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[煤分析专区] 国标GB/T 18666—2002商品煤质量验收及其贯彻中的若干问题

发布时间：2009/6/9 阅读次数：3027 字体大小: 【小】【中】【大】

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国标GB/T 18666—2002商品煤质量验收及其贯彻中的若干问题

修淑云¹，曹长武²
1.山东鲁能恒源经贸集团公司，山东济南 250001；2. 山东电力研究院，山东济南 250021

摘要： 对新颁国家标准GB/T 18666—2002中有关商品煤质量验收规定加以说明，对贯彻该标准中的若干问题予以阐述。

关键词： 商品煤；质量验收；标准

0　引言

　　我国的发电装机容量已超过3.1亿kW，其中火电约占75%，电力行业年用煤量达5亿t，约相当于全国年煤炭产量的一半，并且煤作为主要电力燃料的基本格局短期内将不会改变。煤炭的优劣，不仅是电厂进煤计价的依据，还直接关系到电厂的安全经济运行。
　煤质抽查与验收是政府对煤炭产品质量进行监督及用户对购入煤质量进行核验的基本手段。我国煤炭与电力系统先后制定了行业标准MT 176—1991《发电用煤质量验收与抽查方法》及DL/T 570—1995《发电用煤质量验收与抽查方法》，在各自系统中执行。上述行业标准均以商品煤采样、制样与化验的现行国家标准为基础，但在煤质允许差及对不完整批煤质量评定等方面却存在较大分歧。
　　为强化煤炭产品质量监督，进一步规范煤炭市场经济秩序，维护买卖双方的正当经济权益，减少因煤质问题引起的争议与纠纷，一个更科学、更公正、更具可操作性，能为各方所接受的在全国范围内执行统一的国家标准GB/T 18666—2002《商品煤质量抽查和验收方法》于2002年10月1日实施，同时，原煤炭与电力的行业标准废止。
　GB/T 18666—2002包括两部分内容：①商品煤质量抽查；②商品煤质量验收。电力系统为用煤大户，更关注的是商品煤质量验收问题，本文对该标准中有关商品煤质量验收规定加以说明，对贯彻该标准中的有关问题予以阐述。

1　商品煤质量验收方法

1.1　验收方法概述
　对于商品煤质量验收方法，标准作了如下表述：由买受方从收到的、出卖方发给的一批煤中采取一个或数个总样，然后进行制样和有关项目测定，以出卖方的报告值和买受方的检验值进行比较，对该批煤质量进行评定。
　标准中对检验值、报告值及质量指标允许差作了如下说明：检验值是检验单位按国家标准方法对被检验批煤进行采样、制样和化验所得到的煤炭质量指标值；报告值是被检验单位出具的被检验批煤的质量指标值，包括被检验单位的测定值或贸易合同约定值、产品标准(或规格)规定值；质量指标允许差是被检验单位对某一批煤的某一质量指标的报告值和检验单位对同一批煤的同一质量指标的检验值的差值在规定概率下的极限值。
　由报告值的含义可知，报告值有两种不同情况： ①被检验单位的测定值；②贸易合同的约定值、产品标准(或规格)规定值。在前一种情况下，煤炭的买受方(检验单位)与出卖方(被检验单位)均须对同一批煤各自采集一个总样，然后分别制样、化验，对其结果进行比较；后一种情况下，煤炭的买受方的检验值只是与贸易合同的约定值、产品标准(或规格)规定值作比较，故此时只有检验单位采集一个总样，因而在验收方法中提出一批煤中有采取一个或数个总样之分。
　当一批煤中采取一个或数个总样时，其质量评判标准是不同的。如采取一个总样进行测定，其测定值在95%的概率下落在真值±P(P是指采制化总精密度)范围内；如采取两个总样，则测定值的差值应在±2^1/2P范围内，则判为合格，这就是该标准制定质量评定允许差的理论基础。
1.2　检验项目及其他约定指标
　对电力生产有较大影响的、最为重要的特性指标为GB/T 7562—1998《发电煤粉锅炉用煤技术条件》所规定的挥发分、发热量、灰分、全水分、硫分、煤灰熔融性、哈氏可磨性等7项。
1.2.1　发热量与灰分
　　发热量与灰分是衡量发电用煤质量重要的特性指标，也是煤炭计价的主要依据。煤中灰分与发热量之间有较好的相关性。灰分越高，意味着煤中可燃成分减少，发热量降低，锅炉燃烧温度下降，燃烧稳定性减弱，锅炉效率降低。此外，煤中灰分增高，锅炉受热面的沾污与磨损就会加剧。炉膛受热面的沾污，常常引起锅炉结渣及过热器超温而威肋运行；同时还将对除尘设备的性能提出更高要求，增大了基建投资与运行费用。
1.2.2　煤中硫
　　煤中硫是火电厂排放SO₂造成环境污染的主要来源。电厂锅炉燃用高硫煤，锅炉尾部受热面易发生腐蚀与堵灰，缩短低温预热器的寿命；另一方面，含硫量的增高，促使灰熔融温度降低，导致结渣或加重其严重程度；如煤的挥发分含量较高，硫含量的增高会增大煤的阴燃倾向，导致煤粉仓及煤场因煤温升高而自燃。
　由于煤为均匀性很差的大宗散装物料，而灰分与含硫量这两项特性指标最能反映煤的不均匀性。故标准中规定对原煤、筛选煤和其他洗煤的检验项目定为发热量(灰分)和全硫。
　标准又规定发热量采用干基高位表示，而不用原先普遍采用的收到基低位。收到基低位发热量Q_net,ar与干基高位发热量Q_gr,d之间的关系是

Q_gr,d=Q_gr,ad×100/(100-M_ad)　　　(1)
　　Q_net,ar=(Q_gr,ad-206H_ad)×(100-M_t)/(100-M_ad)-23M_t
　　　　=Q_gr,d×(100-M_t)/100-206H_ad×(100-M_t)/(100-M_ad)-23M_t(2)
　式中，M_t为煤中全水分，%；M_ad为煤中空干基水分，%；H_ad为煤中空干基含氢量，%。
1.2.3　煤中全水分
　由于煤中M_t、M_ad、H_ad要参与Q_net,ar的计算，因而水分与氢含量测值将直接影响收到基低位发热量计算值的可靠性。再者，煤中全水分在储存和运输过程中会发生变化，因此也不宜作为质量评定指标。标准中将Q_net,ar
改为Q_gr,d，它能更好地反映煤的燃烧特性，同时又避免了水分与氢含量的影响。
　这样煤中全水分只与煤的计量有关，而与煤质无关，使得电厂商品煤煤质与煤量验收成为两个相对独立的部分，因而更具可操作性。发热量、灰分、全硫含量的测定，在煤炭与电力系统中均有大量试验数据为基础，从而可以制定出较为科学的质量指标允许差。
1.2.4　其他特性指标
　挥发分、煤灰熔融性及哈氏可磨性均对电力生产的某些方面有着重要影响，但由于缺少足够的试验数据，目前还不能提出相应的质量指标允许差，故标准5.4.4条规定，除5.2规定的检验项目外，贸易双方也可根据有关工业用煤技术条件约定其他检验项目，并按合同规定进行质量评定。上述其他检验项目，通常即指挥发分、灰熔融性及哈氏可磨性。
1.3　煤样的采制化
　煤样的采制化均执行现行的国家标准：
　　GB 475—1996《商品煤样采取方法》；
　　GB 474—1996《煤样的制备方法》；
　　GB/T 211—1996《煤中全水分测定方法》；
　　GB/T 212—1991《煤的工业分析方法》；
　　GB/T 213—1996《煤的发热量测定方法》；
　　GB/T 214—1996《煤中全硫测定方法》；
　　GB/T 219—1996《煤灰熔融性测定方法》；
　　GB/T 2565—1996《煤的可磨性指数测定方法(哈德格罗夫)》。
　采样、制样与化验是获得煤质检验结果三个相对独立又互相联系的环节，如用方差来表示误差的话，对煤质检验结果来说，影响最大的是采样，其次就是制样。而现时不少单位与人员对此缺少正确认识，往往对采制样不够重视。除严格按上述国标进行采制化外，GB/T 18666—2002还对采样应遵循的原则、采样地点、采样机械等提出了明确要求，这些均是获得准确检验结果的必要前提，务必认真贯彻执行。
1.4　单项及批煤的质量评定
1.4.1　单项质量指标评定
　　标准5.4.3.1.1指出，出卖方提供测定值的商品煤的单项质量指标评定：当买受方与出卖方分别对同一批煤采样、制样和化验时，如出卖方报告值(测定值)和买受方的检验值的差值满足下述条件，则该项质量指标评为合格；否则评为不合格。
　　(1) 灰分(A_d)：(报告值-检验值)≥表1规定值。
　　(2) 发热量(Q_gr,d)：(报告值-检验值)≤表1规定值。
　　(3) 全硫(S_t,d)：(报告值-检验值)≥表2规定值。

表1　灰分与发热量允许差

煤的品种	灰分A_d/% (以检验值计)	允许差(报告值-检验值)
煤的品种	灰分A_d/% (以检验值计)	△A_d/%	△Q_gr,d/MJ•kg^-1
原煤和筛选煤	＞20.00～40.00 10.00～20.00 ＜1	-2.82 -0.141A_d-1.41	+1.12 +0.056 A_d+0.56
非冶炼用精煤		-1.13	按原煤、筛选煤计
其他洗煤		-2.12

注：△A_d为干基灰分允许差；△Q_gr,d为干基高位发热量允许差。

表2　全硫允许差

煤的品种	全硫S_t,d/% (以检验值为准)	允许差/% (报告值-检验值)
冶炼用精煤	＜1.00 ≥100	-0.16 -0.16 S_t,d
其他煤	＜1.0 1.00～2.00 ＞2.00～3.00	-0.17 -0.17_t,d -0.34

　　由于表1及表2中规定的是判定煤炭质量是否达到某一标准(值)的允许差，故是单向的，即只要被验收煤的品质达到和优于报告的品质就算合格。
　标准5.4.3.1.2指出，有贸易合同值或产品标准(或规格)规定值的商品煤质量指标评定：以合同约定值或产品标准(或规格)规定值和买受方检验值、按5.4.3.1.1规定进行评定，但各项指标的实际允许差按下式修正
　　　　　(3)
　式中，T为实际允许差，%或MJ/kg；T₀为表1、表2规定的允许差，%或MJ/kg。
　当合同约定值或产品标准(或规格)规定值为一数值范围时，灰分和全硫取合同约定值或规定值的上限值为出卖方报告值，发热量取下限值为报告值。
1.4.2　批煤质量评定
　标准5.4.3.2.1指出，原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤)：以灰分计价者，干基灰分和干基全硫都合格，该批煤质量评为合格；否则该批煤质量评为不合格。以发热量计价者，干基高位发热量和干基全硫都合格，该批煤质量评为合格；否则，该批煤质量评为不合格。

2　标准贯彻中的若干问题

2.1　商务合同与本标准间的关系
　　电厂订购煤炭是买卖双方的商务活动，它由双方当事人按中华人民共和国合同法的要求签订合同。1999年3月15日国家颁布的合同法第十二条规定：合同的内容由当事人约定。如在合同中约定煤质验收按国标GB/T 18666—2002规定执行，那么该标准不仅是推荐性的，而且是强制性的。否则，违约方就得承担由此造成的法律责任；如合同中质量一款，双方不参照该标准的规定而另有约定，则该标准就与合同无关。总之，商务活动买卖双方必须履行合同规定。该标准的有关条款是否成为合同的一部分内容，则由双方商定。
2.2　对其他约定指标的要求
　除发热量(灰分)及全硫含量外，其他约定指标一般为挥发分、灰熔融性及哈氏可磨性，可以选择其中一项、二项或全部作为约定指标。为了保持燃烧稳定，可将挥发分作为约定指标；为防止锅炉结渣，可将灰熔融性作为约定指标；如电厂磨煤机出力较小，则可将哈氏可磨性作为约定指标。在煤源与品种一经确定后，上述指标的变化幅度较小。此外，由于目前尚无足够的试验数据来制定科学的、合理的质量指标允许差，故现时贸易双方可根据具体情况加以约定。
2.2.1　挥发分
　电力用煤挥发分影响锅炉的稳定燃烧与制粉系统的安全运行。煤的挥发分与着火温度之间有较好的相关性。一般说来，煤的着火性能随挥发分的增大而增强，高挥发分烟煤及褐煤容易着火；低挥发分、高灰分的劣质无烟煤及贫煤难着火，容易造成锅炉燃烧不良甚至灭火。在对挥发分提出要求时，要特别注意干燥无灰基挥发分V_daf在电力生产中的应用。
　　V_daf=V_ad×100/(100-M_ad-A_ad)　　(4)
　　在试验室中测出的V_ad值，根据M_ad及A_ad测值可换算出V_daf值。有人误认为V_daf值越大，煤质越好，燃烧越稳定，这是片面的。实际上它应视具体情况而定，上例中A_ad值增大，致使V_daf值也增大，恰恰说明煤质有所降低，燃烧更不稳定。　　
2.2.2　灰熔融性
　　灰熔融性是影响锅炉安全经济运行的指标。锅炉结渣会使受热面减小，烟温升高，锅炉出力下降，结渣严重时，将被迫停炉。在用来表征煤灰熔融性DT(变形温度)、ST(软化温度)、HT(半球温度)、FT(流动温度)四个温度点中，以ST更具特征。通常以ST=1350℃为分界线。
　　对固态除渣炉(绝大多数电厂锅炉均属此类)，ST要大于1350℃，且越高越好。灰熔融温度越低，结渣可能性越大。
　为了避免锅炉的严重结渣，对煤质特性的要求是：煤的灰分及含硫量不宜太高，煤粉粒度不宜太大，煤灰应具有较高的ST值，特别是要避免使用低灰熔融性的短渣煤。灰渣粘度受温度影响大者为短渣；反之，为长渣。另外，应选用灰熔融性受气氛条件影响较小的煤，这种煤的灰渣特性受锅炉运行工况波动影响较小，有利于锅炉的稳定燃烧。
2.2.3　哈氏可磨性
　　煤的可磨性用来表征其磨制成粉的难易程度。煤越软，可磨性指数越大，磨粉时电耗越小。电厂锅炉设计人员普遍使用哈氏可磨性指数(HGI)来决定制粉设备。哈氏可磨性每相差10个指数，磨煤机约相差25%的出力。电煤HGI一般在50～90范围内，低于50者为特硬煤，高于90者为特软煤。电厂希望使用HGI较大的煤，以减少磨煤机的能耗而提高运行的经济性。哈氏可磨性的检验方法只适用于烟煤及无烟煤，而不适用于褐煤。
2.3　煤质验收发生争议时的解决办法
　国标GB/T 18666—2002对煤质验收时发生争议作出这样规定：当买受方的检验值和出卖方的报告值不一致(二者差值超过5.4.3.1.1或5.4.3.1.2规定的允许差)并发生争议时，先协商解决，如协商不一致，应改用下述两种方法之一进行验收检验，在此情况下，买受方将收到的该批煤单独存放。
　(1) 双方共同对买受方收到的批煤进行采样、制样和化验，并以共同检验结果进行验收。
　(2) 双方请共同认可的第三公正方(一般是指获得国家计量认证合格证书或中国实验室认可委员会认可的权威煤质检验机构)对买受方收到的批煤进行采样、制样和化验并以此检验结果进行验收。
　　电厂用煤，煤量往往一批达二三千吨，多则上万吨，若单独存放，将涉及到卸煤或转运的人力、机械及费用，存煤场地与保管责任等诸多实际问题。由于标准的上述规定可操作性不强，除非合同中预先加以约定或有协议补充，否则该条款的执行将有较大困难。因此，协商解决应成为解决煤质争议的基本方法。
2.4　标准的应用条件
　国标GB/T 18666—2002是以国标GB 475—1996及GB 474—1996为基础。商品煤采样精密度应符合下表规定：

表3　采样精密度

原煤、筛选煤		精　煤		其他洗煤 (包括中煤)
干基灰分≤20%	干基灰分＞20%
±1/10×灰分但不小于±1%(绝对值)		±2%(绝对值)	±1%(绝对值)	±1.5%(绝对值)

　注：实际应用中为采样、制样和化验总精密度。
　　
　　如果国标GB 475—1996及GB 474—1996作出修订，那么GB/T 18666—2002中的相关规定也将随之作出相应变动。

3　结束语

　标准GB/T 18666—2002的颁布，将直接关系到全国所有发电厂的煤质验收。为此，中电联标准化部及中能燃料公司对该标准的宣贯已经作出了安排，各级主管部门也要及早组织电厂煤质监督管理与检测人员进行培训学习，理解标准规定，制定实施细则，切实把好入厂煤质量关，以维护电厂的正当经济权益，确保电厂的安全经济运行。

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