摘 要：煤质检测的质量将会直接的影响到电站燃煤锅炉的安全和稳定，怎样对煤质进行快速准确的检测，是当前很多的用煤的单位需要解决的问题，也是很多制造仪器的厂家是否能够在市场的竞争中立于不败之地的重要因素。在传统的煤质检测技术中，比如热分析天平技术等，虽然能够很好的保证检测的精准度，但是进行测试的实践比较长。而新的测试手段，比如γ射线、红外光谱分析等手段，虽然进行检测的时间比较短，但是原理还比较不成熟，测试的结果也不是很准确很稳定，可靠性比较差。因此，想要保证煤质检测的速度和准确度，就需要一种既能够快速进行检测，又能够保证质量的技术。本文就主要对当前在煤质检测中比较常见的快速分析方式的应用和原理进行了分析，并且对日后我国在煤质检测中的发展提出了一些建议。
关键词：快速分析技术;煤质检测;应用
煤质是进行电厂锅炉设计和选型的基础，而煤质发生的变化也会对锅炉的整体运行状态产生一定的影响，对电厂的制粉系统、效率以及除尘系统等都会造成很大的影响，对锅炉机组的稳定性造成影响。所以，对电厂的燃煤煤质进行快速的分析和检测将会直接的影响到电厂的安全生产和运行。也正是因为这样，已经有越来越多的快速分析技术应用在煤质检测的过程中，本文也对这些快速分析技术进行了简单的评述。
1 快速分析技术在煤质检测中的应用
1.1 热重分析技术
国际热分析和量热协会把热分析技术进行了定义，“在程控的温度之下，测量物质和温度之间关系的一种技术”，也就是说，热分析技术是在热态的条件下，对物质进行研究，进而产生一些物理变化和化学变化的技术。热分析技术的手段比较多，主要有差热分析法、差示扫描量热法以及热重分析等。差热分析法是在程控的温度之下，对测量物和对照物之间的温度差和温度关系进行展示的技术。差示扫描量热法指的是在程控的温度之下，对输入到测量物和对照物之间的功率差和温度之间的关系进行测量的技术。热重分析法，主要有等温热重法以及程序升温热重法等，在程控的温度下对物质的质量和温度的变化关系进行测量的技术。在进行煤质的分析过程中，经常会用热重技术来对煤进行工业分析，也就是对煤的水分、会发以及灰分等进行分析。按照热重的原理进行快速检测的仪器，通常情况下的分析流程时先进行水分的测量、在进行挥发分的测量，最后进行灰分的測量。在早期的时候，热重测量仪器的价格比较贵，而且在使用的过程中，一次只能够进行一个样品的检测，对他的使用性造成了限制。而当前的热重仪器已经发展到可以一次性进行多个样品的检测，大大的降低了进行快速分析的周期。在煤质的检测过程中应用热重分析法，能够让整体的检测过程中都在高温的情况下进行，相较于传统的煤质检测方式来说，节省了进行降温恒重的过程，操作方式更加简便，也节省了更多的测试时间，防止因为人为而出现的操作失误，进而能够提高检测效率。
1.2 核分析技术
在对煤质的灰分进行检测的仪器中，当前国内外都是采用核技术进行的。进行灰分检测的核技术中主要有四种方法，中子活化分析方式，双能γ射线穿透方式，60keV的γ射线散射方式以及电子对方式。而这中间，使用的比较多的就是中子活化分析方式以及双能γ射线穿透法。中子活化分析方式是使用中子辐照来对物料进行分析，无聊中的元素在热中子的激发之下，会产生不同的核反应，而放射出来的不同的射线能谱中，就有物料的元素中的相关的信息，利用适当的解谱算法就能够从得到的射线能谱中，准确的分析出不同元素的成分。中子活化分析方式中的煤质分析仪器中的中子源主要有同位素和电子脉冲式的中子管。双能射线快速测灰的仪器，主要是利用镅来作为低能的放射源，铯作为高能的放射源。高能射线的吸收率和煤的单位面积和重量有很大的关系。低能射线在穿透过物质的时候的减弱强度会随着物质的原子序数的变大而变大。煤炭中成灰的元素主要有Si，Mg以及Ca等，它们的原子序数都比较大，吸收的效果比较强。因此，当低能的射线穿过煤炭的时候，衰减的系数就会变大。所以，射线的强弱程度能够对煤炭中灰分的含量进行反映。使用射线的探测器，能够对穿过煤炭的射线的强度进行测量，就能够利用高能放射线和低能放射线对灰度进行测量。
1.3 微波技术
对煤质的水分进行测量的方式主要有红外线电导法、电容法以及微波法，而微波法是最为常见的一种。微波技术又能够分为微波透射法以及微波反散射法两种。微波透射法的主要原理就是微波在穿过物料的时候，能够让自由的水分子进行旋转，这就会对微波的强度和速度造成降低。在相同的范围之内，进行检测的煤炭样品中的水分和微波能的衰减程度以及位移的量之间是存在一定的线性关系的。所以，利用微波来测量其衰减程度或者是位移程度，或者是进行同时的测量，就能够对煤炭中的水分进行计算。微波反散射法则利用的是具有不同水分的物料对于微波的反应是不同的原理来进行的。这种测量水分的方式要求被测量的物料具有成型的装置。微波测水分的仪器主要有微波发射天线以及接收天线，运算处理系统等。为了更好的在输送煤炭的皮带上进行检测水分装置的安装，通常都会要加入放射源，然后利用射线透射的方式来对单位面积中的煤炭质量进行确定，进而对煤层的厚度和密度进行补偿，保证进行测试的结果。早期的微波测水仪器只能在同一种频率下进行工作，而现在的技术中，工作的频率变得越来越广，因此能够防止因为进行多次的反射而造成的干扰情况。在当前的我国，只有一少部分的电厂使用了微波在线的水分分析仪器。
1.4 红外线分析技术
传统的红外线分析技术是利用红外线穿透需要检测的物质，利用物质分子的振动和吸收等，产生出来的含有一定物质结构和信息的红外线光谱。因为不同的物质中的不同的分子所进行的振动和吸收产生的波长范围和强度是不同的，利用对吸收的光谱进行分析，进而能够得到物质的分析结果。通过燃烧以及红外线的吸收的方法，最近几年中红外线光谱的方式已经越来越多的应用到对煤质进行的分析中。所吸收的能量的多少，和浓度之间是成正比的。根据红外线的检测仪器检测出来的能量值，经过分析和计算，就能够得到样品中碳以及硫的含量。在煤质分析中应用红外线技术的另一个方面就是利用固体的红外线方式来进行分析。当波长在一定范围内的红外线对固体的物质进行照射的时候，能够根据固体物质吸收到红外线之后产生到的反射光谱来进行物体成分的分析。因为煤炭中的C-H和挥发分的含量之间的关系比较密切，而C-H在靠近红外线区域的时候，具有明显的吸收带。所以，近红外线的测量挥发分的技术是具有可行性的。除此之外，近红外线的技术还有一定的非破坏性以及抗干扰性比较强的特点。但是就目前的发展情况来看，此项技术的研究和发展还有待进步。
2 结语
当前我国的煤质检测分析技术的发展速度比较快，而且已经研发出了很多能够进行快速分析煤质的仪器，但是和目前的煤炭产业中的发展以及其他行业中的电力要求来说，还是有一定的差距的。在日后的煤质检测中的快速分析技术发展过程中，也要充分的考虑到以下几点。首先，快速分析技术和自动的采样制样技术要进行结合，更好的实现采集、制作和分析的一体化，尽量的减少因为人为的操作而出现的失误，并且对进行检测的时间进行缩短。其次，在发展在线的煤质检测分析技术的时候，一定要实现对电站的燃煤锅炉使用的煤质进行快速检测的目标，以便于能够更好的进行锅炉燃烧的调整以及对事故进行分析的需求。最后，要对多种快速分析的技术进行结合分析，对快速分析技术的检测仪器进行综合性功能的开发，共同对煤质进行检测，降低对煤质进行检测的分析成本。
参考文献：
[1]张继周.快速分析技术在煤质检测中的应用及发展[J].工业安全与环保，2007（11）：44-45+62.
[2]贾翠珍.快速分析技术在煤质检测中的应用及发展[J].建筑工程技术与设计，2017（5）：1974-1975.
[3]张彦甫.快速分析技术在煤质检测中的应用及发展[J].建筑工程技术与设计，2017（21）：4459-4495，4472.
作者简介：
张璐（1987- ），男，山西大同人，2012年7月毕业于黑龙江科技学院化学工程与工艺专业，大学本科，助理工程师，现从事煤质化验（监测）工作。
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