动力煤标准样在火电厂推行使用已有10 a 历史, 它对提高电煤煤质检验质量所起的重要作用, 已普遍得到认同, 使用量也逐年增加。预计在当前市场经济条件下, 它将发挥其对电煤煤质准确计量的功能。作为标准物
质, 主要有3 项特性, 即均匀、稳定和准确性。
1　均匀性
煤是一种固体不均相的有机矿岩, 其质地极不均匀, 动力用煤品种繁多, 高灰分、低热值更加深了其不均匀性。为提高标准煤样的质量, 改善均匀性, 这是居3 项特性之首应做的工作。制备动力煤标准样的原材料, 系采自火电厂制粉系统中的粉煤。这就为煤标样的均匀性提供了得天独厚的最好条件。均匀性与煤的粒径有关, 粒径愈小, 其均匀性愈好。由制粉系统采集的煤粉样, 其粒径绝大部分皆小于0. 15 mm , 再经过研磨过程的强力混合, 其均匀性已达到相当高的程度, 只要再作适当处理, 就可以作为标准样使用。但作为统一量值使用的标准物质, 其均匀性必须严格保证, 否则会因不均匀性误差影响整体的检测质量。因此, 在煤粉样分装前后, 必须进行抽样检验, 用数理统计方法进行处理, 以确证其均匀性可靠。均匀性是用煤的某一特性量值的误差表示的, 在样品分装前后, 抽验结果各瓶样品之间不应存在统计学上的差异,即经F 检验, F 值不能大于理论上的临界值, 否则就应判定为均匀性不合格。这样或者放弃作为标准样使用, 或者重新研磨, 减小粒径, 以求合格。但是, 由于煤本身的不均匀性太差, 在实际工作中如完全按照理论上的准则判断, 有时难以周全。实践证明, 对煤标样来讲, 有的情况虽经F 检验, 判定为不合格,但误差值尚能为实际工作的需要所接受。另外可能也会出现几率很小的误判断, 即在统计学上所谓的第一和第二两类误判断。例如出现瓶内误差反而大于瓶间误差这类几率很小的异常情况。此时若机械地放弃, 或重新研磨, 都会造成浪费。因此, 还应深入研究, 做出适当修正。经过我们多年实践检验和对多种煤粉样抽检结果的研究认为: F 检验是最理想、最可靠检验不均匀度的方法, 对于某些均匀性较高的物料, 或对检验质量有较高要求的工作, 应当严格通过F 检验。对于煤标样来讲, 可以用修正误差的方法, 弥补本身具有较大不均匀性的缺陷。那就是除经F 检验外, 还应辅以瓶间和瓶内某一特性量值(灰分或硫分) 的标准误差予以确认。至于界定标准误差的范围, 需要从实践出发, 通过统计给予规定。根据我们从全国各火电厂制粉系统采集到20 几种煤粉样的实验数据, 统计表明:若按灰分的标准误差计算, 瓶内应小于±0. 10% , 瓶间为±0. 10%～ 0. 16% , 即可接受为均匀; 除此之外的情况, 还需将不均匀误差求出, 并入标准值的不确定度中去。如果达不到这一要求, 任何改善措施, 都无法弥补,只能放弃。

附表　两种性质有较大差异煤种量值变化表
标样编号项　目
标准值
1991 1992 1993 1994 1995 1996
不确定度
标准值的平
均年变化率
GBW
110001
Q gr, d
ö(MJök g) 14. 18 14. 18 13. 95 13. 92 13. 89 13. 88 ±0. 20 - 0. 05
A d
ö% 50. 87 50. 87 50. 87 50. 87 50. 94 50. 99 ±0. 32 + 0. 02
V d
ö% 11. 46 11. 46 11. 58 11. 68 11. 78 11. 83 ±0. 30 + 0. 06
St, d
ö% 5. 09 5. 09 5. 09 5. 12 5. 12 5. 16 ±0. 20 + 0. 01
GBW
110008
Q gr, d
ö(MJök g) 24. 59 24. 57 24. 49 24. 39 24. 39 24. 39 ±0. 17 - 0. 03
A d
ö% 26. 75 26. 75 26. 75 26. 75 26. 75 26. 81 ±0. 20 + 0. 01
V d
ö% 23. 23 23. 23 23. 23 23. 32 23. 32 23. 12 ±0. 30 - 0. 02
St, d
ö% 0. 65 0. 65 0. 65 0. 65 0. 65 0. 67 ±0. 06 可忽略

2　稳定性
煤是有机矿岩, 制成煤粉, 其表面积增大, 与空气接触, 不可避免地受到氧化作用,使其特性量值发生改变。为此, 作为标准物质, 必须重视其稳定性, 在规定的有效使用期内, 其量值的变化不能超过其不确定范围。但
对于动力用煤来讲, 因本身无机矿物质含量较高, 而且在制成煤粉的研磨过程中要受到热空气老化处理, 煤中易改变的轻质成分已被除去, 只要保存得当, 则是比较稳定的, 不需另外采取防氧化措施, 我们曾用充氧法封
存, 效果并不显著。附表内的数据, 是我们从9 种煤标样通过连续6 a 协作定值试验追查的大量数据中, 选取的两种性质有较大差异煤种的量值变化结果。
综观9 种煤标样6 a 的变化, 只有少数几种煤的发热量(Q gr, d) 和挥发分(V d) 超过其不确定度范围, 而每年的平均变化皆远小于其不确定度范围。个别项目如硫(St, d) 和灰分(A d) 则变化甚微, 可以忽略。我们曾对一种含硫较高的煤标样保存10 a, 其标准值的变化, 仅从5. 13% 下降至5. 02%。这可能是协作试验带进的随机误差所致。由此可见, 动力用煤标准样的稳定性相当不错。其标准值的有效期定为2 a, 隔年重新定值, 完全可保证其稳定性。
3　准确性
标准样的准确性, 是用标准值的大小和不确度范围两个指标表述的。标准值是假定的真值, 由于真值是期望值, 实际上不可能知道。标准值是最接近真值的最佳值, 因而只能用量值的大小表示其准确的程度。由于标煤
样的标准值是通过计算协作试验的大量数据得到的, 试验中不可避免地存在着各类误差。
但是, 只要安排好排除系统误差的试验程序和条件, 就可以获得接近真值的标准值。为提高标准值的准确性, 只有通过增多协作试验数据的数目才能实现, 但增多试验数据会消耗较多的人力和物力。因而准确性只要能满
足实际使用的需要, 数据数目可以适当减少,然后再通过数据处理手段, 对试验误差给予修正。目前正使用的动力煤标准样是附图　协作试验数据误差分布图

由12 个具备资格的实验室进行协作研制的,在确保标准值的准确性方面, 这样多的实验室参与定值, 能起到较为显著的作用。这从下面的协作试验数据误差分布图中可以得到证实。附图中虽有个别单位的实验误差较大, 但由于随机误差的正负对称出现的特点, 标准值的误差已相对降低。图中坐标点的编号为提供数据的定值实验室编号, 中线为标准值的位置, 上下平行线为不确定度范围。由图中坐标点的位置可以看出, 只有增多数据的数目, 误差被抵消的机率才会增加, 才会得到准确性较高的标准值。当然, 安排一个消除了系统误差的定值程序和方法, 则是一个最基本的前提。
至于界定不确定范围, 在理论上是一个较为复杂的问题, 但从实用角度考虑, 应从实际出发, 必须相信和尊重定值实验室所提供数据的可靠性。只能通过科学的数据处理程序, 才可以舍弃不能采用的数据, 然后求得平均值作为标准值, 并运用数理统计法则, 将定值数据群的误差转换成不确定度。不确定度实际上就是标准值所在的范围, 而这个范围的大小还要视标准值与真值的接近程度而有所不同, 这就是在统计学上所谓的置信水平。
水平值(符号A) 愈高, 界定的范围愈窄, 这样的标准值可靠性就愈高。标准值所具有不确定的波动性质, 是由于定值数据群的随机误差所导致。所以上述一切都要通过概率理论给予解决。但是, 对于动力煤标准样来讲, 除了运用概率论来界定不确定度外, 还应从实际出发, 即现行的标准煤样定值程序是经过简化的程序, 其中借用了国家标准试验方法中规定的重复精密度参数, 这一参数带有统计学性质, 虽然适应性较强, 但对于品种多变的动力煤来讲, 其统计结果难免脱离实际。为此, 必须按定值实验室所提供的数据, 加以适应调整, 使标准值波动在具有实际意义的不确定度范围内。
〔作者简介〕
尹世安　男　教授　武汉市　430072
夏自平　男　工学硕士　武汉市　430077
(收稿日期: 1997- 08- 23)