煤质检测报告（共6篇）
摘要：针对煤炭质量检验及煤炭质量统计的分析研究，设计了煤质检测信息统计分析系统，详细介绍了系统设计研发的开发背景，系统设计原则，系统目标，系统架构，主要功能模块，重点解析了监管机构用户模块，煤质检验机构模块，生产企业模块，煤质管理模块，并对煤质检测信息统计分析系统的技术特点进行了概括。
Abstract： Aiming at the coal quality inspection and statistics analysis，design the information system of coal quality inspection.The paper introduced the development background，system design principles，system objectives，system architecture，the main function modules，and focused on analytical supervision institutional users module，coal inspection agency module，manufacturers module，coal quality management module.Meanwhile，the features of the technology which are related to information system of coal quality inspection were also discussed.关键词：煤质检验；煤质管理；统计分析；信息系统
Key words： coal inspection；coal quality management；statistical analysis；information system
中图分类号：P628+.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）17-0204-03
0 引言
2015年开始，我国338个地级及以上城市首次有了全指标空气质量监测的数据。从空气质量监测数据我们可以看到，全国约有80%的城市空气质量超标，其中最重要的超标因素就是PM2.5。从人口分布上来看，大概有85%人口生活在不达标的城市里面。
开发背景
本文设计了煤质检测信息统计分析系统，实现对煤质检验业务的全面支撑，实现对煤质检验信息的收集、分析及综合利用，从而全面提升煤炭质量。为了解决以上问题，帮助煤炭检测机构完善质量管理，提高对产品质量的监控，本文以河北省相关情况为例设计和研究，可适用于其他省市，实现对煤质检验业务的全面支撑，实现对煤质检验信息的收集、分析及综合利用，从而全面提升煤质监管。
系统开发目标、原则
2.1 系统开发目标煤质检测信息统计分析系统应用先进的互联网技术和信息智能处理技术，依托全省煤质检测机构，对河北省境内的煤炭生产企业、销售企业、用煤企业的煤质检测信息进行全方位的采集汇总，统计分析，提高行业监管能力和信息化管理水平，对河北省区域大气污染的成因分析提供依据，辅助领导决策。
2.2 系统开发原则①共享原则。煤质检测信息统计分析系统的建设要在推进煤质检测管理水平的基础上，形成有效的信息资源集中管理模式和资源共享机制。②可靠性原则。煤质检测信息统计分析系统是对煤质检验信息资源的统一管理，监管部门的日常工作对它将存在很强的依赖性，因此需充分考虑系统的可靠性。③高安全性原则。平台建设必须同步实施安全工程，建立基于授权的访问控制模式，逐步完善信息安全保障体系，按照不同的业务内容，采取不同的安全策略，处理好发展与安全、建成与效益的关系，使安全措施成为保障信息资源系统正常运行的重要手段。④易操作性原则。系统界面设计友好生动、操作简便、查询快捷、不需要用户有专门的计算机知识就可以完全掌握。⑤标准化原则。煤质检测信息统计分析系统是开放的系统，系统建立应按照统一的数据编码与规范，实现数据格式标准化。在信息的收集、处理、汇总和传递过程中建立统一的数据接口，保证各层次之间形成高效规范的体系，确保对各种信息的高效收集和利用。⑥易维护和易扩展性原则。预留煤质检验所流程支持功能，并充分考虑业务增加与变更以及未来业务应用的扩展而对系统的性能和功能突出新的要求。
系统架构
煤质检验统计分析系统是一个综合信息采集管理支撑平台，将按照统一的数据标准和技术规范体系，以数据采集技术、信息管理技术及权限管理技术为核心，以互联网为基础，以基于数据共享的分布式空间数据管理，信息融合技术为手段，结合系统安全等先进技术，实现煤质检验信息采集、管理、共享、统计分析，系统平台遵循共同的框架协议、标准规范、公用基础数据与支撑功能的物理载体和软件实现，为煤检业务参与部门提供业务流程管理及决策支持，为其他应用业务系统提供数据和功能支撑。其平台整体框架如图1所示。
3.1 基础设施层基础设施层通过机房及环境、主机系统、存储、网络等软硬件构成了平台的运行环境，保障平台的正常运行，通过各种监测设备及采集设备为平台的监控和分析、数据更新提供了数据来源。
3.2 接口层系统通过接口层实现与外界系统的对接，通过数据交换服务交互各部门业务资源数据。
3.3 数据层数据层包括受检单位基础信息数据库、煤检机构基础信息数据库、煤质检验信息数据库、系统管理数据库四个数据库，同时还包括数据交互模块，专门用于与其他系统的数据交互。
3.4 服?詹? 服务层是通过一系列服务组件管理业务数据，同时提供给应用层业务应用支撑，其主要包括用户管理服务、目录服务、指标管理服务、角色与权限管理服务、数据导入导出模块服务、BI服务、数据服务、接口管理服务等一系列支撑系统应用的技术服务。
3.5 应用层系统平台实现了针对各机构用户的业务应用。包括生产企业子系统、煤检机构子系统、监管机构子系统、后台管理子系统。
3.6 展现层系统平台通过统一登录入口门户进行展现，所有级别的用户可以通过门户的统一入口登录各子系统，用户通过统一门户实现对相应工作的操作。
3.7 用户层平台主要面向主管领导层、相关业务部门、其机构和个人与系统管理员。
3.8 保障机制体制①安全保障体系建设。为保障系统建设和平稳运行，建立完善的网络安全管理制度，设置安全管理机构，由主管级别专人负责。②标准规范体系建设。一是业务标准规范，规定平台包含的基本业务。二是技术标准规范。包括基础架构、存储方式、网络设计、性能设计等。三是数据标准规范。对数据进行标准化定义，包含公共数据源规范、公共代码规范、数据采集与交换规范、数据交叉映射规范。四是安全标准规范。规定应遵循的安全技术和安全管理原则。系统设计与功能模块
根据系统业务逻辑，煤质检测信息统计系统功能模块主要包含以下几块：监管机构用户模块，煤质检验机构模块，生产企业模块，煤质管理模块，功能模块架构图如图2所示。
4.1 监管机构用户模块监管机构用户分为省、市以及县监管机构，不同级别的监管机构可以查看当前管辖区内的煤检所以及生产企业的煤质检验信息。因此，监管机构用户的设计最大特点在于多级权限的设计研发，不同级别用户通过后台权限管理赋予不同权限。同时监管机构用户可以查看煤质检验信息的统计和分析结果。监管机构可以对系统的煤检机构、生产企业、下级监管机构发布工作通知功能。提供模糊检索以及多个指标综合查询的多种方式。
4.2 煤质检验机构模块煤质检验所用户登录系统以后可以查看和修改煤检所的基本信息。煤质检验所可以查看煤质检验信息。煤检所无系统的，可以通过页面填写煤质检验报告单也可以批量导入煤质检验信息。有系统的煤检所，可以定制接口模块自动采集煤质检验信息。煤检所可以查看自己煤检所上报的煤质检验信息，也可以对填写的煤质检验信息进行统计。煤质检验所用户可以接收到监管机构用户发送的通知公告，查看以后并且可以标记位已读。
4.3 生产企业模块系统通过管理员为生产企业建立账户（账户名为该企业组织机构代码）和初始密码，企业登录后进行密码修改、基础信息填写及位置确认。注册成功后企业可以查看其基本信息，也可以修改企业的基本信息。生产企业需要上报该企业的煤炭来源、生产信息和销售信息，通过页面填报的方式或者是批量上报的方式上报企业的批次信息。生产企业可以查看本企业的煤质检验信息并且可以导出煤质检验信息。生产企业可以接收到监管机构用户发送的通知公告，查看以后并且可以标记位已读。
4.4 煤质管理模块煤质管理模块即煤质检测信息的统计分析模块，依据采集来的各项煤质检验数据或导入系统的数据，按照不同批次，不同领域煤检报告信息，对检验结果进行灵活，多样的统计查询，提供查询统计结果报告定制导出功能，及多样化展现形式，包括柱状图，饼状图，条形图，趋势图等多种表现形式，提升系统整体统计分析展现效果。
总结
该系统与与其他同类型系统相比具有5个方面优势：一是定制化煤检报告导出。针对不同的用户，均可以定制模板，按照用户的需求导出，增强用户对本系?y的依赖性。二是多样化的数据录入方式。在线填报、批量导入、映射方式批量导入，减少了人工录入的工作量，提高了煤检局工作效率和正确率。三是全方位多角度的查询及统计方式。多角度汇总煤检报告的报表及查询，通过各个指标全面反映煤炭质量检测信息。四是远程数据共享。通过建立管理信息系统，数据共享功能通过远程即可实现，提高了数据利用率。五是多种形式数据分析。基于电子地图的专题统计分析功能，将统计结果在地图上展现出来，数据清晰化，使用户全面了解煤炭质量信息。
参考文献：
[1]朱兰（美）.质量管理手册[M].机械工业出版社，1999：85-94
关键词：煤质,在线检测,技术
随着工业的不断发展, 煤炭能源已日趋紧张, 燃煤用户愈加注重煤炭的质量成分及燃烧效率, 煤质成分在线检测装置亦被越来越多的用煤大户关注并采用。煤质在线检测装置的启用将会给企业和社会带来巨大的经济效益和社会效益。
1 煤质在线分析装置的功能
满足电厂用户需求:
煤质在线分析技术自20世纪80年代中期开始就在美国、澳大利亚和欧洲得到了较快发展, 近10年来引入国内。初期的引进单位多为选煤厂和洗煤厂, 在燃煤电厂的应用较少, 主要用于对电厂入厂煤或锅炉入炉煤的在线监测。该类装置的功能主要有以下几方面:
a.控制燃料成本
如果安装煤质在线分析装置用于入厂煤的分析, 可以通过以单位时间显示的数据掌握电厂来煤的灰分、水分、热值等重要指标, 从而根据机组燃煤特性控制购煤参数, 为电厂采购煤提供依据和检验手段, 通过实现对煤质的控制来更好地控制燃料成本。
b.控制混煤特性
目前, 越来越多的电厂开始燃用混配煤, 入炉煤质的变化会给锅炉燃烧带来很大影响, 给运行调整带来更大的困难。如果能实时掌握入炉混煤的煤质数据, 可以根据锅炉设计的燃煤特性合理控制混配的煤种和比例, 以求最大限度地满足锅炉安全运行要求。
c.其他功能
目前国内生产或代理的比较系统的煤质在线分析装置均能显示出煤的灰分、水分、热值这三项指标, 能够满足上述几项电厂基本要求。此外, 有些装置还可检测出煤中的碳、氢、氧、氮、硫等多种元素成分及灰中硅、铝、铁、钙、钾等成分含量。此外, 国外燃煤电厂对煤质在线分析装置的应用还体现在获得混煤的灰熔融性数据方面。控制混煤的灰熔点温度满足锅炉安全运行的要求, 减少了因混煤煤质不稳定造成锅炉结焦而被迫停炉的损失。
2 煤质在线分析技术原理
传统的煤质工业分析一直沿用烧灼法进行测定, 现国际上流行采用的在线分析技术主要有以下几种。
a.微波技术在线测量水分;
b.双能射线衰减技术在线检测灰分;
c.中子诱发瞬发射线技术检测灰分及碳、氢、氧等多种元素成分;
d.快速中子活化技术 (PGNAA) 检测灰分、灰成分及硫分。通常将PGNAA技术与测水仪相结合, 还可确定水分、热值等指标。
2.1 水分分析
过去主要采用的水分测量技术, 如红外线、电导或电容法等均受到多种干扰参数的影响, 无法应用推广。目前, 最成功的工业在线水分测定仪利用了微波技术, 当微波信号穿透煤层时, 引起自由水分子旋转, 降低了微波的强度和速度, 即微波发生了衰减和相移, 水分仪通过测量微波的衰减和相移来得出水分。
早期的微波水分仪只能工作在一种频率下, 现在其工作频率范围很宽, 可抑制由于多次反射而引起的谐振干扰现象。为避免煤层厚度和堆积密度变化的影响, 加入闪烁计数器和在屏蔽容器内的放射源组成的射线测量质量补偿单元, 可在负荷变化的输煤皮带上测量煤中水分。
2.2 灰分分析
煤质在线监测装置所采用的放射源有中子源和射线源两种, 其中以中子源为放射源的设备所采用的原理又分为中子诱发瞬发射线技术与快速中子活化技术。
2.2.1 双能射线测量灰分
双能射线快速测灰仪一般采用镅 (Am241) 作为低能放射源, 铯 (Cs137) 作为高能放射源。低能射线穿过物质时的减弱强度随物质的原子序数增大而增大。煤中挥发分与固定碳为可燃组分, 由原子序数较小的原子组成, 而灰分是不可燃组分, 主要由硅、铁、钙等原子序数较大的原子组成。当射线穿过煤层时, 可燃组分中的各元素吸收效应较弱, 射线衰减系数小;反之, 灰分中各元素吸收效应较强, 低能射线衰减系数也大。高能射线吸收率与煤单位面积重量有关。这样利用高、低两种能量的射线, 经闪烁探测器测量穿过煤炭后的射线强度, 就可显示煤中的灰分含量。
2.2.2 中子诱发瞬发射线法测量灰分
中子诱发瞬发射线法是核技术在煤质在线分析方面的应用。元素成分的核分析方法主要是基于中子与煤的核反应, 主要有弹性散射等6种形式, 其中在煤质分析中最重要的是以下两种:快中子非弹性散射, 测量煤中C和0的含量;热中子辐射俘获反应, 可测得煤中大部分元素的含量, 如H、Ca、N、Fe等。
2.2.3 快速中子活化技术测量灰分
快速中子活化分析技术 (PGNAA) 是国际上较先进的能够实现在线分析确定煤中灰主要成分的技术, 相对x射线而言, PGNAA的穿透力更强, 可以穿透整个样品, 从而实现全煤流分析, 获得有代表性的数据。
煤中灰分含量和煤中矿物质元素之间有一定关系。作为放射源的热中子可以激发被测煤样中各元素的原子核, 使其处于不稳定的高能激发态。这些激发态原子核跃迁到稳定的基态或较稳定的低能态时放出射线。分析仪的探测器根据射线能谱检测煤中硫、硅、铝、铁、钙、钛、钾等元素的含量, 继而得到煤的灰分。
2.3 煤的发热量
煤中灰分和发热量之间有很好的相关性, 目前无论是国产设备还是国内代理的引进设备。都是通过回归方程由灰分值计算出煤发热量。
2.4 各种测量原理的比较
a.测定精度
双能射线法的测量精度为0.5%~l%。与其相比, 中子活化技术的测量精度较高。
b.煤种相关性
双能射线法的主要缺点是其标定与煤种有关。该技术对煤中铁和钙元素较敏感, 若电厂来煤的铁、钙元素变化范围较大, 则采用射线测量方法的误差会较大。而中子活化技术则与煤种无关。
c.防护要求
与射线法相比, 中子穿透力强, 对人体的危害也更大, 故对屏蔽防护要求高, 一般要采用水或石蜡等含氢物质、镉片及铅片共同组成屏蔽防护。
d.测量指标
双能射线法可测量煤的灰分、水分、发热量;中子活化技术除人们感兴趣的灰分、水分、发热量外, 还可测定硫分、对锅炉结焦有影响的钠、氯, 以及硅、钙等元素成分。
e.中子源
大多数的PGNAA分析仪采用同位素中子源, 即锎一252 (Cf252) , 它是一种自发裂变中子源, 平均能量为2.5 Me V, 自发裂变的中子产额可达2.31×1 012中子/ (g·s) , 中子半衰期为2.5年, 之后直接更换中子源。设备不工作时辐射安全性较好, 标定后不需额外维护, 所以在正常工作时分析仪周围不需要操作或维护人员。设备周围的屏蔽主要采用碳氢元素, Cf252的造价高, 中子通量也容易波动。
另一种中子源是14 Me V的 (D, T) 中子管, 体积较Cf252大, 以电子脉冲式工作, 但中子管的寿命较短 (4 000 h) 。
结束语
煤质在线分析系统在燃煤电厂的应用主要体现在实时分析入厂煤和入炉煤两个方面。其优化电厂性能的方式主要表现在:准确验证所购煤种是否符合电厂燃煤要求;合理上煤, 保证锅炉燃用煤质波动在一定范围内:为运行人员提供实时数据, 及时进行合理运行调整, 达到指导运行、优化燃烧的目的;防止锅炉结焦, 优化吹灰程序;及时、合理地进行煤耗核算。
煤质在线分析系统可以实现燃用煤质的快速分析, 在提高电力生产的安全性和经济性、实现过程控制方面具有极其重要的意义和巨大的经济潜力。
但系统尚存在主要元件的寿命短、放射源的危险性、较大的系统投资等多方面问题。国内电厂已投运的应用实例并不多, 可借鉴的经验较少, 因此建议电厂进行详细的论证。
参考文献
[1]潘晶.燃煤电厂应用煤质在线检测技术的现状及前景[J].东北电力技术, 2007, 1.
关键词：煤炭；采样；制样；化验；误差控制
中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1006—8937（2012）23—0169—02
在煤质检测过程里， 最重要的工作是采制样以及实验室检验。根据煤炭种类与用途的不同，采用相应的采样手段和检验方法去获取科学的、准确的检验数据。煤质检验是在煤质工业利用价值的基础上评定出煤的各种组成和特质，从而科学高效地利用好不同种类的煤炭资源。由于煤炭是粒度、组份极不均匀的混合物，可能造成很多过程会出现不可避免的系统性的或者随机性的误差，在实际煤质检测工作中，必须不断提高检测手段和工作质量，尽量避免主观性的误差。
1 误差产生的原因
①采样是从大量煤中采取具有代表性一部分煤的过程，是整个作业流程的第一步。根据实践统计，若误差用方差表示，采样误差占到80%，所以采样是取得可靠数据的最重要环节，对分析结果起着决定性作用，如果采样的误差大，则后续分析无实际意义。因此在煤质检验过程中，采样环节必须引起高度的重视，应严格按照国标GB/T475—2008的规定执行。采样过程中容易出现以下错误：没有选择正确的采样方案，采样缺乏代表性，没有遵循“被采批煤的所有颗粒都可能进入采样设备，每一个颗粒都有相等的机会被采入试样中”的采样基本原则。例如在煤堆采样时，只采取了底部的煤样；子样的数目和质量不规范，未能按照采样单元采取足够的子样数目以及根据标称最大粒度采取足够的子样质量。
②煤样制备程序包括破碎、混合、干燥和缩分等几个步骤，是把较大量的煤样加工成少量的具有代表性的、并达到分析或实验状态的过程。影响制样精密度最主要因素是缩分前煤样的均匀性和缩分后的煤样留量。如果没有严格按照国标GB/T474—2008上的操作要求进行制样，各个步骤都有产生误差的可能，例如破碎过程未能满足粒度要求，混合过程中手工混合可能造成的混合不均匀，缩分过程中保留量或者丢弃量之间的平衡的把握困难，干燥过程中给予的温度过高，甚至煤样制备中子样的标签或者资料丢失而混合掺杂，这些因素都会引起很大的误差。
③煤质的分析工作虽然是最后一个程序，但分析结果的正确与否也是能否避免误差的关键：不同的测定方法适用于不同的要求，例如仲裁分析需要的是缓慢灰化法、例行分析可采用快速灰化法，不同的测定方法往往会产生较大的差异，导致不同的分析结果；容量瓶没有经过误差校正或者分析过程中天平的不平衡、马弗炉上的毫伏计或数字显示值不能正确的反映炉内温度、测试溶液未标定、设备本身的不精确等，都会导致误差的出现；分析人员的技术水平和操作水准没有达到要求，或者操作人员自身没有一定的职业操守、没有按照规范进行科学操作，也是导致误差产生的原因之一。
2 误差控制措施
2.1 避免采样误差的出现。
理论上讲，样品的采样点愈多，即子样数愈多，则对该样品来说，样品的代表性就愈大。理想的情况下，应该使采样点和量最小，而样品的代表性又是最大，以获得最高的工作效率。在满足采样代表性的前提下，通过实践经验得出下面几种措施方法，可以有效减少误差：
①如果被检验的煤质性能较稳定，则可以相隔较长时间来取样；如果被检验煤质均匀，则可以考虑减少子样数，这样不仅节省检验时间，也可以提高检验的工作效率。
②如被检验煤质存在并不均匀，检测的子样量将会对结果产生很大的影响，如果要保证子样的代表性意义，需要把子样的数量考虑进来：如果待检测一批次煤的数量不多，可以全部混合均匀后分离出试样，一般来说，对于较大粒度的煤块应该提前粉碎，避免影响试样的代表性；若是出现被测试对象量过多而不能混合均匀的状况，必须对被测试对象不同区域的分布状况调研核实，然后在被测试对象性质稳定均匀的小区域范围内进行取样测试，并将多次取样汇成总样，记录相关过程资料。样品搜集采纳的流程中需要保证子样的质量符合相关规范要求，并且最重要的就是要满足试样具有充分的代表性。
③在条件具备的情况下，应尽量使用机械化采样设备，并进行精密度测定和偏倚实验（GB/T19494.3）。机械化采样器在日常使用中，应随时进行巡检，发现问题，及时处理，定期对转动、变速等机械部分进行注油维护。
2.2 制样误差控制
①系统误差。系统误差属于客观性较强的一种误差，往往难以避免，产生的不同结果往往是因为不确定性因素较多，在这种情况下，可以用特殊的符号对这种误差进行标号表示。对于这种误差产生的原因也是各方面的，例如试样中混入其他物质或者混合物、试样的粒度及含水量的变化都会产生不小的系统误差。避免系统误差的措施也比较多，例如单一制样设备的选取，或者性质一样的试样可利用一种设备进行测试；对天平砝码进行检定；进行对比化验等，这几种措施均可减少系统误差。
②随机误差。缩分误差的随机性和不确定性较大，没有确切固定的大小，测试结果的大小也是比较多变。这种误差产生的因素可以主要归纳为制样流程中的选择性，原始试样被丢失得越多误差相对应就会更大，如果丢失越少也就会减少误差。假使是为了缩小缩分误差而去增加试样的数量，必然会给实际中的操作带来比较大的难度。所以，在实际检测现场环节，不仅要保证试样的数目，也应当适度降低操作难度。由于煤样的不均匀性，要完全避免采样过程中的随机误差是很困难的，但只要根据采样的目的，采取正确的措施，严格的遵循技术规范，就可以把采样的随机误差降低到最低限度。
2.3 避免干燥误差的出现
常用的两种干燥方法是风格干燥和烘干（干燥箱）干燥，在一些干燥过程中会出现利用电炉烘烤以加快操作进度和节约操作时间的做法，这种高温环境往往会使煤样发生氧化变质，改变试样的性质而导致检验结果的较大误差。对于性质不稳定、含水量较大的煤样，可以采用自然风干的方法来干燥，然后再进行制样操作。所以对干燥方法的选用也应当根据煤种和煤样的质量、含水量来进行实际分析和操作。
2.4 避免分析误差的出现
在整个流程环节中煤质分析占最后一个环节，并且也是最关键的一个步骤之一。检测的结果精准程度是以对煤质进行平行解析，利用分析结果之间的结果差遵照国家标准的允许误差的数值进行评测，出现误差的原因一般有以下几个方面：分析人员的技术水平不高、操作水准没有达到规范；分析人员的质量管理意识不强、对于仪器设备的管理和维护没有基本的认识；分析室的客观硬性因素如温度、震动等影响天平的精准度；对于设备及操作等相关规范不严谨。
2.5 人为误差控制
①对检验员的职业操守和技术水准进行培养。每一个在职员工都应当具备合格的上岗证书，保证每个参与检测的员工都有高水准的专业知识、理论系统和操作水平，对于仪器设备有熟练的操作经验和理论基础，对于仪器的维护和修理也具备相关经验，对于测试的方法、过程、原理和测试的注意事项都有清醒的认识，化验员自身也应当具备高度的警觉心和道德操守，避免在操作过程中因为化验员自身马虎大意或者水平不达标而造成误差的出现。
②加强检验质量环节的控制。定时检查设备及仪器的精准度和相关登记资料，对于相关操作进行强制性规范教育，监督煤样的处理、检测及不正常情况的判断及记录资料。不定期进行空白测试数据的分析，一旦发现有意外应当及时解决。保证检测数据的原始性、科学性及准确性，检查结果应当按照程序进行审核和校对等。
③加强检验结果环节的控制。在分析过程中，如果煤样出现问题必须重新检验直至确认无误，化验员对于化验过程中出现的一些随机误差，例如煤质不均、温度和压力的不稳定等因素造成的误差应当仔细核对、多次测量以避免，对于煤样应当进行科学严谨的编号、归档和保存，并且存放于适合的环境之中。
3 结 语
煤炭本身的特性使得煤质的分析和检测方法具有相当强的规范性，在测定过程中的误差虽然难以避免，但是可以利用纯熟的操作技能和严谨的工作态度将误差降到最小。一方面客观性的因素可以通过加强管理和规范来减少，例如采样、制样、干燥等过程中的误差控制；另一方面操作人员应当具备较高的业务水平和职业素养，善于分析结果的准确性，掌握出现误差的原因，并予以纠正，认真细致的按照国家标准进行操作，就可以使煤质检测中的误差减少到最小。
参考文献：
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实习报告
实习单位：阳煤集团五矿
实习时间：2012年9月24日到10月21日 指导教师：权新保
学生姓名：安波
学号：2010618
专业：煤质分析技术
2012 年 10 月 28 日
煤质分析技术毕业实习报告
2010618安波煤质分析技术专业2010班级
实习生活很快就结束了，尽管时间很短，但感受是深刻的，收获是丰硕的。此次毕业实习是我真正进入社会的一个过渡期，是学完专业知识后的一次较全面而又深入的现场专业实践。毕业实习是煤质分析专业学生学完所有课程后，毕业之前的一个最重要的实践教学环节。通过实习，巩固和扩大所学知识，并结合实际条件加以综合运用，培养和提高分析问题和解决实际问题的能力，丰富生产实际知识，为毕业设计搜集、整理和分析所需的资料。毕业实习是学习生涯的重要组成部分，也是对自己的一次磨练，是一次较为深入生产专业实习，是我们进行毕业设计的一个重要实践环节，是必不可少的。下面就我的实习内容和感受做一些总结：
本次实习的时间是2012年9月24日至10月21日,实习的主要地点是阳煤集团五矿及其下属洗煤厂。
单位介绍：阳煤集团五矿位于阳泉市以南平定县境内，北距市区18公里，东距平定县城6公里，太旧高速公路和铁路专用线立体交叉，贯穿矿区中部，通讯、交通便利，是全国最大的无烟煤生产基地——阳泉煤业（集团）有限责任公司大型生产矿井之一。矿井井田面积80.2平方公里，主采8#、15#煤层，可采储量46311万吨，服务年限84年。采、掘、开、机、运、通、选、销、供等工种和专业，成龙配套，形成了独立的生产体系，生产的煤种主要有：喷粉精煤、洗中块、洗小块、末煤、煤泥、中煤等，销往全国7个省市170多个用户，主供冶金、电力工业，并出口巴西、日本、韩国、澳大利亚等国家和地区。不断加大装备投入，提高机械化程度。采煤由建矿之初的普采、高档普采到 92年12月一举实现了综合机械化采煤，从分层综采到一次采全高放顶煤综采，采掘机械化程度达到100%；建立了计算机控制的KJ4井下瓦斯监测系统和核子秤计量系统，应用三维地震方法对井下地质构造进行预测预报；在全集团公司首家建立的内部Intranet网正在启动，提高了信息化、无纸化办公程度。五矿在抓好煤炭生产的同时，大力发展多种经营和非煤产业。多营从无到有，从小到大，不断发展壮大，现在多种经营总公司有经营实体10个，分别从事建筑安装、机电维修、印刷、加工、化工、商饮等10多个行业，从业人员1515人，年产值近5000万元。
本次实习的主要内容是研究煤质分析在煤化工中的作用。
煤质分析包括煤的工业分析、煤的元素分析和煤的工艺性质分析。煤的工业分析又叫技术分析或使用分析，是了解煤质特性的主要指标，也是评价煤质的基本依据。煤的工业分析包括煤的水份、灰份、挥发份的测定，焦渣特征的判别和固定碳的计算。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定，又叫煤的全工业分析。根据分析结果，可以大致了解煤中有机质的含量及发热量的高低，从而初步判断煤的种类、加工利用效果及工业用途，根据工业分析数据还可计算煤的发热量和焦化产品的产率等。煤的工业分析主要用于煤的生产开采和商业部门及用煤的各类用户，如焦化厂、电厂、化工厂等。
煤的元素分析包括煤中碳、氢、氮的测定和氧的计算，交接煤的元素组成。元素分析的结果是没进行科学分类的主要依据。在工业上，是计算发热量和热量平衡的依据。煤的工艺性质分析是为了正确地评价煤质、合理使用煤炭资源并满足各种工业用煤的质量要求。工艺性质主要有粘结性、结焦性、结渣性、燃点、反应性等。
煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为化工原料。不同煤的不同成分，决定了其不同的用途，煤质分析提供的信息为煤厂个煤种的质量控制盒生产管理提供了极大的帮助。
结焦性好或粘结性好的煤是优质的炼焦用煤；热稳定性好的无烟块煤是合成氨厂的主要原料；发分和发热量都高的煤是较好的动力用煤；一些低灰、低硫的年轻煤则是加压气化制造煤气和加氢液化制取人造液体燃料的较好原料；为了得到强度高，灰分、硫分低的优质冶金用焦，对炼焦用煤有一下要求：（1）有较强的结焦性和粘结性（2）煤的灰分要低（3）煤的硫分要低（4）配合煤的挥发分要合适
具体到实际应用：建材工业用煤在建材工业中，水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石灰等建筑材料，都是警告各种炉窑焙烧、煅烧甚至熔化等高温处理，二煤炭是主要的燃料，其中水泥工业对煤质要求最高，尤其是年产水泥20万吨以上的大、中型水泥厂的回转窑烧成用煤。因其煤的灰分大小及其煤灰的组成成分直接影响到水泥的配料，通常要求灰分低、煤灰成分稳定。如灰分太高，发热量晋低，达不到熟料的烧成温度1450℃以上（要求燃料火焰温度达1600~1700℃）。
根据特定的要求，必须对煤质进行分析，特别是对灰分进行详细的分析。若在没有对煤进行煤质分析的情况下，盲目地应用，会导致浪费了某些优质的煤资源，或导致生产出的产品不和要求，亦会造成不必要的环境污染及问世效应，甚至造成更严重的危害。因此，我们理应必须在对煤资源进行严格的煤质分析后，再合理利用，做到物尽其用，实现利益的最大化。
煤的合理利用与煤质分析息息相关，同样的，煤的合理利用的需求也促进了煤质分析技术的发展。煤炭业的持续下滑导致该行业重新关注煤炭质量管理，从而提高客户满意度，最终增加煤炭销量。同时也提高髋骨资源的有效利用。使原先认为煤质不达标的资源可以有选择地开采。为达到上述目的，煤炭生产商和煤炭用户开始寻找更为经济且仍然高精度的煤质分析方法。
煤质分析与煤分类的关系：煤主要分为无烟煤、烟煤褐煤三个大类。在煤的分类中，煤的工艺性质是很重要的指标之一。也就是说，必须通过妹子分析，明确煤的工艺性质后，才能对煤进行分类，进而对其研究利用。
总之，由于煤是一种极其复杂的有机物，且作为很重要的能源，特别是在我们这样一个在较长一段时期内仍然要以煤为最主要能源的发展中国家，煤质分析就显得尤为重要。
实习收获及体会：在这段时间里，在领导和同事们的悉心关怀和指导下，通过自身的不懈努力，让我学到了很多在课堂上学不到的知识，掌握了部分专业技能，并努力地将理论知识向实践经验转化，尽量做到实践与理论相结合，受益匪浅。不仅打开了视野，增长了见识，还为我走向工作岗位打下坚实的基础。我会把这此实习作为我人生的起点，在以后的工作学习中不断要求自己，完善自己，让自己做的更好。对于我来说：毕业实习是将来工作的一个缩影，相信实习期间收获的宝贵经验会成为我今后成功的重要基石。
关键词：近红外光,煤质检测,煤质管理
1 引言
在世界经济全球化发展的推动下, 以质取胜成为当前经济社会中企业取胜的关键之道。在采煤行业中, 根据不同的煤的煤质进行不同的分类是选煤厂工作的基础, 在要确定出不同煤的煤质, 具有一种合适的煤质检测装置是选煤厂的基本要求。对于当前煤质检测装置来说, 所采取的确定煤质的方法大体上可以分为物理法和化学法。物理法的优点可以实时地对煤质进行检测, 得到的结果可以反映当前的煤质情况, 当前一般采用的具体方法有红外光谱法、双射线法, 以及活化分析法等, 其中活化分析法因为设备较复杂, 成本比较昂贵, 目前在我国还没得到比较广泛的应用。而利用射线法、红外光谱分析法以及激光感生方法等的煤质检测装置, 普遍存在着测试结果不太稳定、结果的波动性较大, 可靠性差等种种缺点, 因此, 在一定程度上, 目前对于我国来说, 还没有一种较好地方法能够较好地适应我国的煤质检测要求, 解决煤质检测问题, 因此, 从提高煤质检测结果的稳定性出发, 本文对一种新的基于近红外线的实时煤质检测系统的设计进行了研究。
2 近红外线煤质检测原理
所谓近红外光, 是指波长处于可见光和中红外光之间的一种电磁波, 煤质检测中常用的近红外光的波长范围大约为750纳米到2500纳米之间, 波长的范围较大, 而其用于煤质检测的原理就是将其照射到要检测的煤上, 由于不同的煤质的化学成分不同, 则对于不同的波长的近红外光的吸收程度不同, 也就是说, 吸收波的程度与煤质有密切的关系。由郎伯·比尔吸收定律可以得到, 不同的物质的浓度与吸收波长的关系如下:
其中A为不同波长的吸光度参数, 为检测的近红外光的波长, c为吸收物的浓度。
由于在使用近红外光对待检测的煤样进行检测时, 近红外光的光谱中包含煤成分中的绝大多数含氢氧基的信息, 通过以上公式可以知道, 利用一定的装置, 检测相应的煤样, 然后用最小二乘法建立数学模型, 可以建立不同的光谱与对应的煤质之间的关系, 通过计算, 得到待检测的煤中的成分信息, 达到煤质检测的目的。
3 系统硬件设计
整个系统是基于数字信号处理器 (DSP) 进行工作的, 主要部分包含DSP控制系统、分光光学系统、数据采集系统等几个部分, 整个系统在DSP控制下进行工作, DSP主控芯片选用TI公司推出的TMS320F2812, 该芯片提供了丰富的外设和资源, 在很大程度上简化了系统的设计过程, 图中触摸屏用于人机交互界面功能, 用于接受操作者命令并将处理结果显示在界面上。对于煤样的检测, 使用近红外光源照射, 光源发出的光经过分光系统后, 形成单波长衍射光, 该衍射光进入分叉光纤, 然后利用分叉光纤将相同的光分成两路, 一路直接输入探测器进行检测和测量, 得到的结果作为参考信号, 另外一路, 通过分叉光纤进入容器照射煤样, 煤样反射出来的光也进入探测器进行检测和测量, 将两路衍射光经过探测传感器进行检测和信号放大, 进入AD转换, 得到的数字量输入到DSP中, 由数字信号处理器进行分析和处理。
对于AD转换部分, 作为控制系统与检测对象之间的接口, 其设计的优劣在很大程度上影响着系统运行的稳定性和可靠性。TMS320F2812本身提供了16路的AD转换通道。但是, 在系统实际过程中, 将外界模拟量信号直接引入DSP中, 会在很大程度上干扰系统的运行过程, 而且, TMS320F2812中AD转换器精度为12位, 较低的AD转换精度从根本上影响了系统的检测精度。因此, 本系统在设计的过程中使用了稳定性较好的16位AD转换芯片LTC1606, 该AD转换芯片精度较高, 稳定性较好, 采用5V供电的形式, 利用16位并口总线与控制器相连。
另一方面, 随着信息化技术的发展, 在线煤质检测技术及自动化煤质管理系统也在不断发展中, 从系统与其他系统的交互及数据存储方面考虑, 本系统在DSP控制器的基础上设计了CAN总线与USB总线, 用于分析数据的传输以及该检测系统与其他系统的交互, 一方面, 该系统可以与煤质管理系统中的其他模块进行集成, 实现煤质检测的自动化控制, 另一方面煤质检测结果可以通过数据总线传输到上位机中进行存储和处理, 从而能够对整个选煤厂的煤质检测状况进行有效的检测和管理。
4 系统软件设计
从整体上来说, 本系统的软件系统比较复杂, 涉及到的变量较多。因此, 该系统软件在设计过程中采用了模块化设计的方法, 将整个软件分成多个模块, 各个模块之间利用固定的接口进行交互, 例如, 数据采集和处理模块、AD转换模块、脉冲控制模块、人机交互模块、系统通信模块等。
参考文献
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[2]陈刚, 煤质快速分析仪的设计与研究[J].湘潭大学, 2006, (5) .
1热量检测仪器的分类
就目前而言市场上有着两种热量检测仪器,在很多的时候热量可以分为全自动以及半自动两种。全自动的热量计造成简单,只需将煤炭样本放入实验的单元中,仪器就能自动的向实验单元输送氧气,同时点燃煤炭,或者让煤炭在一定的情况下不停的进行氧化还原反应,计算出在整个反应送释放的热量。这样的方式比较简单,操作也比较便捷,能够通过计算机自主计算能量的信息,但是全自动化仪器也有很多局限性,比如在在实验单元外围的水层上,因为每次实验都睡导致一定的水分流失,所以在多次测量上检测的结果的准确性就会改变。导致测量的结果不准确,同时与实际的误差很大。半自动化的温度热量计,虽然在一些步骤没有实现全部的自动化作业,但是正是因为有人工操作所以监测工作才能让检测的结果上,更加的准确性更高。因为在检验中,外筒的水温是可以控制的,将水温控制在一个稳定的范围之内,就能实现更加准确的测量了。同时因为在检查的过程中水是恒定的,不会出现水大量汽化的现象,水分损失少,不需要对缺失水分的部分进行称重,也不需要计算缺失水的能力问题,因此半自动恒温得热量计反而比全自动的热量计更加高效。但是如何控制好半自动化恒温,是这项技术的关键技术环节。
2正确的规定热容量
2.1误差的来源
正确的标定热容量是提高恒温式半自动热量计准确性的基础,在能量的管理上正确的采用准确的方式在热量的监测上,其原理就是利用燃料的能量,通过计算燃烧一定数量的燃料能将水加热多少温度的方式计算出能量的量,所以在热量计上已经设定好了给水加热1℃需要的能量。通过这样的方式计算计算能量的数值,但是在热量计上,不仅是外筒的水,一些其他物质也会吸收热量,比如加热氧气需要热量,加热温度计需要热量,同时所有接触面都会吸收热量。尤其的温度没有控制的情况下,这些设备会吸收大量的热。
2.2基准的注意要素
检查的液体其是并不是水。而是与水很像的材料,通常采用苯甲酸,也就是热宝中常用的液体,苯甲酸的比热容比水小,同时沸点有比水高,所以是良好的热量检查溶液。在实验中要首先检查苯甲酸的要求是否合格,检查在苯甲酸上升10度时吸收的热量是否符合国家有关的质量检查标准。同时检查在上升一度时,热量的需求量,在能量检测的管理过程中要保证精确性。
2.3标定仪器的验证
当标定了仪器的热容量后,还应对热量计的精密度和准确度进行验证。具体方法:当5次苯甲酸重复测定结果的相对标准差不大于0.20%,则测试精密度合格;用苯甲酸作为样品进行5次发热量测定,其平均值与标准值之差不大于/或者50Jg用标准煤样进行测试,当标准煤样测试结果与标准值之差都在不确定度范围内,则准确度合格。内筒中的水量必须保持一致内筒水的热容量在整个仪器的热容量中占很大的比重,由于水的比热很大,内筒中水的量若不准确将会使仪器热容量发生变化,从而导致发热量的测定误差。因此,在发热量测试过程中,最好采用称重法量取内筒水,并在所有的热容量标定和发热量测定试验中保持一致,但必须注意,内筒水量以使氧弹盖的顶面(不包括突出的进、出气阀和电极)淹没在水面下10mm~20mm为准。恰当调节内筒水温国标规定:恰当调节内筒水温,使终点时内筒比外筒温度高以便终点时内筒温度出现明显下降。整个测试过程中,内筒温度是个变量,若终点时内筒温度比外筒温度高出较多,内筒水的蒸发热会变得很大,导致测试结果偏低;若终点时内筒温度比外筒温度低得多,则终点无明显温度下降。内筒温度的调节,一般是根据煤样的灰分值来调节。但在实际检测过程中,各个项目分析是由不同的操作人员同时进行,无法通过各指标间的相关性来调节水温,所以必须靠平常所积累的经验,通过观看煤样的颜色来调节内筒水温度。
3测试过程中的注意事项
a.检查氧弹的气密性。进行测试前,应检查氧弹的气密性,即把充有氧气的氧弹放入水中,若氧弹无气泡漏出,则表明气密性良好。如果用漏气的氧弹做实验,有可能使氧弹帽崩离,或整个氧弹崩出热量计而造成事故。另外氧弹必须做20.0MPa的水压试验,证明无问题后才能使用,氧弹的水压试验每两年须检查一次。b.搅拌器是否正常搅拌。测试过程中,有时会出现反常现象:系统提示点火失败,但检查煤样燃烧的情况时,煤样燃烧完全。出现上述情况通常是搅拌器出故障,热量计的搅拌器接线部分接触不良,从而导致搅拌速度缓慢使内筒水局部获得的热不能及时均匀地散出,并且使得内筒温度变化为反常的温度变化:出现系统提示点火失败的反常现象。c.测试过程中,注意室温与外筒温度是否小于1.5℃。否则,室温会与外筒温度产生热交换,外筒温度不稳定,从而导致测试结果不准确。d.试验结束后,检查煤样燃烧的情况。若煤样燃烧得不完全,则在坩埚底及四周多垫些石棉或用已知质量和热值的擦镜纸包裹煤样。
4结论
煤炭能量的测算共组是一个复杂的工作,因为检测的工作是不可逆的,就像在检查火柴的质量,通过燃烧试验后,火柴就无法使用了,而煤炭的热量检查也是这样,因为不能采用同一样本的重复试验,所以力争在一次实验中,能量的管理就符合相关的规定,在能量的测定上,要尽可能的控制误差,做好设备的工作,为了提高能量准确测量采用恒温的方式,下实验之前做好设备的工作,让半自动化热量计的优点发挥出来,提高测量的精度,为我国的煤炭合理使用作出贡献。
参考文献
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