三、煤试样的采取和制备
煤样的采集是制样与分析的前提。采样就是为了获得具有代表性的样品,通过其后的制样与分析,以掌握其煤质特性,从而为入厂煤验收及控制入炉煤质量提供依据。
1.采样的基本概念
(1)采样 采取煤样的过程。采样代表性是以采样精密度来度量的,当采集的样品精密度合格,且又不存在系统误差时,说明所采样品具有代表性。
(2)煤样 为确定某些特性而从煤中采取的具有代表性的一部分煤。
(3)子样 采样器具操作一次或截取一次煤流分断面所采取的一份样。
(4)总样 从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样。
(5)随机采样 在采取子样时,对采样的部位或时间均不施加任何人为因素,能使任何部位的煤都有机会采出。
(6)系统采样 按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样,但第一个子样在第一个间隔内随机采取,其余的子样按选定的间隔采取。
(7)批 在相同的条件下,在一段时间内生产的一个量。
(8)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。
(9)商品煤样 代表商品煤平均性质的煤样。
(10)实验室煤样 由总样或分样缩制的、送往试验室供进一步制备的煤样。
(11)空气干燥煤样 粒度小于0.2mm,与周围空气湿度达到平衡的煤样为一般分析煤样。与空气湿度平衡,也就是煤样达到空气干燥状态时,也称一般分析煤样。所谓空气干燥状态是指试样在空气中连续干燥,其质量变化应不大于0.1%。
(12)标准煤样 具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样,主要用于校准测定仪器、评价分析试验方法和确定煤的特性量值。
(13)煤样制备 使煤样达到实验所要求的状态的过程,包括煤样的破碎、混合、缩分和空气干燥。
2.煤试样的采取
无论检验何种商品的质量,都要从检验对象中抽取少量样品用于检验,用以评判该批商品的质量,这就叫抽样,习惯上对商品煤来说就称为采样。工业系统所用商品煤是一种粒度与化学组成都十分不均匀的大宗固态物料,故要采到有代表性的煤样并非易事。不能把随机采样误解为随意采样,想怎么采就怎么采。随机采样的核心是任何部位被采集到的概率相等。故它是一种没有系统误差的采样方法。本书中就是指随机采样。而采样精密度则反映随机采样偏差,这是由煤的组成不均匀性及采样时不可避免的随机误差所造成的。
入厂煤从运输工具上卸下,会与其他存煤相混,如是入炉煤则已进入锅炉烧掉,故不可能再采集一次。因此,商品煤采样务必做到一次符合要求。
商品煤样应在煤流中采取,也可在运输工具顶部及煤堆上采取。采样时不应将该采的煤块、矸石和黄铁矿漏掉或舍弃。
(1)煤流中采样 在煤流中采样时,可根据煤的流量大小,以一次或分两次到三次横截煤流的断面采取1个子样。分两次或三次采样时,按左右或左、中、右的顺序进行,采样的部位均不得有交错重复。煤流中每个子样质量不得少于5kg。在横截皮带运输机的煤流采样时,采样器必须紧贴皮带,不允许悬空铲取煤流。
①1000t煤应采取的最少子样数目,根据产品品种和灰分,按表1-1规定确定,并均匀地分布于煤的有效流过时间内。
表1-1 1000t煤应采取的最少子样数目
②煤量超过1000t时,子样数目由实际发运量(出口煤按交货批量或一天实际发运量)的多少,根据公式(1-1)计算确定。
式中 m——实际应采子样数目,个;
n——表1-1所规定的子样数目,个;
M——实际发运量,t。
③煤量不足1000t时,子样数目按实际发运量的多少,根据表1-1所规定的数目按比例递减,但最少不得少于表1-1所规定数目的1/3。
(2)运输工具顶部采样 在火车顶部采取商品煤样时,煤炭装车后,应立即用机械化采样器或尖铲插入采样。用户需分析核对时,可挖坑至0.4m以下按要求采样。
300t到一列火车装载煤量应采取的子样数目,根据煤炭品种确定。对于炼焦用精煤、其他洗煤及粒度大于100mm的块煤,不论车皮容量大小,沿斜线方向按5点循环采取1个子样;对于原煤、筛选煤,不论车皮容量大小,均沿斜线方向采取3个子样。斜线的始末两点应位于距车角1m处,其余各点须均匀地布置在剩余的斜线上。各车的斜线方向应一致。
煤量不足300t为一个分析化验单位时,原煤、筛选煤应采最少子样数目为18个;炼焦用精煤、其他洗煤(包括中煤)、粒度大于100mm的块煤应采的最少子样数目为6个。每节车皮在斜线上采取1个、3个或5个子样。
当3节及以下车皮的煤量为一个分析化验单位时,多余的子样数目可在交叉的斜线上采取。
汽车运输煤炭时,可按1000t煤不少于60个子样和沿斜线采样的原则,采取商品煤样。
(3)煤堆采样 煤堆上的采样点,按所规定的子样数目,根据煤堆的不同堆形均匀布置在顶、腰、底或顶、底的部位上(底在距地面0.5m处)。在采样点上,先除去0.2m的表层煤,然后采样。
1000t煤的子样数目按表1-1的规定确定;煤量不足1000t时,子样数目由实际煤量的多少,根据表1-1所规定的数目按比例递减,但不得少于表1-1所规定的数目的一半;大于1000t煤的子样数目按公式(1-1)计算确定。
在煤堆上不采取出口煤的商品煤样。
(4)全水分煤样的采取 全水分煤样既可单独采取,也可在煤样制备过程中分取。以单独采取全水分专用煤样为例。
在煤流中采样,按均匀分布采样点的原则,至少采取10个子样,作为全水分煤样。
在火车顶部采样,应在装车后立刻进行,其方法是沿斜线按5点循环的顺序在每节车皮上采取1个子样,合并成为全水分煤样。
一批煤也可分几次采样。各次采取的子样数目同上,以各次测定结果加权平均值作为该批煤的全水分结果。
在煤堆中不单独采取全水分专用煤样。
采取全水分煤样以后应立即制样或立即装入口盖严密的塑料桶或镀锌铁桶中,并尽快制样。
3.煤试样的制备
煤样应及时制备成空气干燥煤样,或先制成适当粒级的试验室煤样。如果水分过大,影响进一步破碎、缩分时,应事先在低于50℃温度下适当地进行干燥。在粉碎成0.2mm的煤样之前,应用磁铁将煤样中的铁屑吸去,再粉碎到全部通过孔径为0.2mm的筛子,并使之达到空气干燥状态,然后装入煤样瓶中(装入煤样的量应不超过煤样瓶容积的3/4,以便使用时混合),送交化验室化验。
煤样的制备既可一次完成,也可分几部分处理。煤样的缩分,除水分大、无法使用机械缩分者外,应尽可能使用二分器和缩分机械,以减少缩分误差。