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摘要:目前,加强煤炭质量检测技术的应用,对于煤炭行业发展极为重要。煤质分析中最主要的就是元素分析和工业分析,工业分析主要是对灰分、水分、挥发分及固定碳进行分析,依据工业分析,对于煤的性质及特点可以很好地了解,并确定其使用价值。同时随着环保要求的提升,硫元素检测的需求也日益凸显。作为大宗商品,煤质化验指标的客观性是买卖双方极为关注的焦点,由此带来的争议时有发生。因此,加强该技术的研究非常有必要。
关键词:煤炭质量;质量检测技术;煤炭检测
1 煤炭质量检测技术发展应用
1.1 在线煤质检测分析方法
现如今,工业化和广泛使用的在线分析技术主要包括瞬态发射线中子活化分析法(PGNAA)和双能伽马射线传输法,这两种方法都是使用放射源的核辐射检测技术。中子活化技术的测量精度很高,在测量煤质时可以测量各种元素,但由于中子穿透力强,对人体的危害更大,所以,对屏蔽和保护的要求也更高。国内外采用或在研发的在线煤质检测技术主要有2类,第一类是采用γ双能技术或煤中放射性物质检测技术,只分析煤中灰分占比;第二类是通过光谱法分析煤中元素成分,再拟合出煤中灰分和热值等指标。第一类技术只能分析灰分,不能分析煤中硫的指标,对于较复杂的煤源,校准难度较大。第二类技术适应煤种广,可分析煤中硫、灰分、热值等指标,已成为在研技术的主要发展方向。煤质在线元素分析方法基本方法都是光谱分析,因为激发光谱的方法不同,又分为中子活化技术(PGNAA)、高能脉冲激光光谱技术(LIBS)和X射线荧光光谱技术(XRF)。煤中水分测量广泛采用微波投射法,测量精度和适用范围均可满足现场要求[1]。
1.2 实验室人工煤质化验分析的方法
目前国内电力、煤炭、化工、钢铁等行业煤质化验工作均采用人工+仪器的方式进行指标检测,主要依靠人工操作仪器设备的方法完成,特别是检测工作量大的灰分、水分、全硫、发热量、挥发分等常规项目。这就带来以下问题:(1)对于大量煤样的检测,需要配置多名化验人员,劳动强度大。(2)难以避免人为因素对化验结果的影响。在煤炭检测中检测结果偏差较大是最为突出的问题,除了实验室检测仪器和人员操作差异,在煤炭产品采样、制样过程中由于操作不规范,取样不标准等也会造成结果偏差。(3)传统的煤炭质量检测方法,需要经过采样、制样、化验三道工序,检测结果得出时限约需3~4h,其时效性是完全无法满足配煤系统所需的实时、快速检测需求,无法对配煤工艺进行实时调整,不利于化验工作的信息化建设。煤质分析不够及时,不利于快速调整选煤过程参数,容易造成分选精度的降低和高价格产品产率的损失。
1.3 智能煤质化验分析方法
煤炭工业是我国重要的传统能源产业,是国民经济的重要组成部分,智能化建设与我国的国民经济和社会智能化进程直接相关。智能煤质检测系统的研究是近年来业内普遍关注的课题。在新时代,煤矿企业需要加强对自动测试仪的使用,以提高煤质测试的准确性和可靠性,同时要有效地弥补手工测试的不足,改善煤质测试,提高生产效率。它使用工业机器人技术,机器人应用技术,非标准机械自动化技术和煤炭行业标准检查设备,并使用机器人和自动化机械直接或间接模拟实验室人员的实验室操作过程以完成自动化测量。信息管理系统,可直接输入各种实验室指标和测量结果。整个测试过程无需操作人员直接接触被测煤样,从根本上解决了人为因素对测试结果的影响。整个系统由智能煤样检测管理系统和化验工作站组成[2]。工作站包括水硫工作站、灰挥工作站、量热工作站。各工作站的核心模块包括微量称重系统、拆装盖系统、机器人模块、分析仪器、煤样输送系统、辅助系统、RFID扫码系统、物料清洗系统、除尘系统及电气控制系统。智能煤样检测系统主要完成煤样的全硫、水分、灰分、挥发分、发热量及6mm全水样的全水分指标的自动化验及相关信息管理。
系统采用物联网、工业机器人应用及非标自动化技术配合煤炭行业标准化验仪器,用机器人及自动化机械直接或者间接模拟化验人员的化验操作流程,从而完成各化验指标的自动化测量,测量结果直接进入智能煤样检测管理系统进行信息化管理。化验过程用到的坩埚、灰皿、称量瓶、燃烧舟、氧弹等实现站内自清洗并达到回收利用要求,无需人工参与,实现化验过程人料分离,彻底杜绝人为因素的干扰,保证化验结果的客观、及时、准确。同时可与企业的计划、供应、生产、结算等部门实现信息共享,借助大数据分析及辅助决策系统为企业生产经营提供可靠保障。
2 煤炭质量检测技术发展与应用的展望
2.1 采用更加智能高效的工作方式
早在20世纪70年代末,发达国家已出现实验室级的信息安全管理软件系统(LIMS)的基本概念。随着现代计算机和快速网络信息技术的不断发展,如今的LIMS已经逐步发展成熟,成为一种能够运用现代计算机快速网络管理技术、快速网络数据处理与分析技术、数据资源存储技术等专业计算机软硬件管理系统,用于检测实验室设备的实时、全方位数据管理[3]。它不仅是加快检测实验室自动化和现代化过程管理的有效工具和重要手段,也是不断完善检测实验室管理工作流程标准化和管理规范化的重要基础。目前支持企业移动检测终端的智能LIMS检测平台,为检测技术提供了应用可能,用于检测的设备可以直接在检测设备的文件数据库中存储一个对象和一个代码。通过将所有必要的检测记录和检测报告文件直接放入设备服务器,检测人员只需携带智能移动测试终端,从设备服务器自动检索检测所需的设备文件,以及从检测设备文件数据库自动检索使用过的设备,就能自动记录其使用情况。然后将相关的数据直接填写在设备文件中,直接存储在设备服务器中。在编写检测报告时,直接从设备服务器自动搜索相关设备的数据,利用现代自动化企业办公管理技术自动生成企业检测报告,可大大提高了检测效率。
2.2 检测报告电子化
LIMS平台的快速发展,引导我国检验检测服务行业的报告无纸化时代到来,进而加速检测和出具报告电子服务的发展。随着公司网络检测技术的快速发展,一些电子检测管理机构自主开发了公司级网络服务管理平台,实现了电子检测报告证书的电子下载。即检测管理机构上传电子检测报告并发送给公司的网络服务管理平台,客户可以通过平台提供的链接下载电子检测报告。检测结果的报告需要严谨真实,因此在检验、认证和测试行业中要求检测结果报告只对来自客户的样品负责。这是由于监督专业检测管理机构的报告真实性无法检测,无法确定委托方发送的样品与另一方后续检测和生产的产品是否一致[4]。此外,一般专业检测机构的报告中没有有效的防伪保护措施,只有公章程序,难以对检测报告材料的真实性确认。此后,检测技术开始尝试二维码扫描防伪印刷技术,并在产品检测报告中进行应用,用户可以将委托的相关信息发送到信息公共服务平台。再由检测管理机构根据相关信息自动返回检测报告,并快速地识别检测报告的真伪。
结束语
总之,准确可靠的煤炭检测数据是煤炭检测的立足之本,煤炭检测应做足功课,结合工作实际,采取多种形式的质量控制方法,围绕人员、设备、检测方法和设施环境等方面进行管控,制定合理的质量体系运行计划,并按计划完成,对于发现的问题和偏离及时整改,持续改进和完善质量管理体系,科学规范化管理,全面保障煤炭检测结果的准确性、可靠性和客观性。
参考文献:
[1]吕嘉栋,黄龙.煤炭检验检测机构质量控制存在问题及改进方法[J].煤质技术,2020,35(04):88-92.
[2]胡远丰.煤炭检测实验室内部质量控制方法探析[J].云南化工,2019,46(12):31-32+34.
[3]孟金.浅析商品煤质量检测风险预控管理[J].价值工程,2019,38(31):5-6.
[4]冯利.煤炭检测实验室内部质量控制方式探讨[J].科技资讯,2019,17(22):64+66.