工作面，采样时应先除去0.2m的表层。(6)人工采样工具5.专用采样方案的设计（1）采样精密度确定（2）煤的变异性的确定1）初级子样方差的确定2）采样单元方差的确定3）制样和化验方差确定（3）采样单元数和子样数1）煤的变异性已知下的每个采样单元子样数2）煤的变异性未知下的每个采样单元子样数6.各种煤样的采取四、煤样的制备方法（GB474-2008）1.制样总则（1）制样的目的是将采集的煤样，经过破碎，混合和缩分等程序制备成能代表原来煤样的分析（试验）用煤样。（2）在下列情况下应对制样程序和设备进行精密度核验和偏倚试验：1）首次采用或改变制样程序时；2）新的缩分机和制样系统投入使用时；3）对制样精密度产生怀疑时；4）其他认为须检验制样精密度时。（3）制样应在专门的制样室中进行，制样中应避免样品污染，每次制样后应将设备清扫干净，制样人员在制备煤样的过程中，应穿专用鞋。对不易清扫的密封式破碎机和联合破碎缩分机，只用于处理单一品种的大量煤样时，处理每个煤样之前，可用被采样的煤通过机器予以“冲洗”，弃去“冲洗”煤后再处理煤样。处理完之后，应反复开、停机器几次，以排净滞留煤样。2.试样制备精密度根据GB475给出的公式，在连续采样下，一批煤的测定结果的精密度估算（绝对）值PL在95%的置信概率下为：式中——采样、制样和化验总精密度；VI——初级子样方差；VPT——制样和化验方差；n——每一采样单元子样数；m——采样单元数。制样和化验误差几乎全产生于缩分和从分析煤样中抽取出少量煤样的过程中。影响制样精密度的最主要的因素是缩分前煤样的均匀性和缩分后的煤样留量。本标准规定的制样程序可使以灰分或水分表示的制样和化验方差VPT达到0.2以下，如用机械制样设备，制样和化验精密度可能会更好。本标要求的制样和化验总方差目标值为0.05PL2；制样和化验各阶段产生的误差（以方差表示），可用GB/T19494.3规定的方法检验。3.试样的构成一个试样一般由许多单个子样合并而成：或由整个采样单元的全部子样合成，或由一采样单元的一部分子样（分样）合成（见图1）。在某些情况下，如粒度分析和偏倚试验时，一个子样即构成一个试样。试样的构成例1试样的构成例2•4.破碎•破碎的目的是增加试样颗粒数，减小缩分误差。同样质量的试样，粒度越小，颗粒数越多，缩分误差越小。但破碎耗时间、耗体力、耗能量，而且会产生试样、特别是水分损失。因此，制样时不应将大量大粒度试样一次破碎到试验试样所要求的粒度，而应采用逐级破碎缩分的方法来逐渐减小粒度和试样量。•破碎应该用机械设备，