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采样理论在电厂用煤采样中的应用第1期(总第124期) 2005年2月 山西电力 shanxielectricpower no.1(ser.124) feb.2005 采样理论在电厂用煤采样中的应用 张国兵 (山西漳泽电力股份有限公司河津发电厂,山西河津043301) 摘要:阐述了煤炭采样规定的理论依据,说细说明了计算过程,并提出了目前采样机存在的问题 和解决方案. 关键词:采样;精密度;准确度 中图分类号:tm621.8文献标识码:b文章编号:16710320(2005)01006902 电厂人炉煤量较大,对1座700mw以上的电 厂来说,一般每天达到7000t8000t左右,而且 配煤较杂,煤的粒度和化学组成都很不均匀.采样 时,如果出现差错,则不能再次采样,给正平衡计 算发供电煤耗带来的很大误差. 由于进行煤分析时,只能从一批煤中采取少量 的煤样进行分析来代表总体的特性,这就会带来一 定的偏差.因此要求所采集的煤样,其工业分析和 元素分析结果,能代表同一批次的煤.即其各项分 析结果与真实值之间的误差在规定的范围内.分析 偏差包括采样偏差,制样偏差,化验偏差.实践证 明,采样偏差量大,约占总偏差的80,制样偏差 次之,约占16;化验偏差最小,约占4. 1采样理论简介 采取的样本对总体而言,存在着一定的偏差,但 应该是无系统偏差.无系统偏差的采样称为随机采 样.采样是否达到预期的效果在采样理论中是用采 样精密度和准确度来衡量的. 所谓采样精密度,是指采样所允许达到的偏差 程度,是检测结果的离散程度;而准确度是测定值 与真值之间的符合程度.在煤样采制中,精密度可 用标准偏差6()来估量,准确度可用不确定度ax 来表示. 测定结果准确度高,首先要求精密度高,对于 测定值(一ax)来说,如果测定值能以一定 的概率处于z_+ax范围内,则认为准确度合格.对 于满足正态分布的随机采样来说,即满足x n(盯.),代表真值或无限次测定结果的平均值, 收稿日期:2004一o418,修回日期:2004一lo一07 作者简介:张国兵(1971一),男,山西广灵人,1994年毕业于浙江大 学热能动力专业,工程师. 盯代表无限次测定的总体标准差.就有下面的公式: p(axz+ax)一 p(iix鲁)一1-a. 对于工程实际来说,一般要求概率p为95%. 即显着性水平a一1一p一0.05,查此概率下正态分 布表,可得x鲁一一2,x一2a. 即可得出测定结果误差在2盯内的占全部结果 果的95,而精密度也是用标准偏差盯来估量,这 样,就认为采样的精度在2盯范围内. 盯是总体标准差,是无限次测定得出的标准方 差按下式计算: 由于实际测定 标准差s代替盯, s= /三(x一x). . 不可能是无限次的,因此,使用 即有: 厂一 /三(x-x). 一 1. 根据随机采样中心极限定理,对于总体分布未 知的人厂,人炉煤采样来说,所采有限个煤样满足 2 x-n(,)分布,这样煤样子数,标准差及采 样精密度三者之间在置信概率95下的关系可用 o 式一兰=表达. /,2 2采样理论在电厂中的应用 采样按一定的程序进行,是为了使所得到的煤 样尽可能地代表本次使用的煤的煤质,但由于煤的 不均匀性及采样方法不一致,就有可能带来较大的 误差,影响厂的经济性或带来其他问题.因此,国 ? 70?山西电力2005年第1期 家和电力部在对大批煤质进行分析时提出了自己的 采样规定. 由于灰分测定简单,也反映了煤的不均匀性,一 定程度上还反映煤质的特性,所以一般均以灰分作 为衡量的标准,国家标准gb4751996商品煤采 样方法规定采样精确度与煤种在置信概率95以 上的关系见表1. 表1采样精确度与煤种关系 原煤,筛选煤其他洗煤 干基灰分20%干基灰分>20(包括中煤) 灰分的 . 小 2(绝对值)1.5(绝对值) 于_4-10(绝对值) 而电力行业标准dl/t567.295入炉煤和入 炉煤粉样品的采取方法要求,煤的采样精密度在 置信概率95%以上为1. 在置信概率95以上,采样精密度,煤的不 均匀度s及采样子数之间的关系为: 2去. 由此,可知采样精密度为1所采集的子样是 采样精密度为2的子样数目的4倍,也就是说,电 力行业标准要高于国家标准. 在以上采样理论指导和大量的试验数据的支持 下,国家给出了更易操作的规定,即对一批煤应采 子样个数作了规定,即对1000t煤,国标规定采集 子样与煤种的关系见表2. 表2采集子样与煤种关系 原煤,筛选煤其他洗煤 灰分2o灰分>2o(包括中煤) 306020 对每个子样应采重量要求不低于5kg. 从表2和以上叙述可以看出,对于煤灰分大于 20的煤样来说,1000t煤最少采集子样个数为国 标60个,电力行业标准240个;对大于1000t煤, 采样子数应为: 厂一 式中:m实际应采子样数; 表2规定的1000t煤最少采集子样 数; m实际上煤量. 3目前电厂应用中存在的问题及解决方法 目前电厂在实际应用中主要存在的问题: a)由于大型电厂输煤上煤量大多在1000t/h 以上,面目前采样机大多是1rain10rain可调,远 不能满足电力标准; b)电厂采样机运行多不稳定,经常出现堵煤, 提升链条长涩等故障,导致采样机投运不正常或无 法投运. 解决方法: a)对于不能满足电力标准的,在实践中可采用 国标作为依据,甚至可积累大量测试数据,根据采 样理论,自己计算符合本厂实际的采样数目; b)对于堵煤,不能投运等故障,要加强巡检,及 时发现问题,及时检修,维护;对经常卡涩的部位, 可考虑采用抗腐蚀性好的钢材来代替;对于采集子 样数目不足的,还可利用采样理论加以计算,估计 所采子样可以代表多少上煤量(即:置信概率是多 少),剩余部分可以根据上煤量和发电量来进行估计 其特性参数或根据本厂入厂煤和入炉煤之间的关系 (需长期统计)来估计其特性参数. 4结论 煤质化验结果对电厂生产的安全性和经济性有 很重要的意义,且由于采样误差占总误差的80以 上,因此,电厂中应将采样机作为重要的辅机设备, 并对其运行的可靠性及采样代表性作为经济性管理 的重要部分. applicationofsamplingtheoryinpowerplantcoalsample zhangguo-bing (zhangzepowerco.,ltd.hejinpowerplant,hejin,shanxi043301,china) abstract:itintroducest