Какие параметры должна иметь проба угля

ГОСТ 10742-71 Угли бурые, каменные, антрацит, горючие сланцы и угольные брикеты. Методы отбора и подготовки проб для лабораторных испытаний

УГЛИ БУРЫЕ, КАМЕННЫЕ, АНТРАЦИТ,
ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ И УГОЛЬНЫЕ
БРИКЕТЫ

МЕТОДЫ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ПРОБ
ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва

УГЛИ БУРЫЕ, КАМЕННЫЕ, АНТРАЦИТ,
ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ И УГОЛЬНЫЕ БРИКЕТЫ

Методы отбора и подготовки проб для лабораторных испытаний

Brown coals, hard coals, anthracite, combustible shales and coal briquettes.
Methods of sampling and preparation of samples for laboratory tests

(Измененная редакция, Изм. № 3).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Отбор объединенных проб производят от каждой партии топлива. При регулярных поставках допускается по согласованию сторон периодическое опробование партий топлива в соответствии с приложением 2.

1.2. Отбор проб производят:

от потока топлива в местах его перепада или с поверхности транспортирующего устройства;

от неподвижного слоя топлива, погруженного в транспортные средства.

Базовая погрешность опробования

Зольность (А d ) или массовая доля рабочей влаги ()

Низшая теплота сгорания ()

До 12,56 МДж/кг (до 3000 ккал/кг)

± 0,63 МДж/кг (± 150 ккал/кг)

Более 12,56 МДж/кг (более 3000 ккал/кг)

± 0,84 МДж/кг (± 200 ккал/кг)

Базовая погрешность опробования применяется для всех видов опробования, если договором о поставке топлива не предусмотрены другие нормативы погрешности.

1.4. Отбор проб должен производиться механизированным способом с применением пробоотборников, соответствующих требованиям настоящего стандарта. Если невозможен механизированный отбор, допускается отбор проб вручную.

Точечные пробы, отбираемые в объединенную пробу, должны быть равномерно распределены по всему объему партии топлива.

Количество точечных проб (л), не менее

Топливо обогащенное и брикеты

1. Обогащенным топливом считают концентрат (рассортированный и нерассортированный), вырабатываемый на обогатительных фабриках и установках. Другие виды топливной продукции считают необогащенным топливом.

2. От партии топлива массой до 500 т в объединенную пробу отбирают 16 точечных проб независимо от вида топлива.

3. От партии топлива, состоящего из одного железнодорожного вагона, в объединенную пробу отбирают 8 точечных проб независимо от вида топлива.

4. Проверка погрешности опробования и необходимого количества точечных проб производится по ГОСТ 27379.

При отборе объединенных проб от партии более 1000 т для каменных углей и антрацитов и более 2500 т для бурых углей, горючих сланцев и брикетов количество точечных проб (п₁) вычисляют по формуле

(1)

По согласованию между поставщиком и потребителем допускается производить отбор проб с погрешностью, которая больше или меньше указанной в табл. 1. В этом случае количество точечных проб ( n ₂ и n ₃ ) вычисляют по формулам:

(2)

(3)

За размер максимальных кусков рядового топлива условно принимают размер отверстия сита, на котором при просеивании по ГОСТ 2093 надрешетный продукт составляет не более 5 %. За размер максимальных кусков сортового топлива принимают верхний предел крупности данного сорта.

Масса точечных проб брикетов должна быть не менее 3 кг.

1.7. Если масса точечной пробы в четыре и более раз превышает минимально необходимую (например, при отборе проб из потоков большой мощности по всему сечению, при отборе проб из вагонов или сосудов грейферными установками и т.д.), допускается сокращение массы первоначально отобранных точечных проб без предварительного дробления до значений, указанных в п. 1.6.

1.8. (Исключен, Изм. № 3).

2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ПРОБ

2.1. Для отбора проб применяют следующее оборудование:

механические пробоотборники для отбора проб в местах перепада потока, непосредственно с транспортерных лент, от топлива, погруженного в железнодорожные вагоны и другие транспортные средства;

приспособления для отбора проб вручную.

Во всех случаях ширина раскрытия должна быть не менее 50 мм;

вместимость ковшовых отбирающих устройств должна быть такой, чтобы при отборе точечных проб исключалось их переполнение;

отбирающее устройство должно полностью освобождаться от материала пробы после окончания отбора;

отбирающие устройства для отбора проб из потока должны за одно или несколько пересечений отбирать в пробу точечные пробы по всему поперечному сечению;

Новые типы пробоотборников перед внедрением должны испытываться с целью определения представительности отбираемых ими проб.

Контрольные испытания пробоотборников проводят в соответствии с ГОСТ 27379.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

2.3. Для обработки проб используют следующее оборудование:

машины для обработки объединенных проб, обеспечивающие приготовление не менее двух лабораторных проб;

машины для обработки объединенных проб, обеспечивающие одновременное приготовление одной лабораторной и не менее двух аналитических проб;

машины для обработки лабораторных проб, обеспечивающие приготовление не менее двух аналитических проб;

дробилки для дробления объединенных проб;

мельницы для измельчения лабораторных проб;

делители и сократители для сокращения первоначальной массы проб и деления сокращенной части пробы на требующееся количество экземпляров;

механические устройства и набор сит для рассева проб;

противни для подсушивания, сокращения и деления проб;

дробилки и мельницы должны обеспечивать заданную крупность дробления и измельчения;

сократители должны сокращать массу пробы в заданном соотношении, не нарушая ее представительности;

делители должны обеспечивать деление проб на требуемое количество экземпляров. При этом масса отдельных экземпляров разделенной пробы не должна отличаться от среднего значения более чем на ± 10 %, а разница в зольности, теплоте сгорания и в массовой доле влаги не должна превышать допустимых расхождений между анализами дубликатов лабораторной пробы.

2.5. Контрольные испытания машин для подготовки проб, дробилок и мельниц должны производиться не реже одного раза в месяц путем рассева измельченного ими топлива. При установленном верхнем пределе крупности измельченного материала, равном 1 мм и более, остаток надрешетного продукта на сите с квадратными отверстиями размером, равным установленному пределу крупности, не должен превышать 3 % массы, взятой для рассева.

При установленном верхнем пределе крупности измельченного материала, равном 0,2 мм, остаток надрешетного продукта на сите с квадратными отверстиями, размером, равным 0,2×0,2 мм, не должен превышать 1 % массы, взятой для рассева.

Остаток крупностью более 0,2 мм доизмельчается вручную и добавляется в измельченную пробу.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

2.6. (Исключен, Изм. № 1).

3. ОТБОР ПРОБ

3.1. Отбор проб из потока

3.1.1. Из потока пробы отбирают при погрузке или разгрузке вагонов, судов, автомашин и других транспортных средств, а также при транспортировании топлива конвейерами непосредственно потребителям.

3.1.2. Отбор проб из потока производят механизированным способом с применением имеющихся в наличии пробоотборников и приспособлений, отвечающих требованиям п. 2.2.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

3.1.3. Точечные пробы объединенной пробы отбирают через равные интервалы времени.

Интервал времени, через который должны отбираться точечные пробы ( t ), в минутах вычисляют по формуле

(5)

3.1.4. При отборе проб из потока мощностью более 600 т/ч допускается деление его на части, при этом отбор точечных проб производится поочередно из каждой части потока с постоянными интервалами времени. Общее число точечных проб, отобранных от всех частей потока, должно соответствовать требованиям п. 1.5.

3.1.5. При отборе проб с поверхности движущегося конвейера точечные пробы должны отбираться по всей мощности потока перпендикулярно или под углом к его оси так, чтобы отбирающее приспособление не создавало подпора движущемуся топливу.

3.1.6. Отбор проб топлива, транспортируемого ковшовым конвейером (элеватором), производится из потока после выгрузки ковшей, согласно п. 3.1 или отдельными ковшами. При этом топливо в одном ковше считается точечной пробой. Если масса точечной пробы больше минимальной, установленной в п. 1.6, допускается ее сокращение.

(Введен дополнительно, Изм. № 3).

3.2. Отбор проб с поверхности остановленного конвейера

3.2.1. Отбор проб с поверхности остановленного конвейера производится главным образом для проверки всех способов отбора проб. Точечные пробы отбирают с помощью приспособления (рамы), погружаемого в массу топлива до транспортирующей поверхности, перпендикулярно направлению движения потока. В точечную пробу включают все топливо, попавшее внутрь приспособления, и отдельные крупные куски, попавшие под правую сторону приспособления (по направлению движения потока). Рама должна представлять собой две параллельные, вертикально расположенные стенки, отстоящие одна от другой на расстоянии, равном не менее двум размерам максимального куска, и жестко соединенные между собой. Рама должна устанавливаться в строго определенном месте конвейера.

3.3.1. От топлива, погруженного в железнодорожные вагоны, вагонетки, автомашины, пробы отбирают в тех случаях, когда невозможно осуществить отбор проб из потока.

При крупности топлива не более 25 мм отбор точечных проб допускается производить зондированием.

2. При отборе проб из единичных вагонов точечные пробы отбирают по схеме, изображенной на черт. 1, в шахматном порядке.

3. (Исключено, Изм. № 3).

отбор точечных проб в каждой точке производят погружением грейфера в топливо не менее чем на 0,4 м при полном раскрытии его челюстей;

отобранная грейфером точечная проба разгружается в накопительную емкость, из которой равномерным потоком поступает на механический пробоотборник;

от каждой точечной пробы топлива, отобранной грейфером, механический пробоотборник должен отбирать не менее трех точечных проб. Масса точечных проб, отбираемых механическим пробоотборником, должна соответствовать требованиям п. 1.6.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.4. Отбор проб из судов и барж

Количество точечных проб, отбираемых в пробу, должно соответствовать указанному в п. 1.5. Периодичность отбора точечных проб (грейферов) в объединенную пробу ( f ) вычисляют по формуле

(6)

Пример. В судно должно быть погружено 4000 т необогащенного каменного угля. Загрузка судна производится грейфером грузоподъемностью 5 т.

Согласно табл. 2 и п. 1.5 количество точечных проб в объединенной пробе должно быть не менее

Периодичность отбора точечных проб составляет

В объединенную пробу следует отбирать топливо из каждого 12-го грейфера.

3.4.2. При транспортировании судном топлива одного типа (марки) или класса крупности от всего загруженного топлива отбирают одну объединенную пробу. Количество точечных проб, отбираемых от топлива, находящегося в каждом трюме, должно быть пропорционально количеству топлива, погруженного в соответствующий трюм.

При транспортировании судном топлива различных типов (марок) или классов крупности топливо, находящееся в каждом трюме, считают отдельной партией, от которой отбирается объединенная проба.

3.4.3. Отбор проб непосредственно из барж допускается только в тех случаях, когда нет возможности произвести отбор проб из потока или с помощью грейфера.

Подлежащие отбору в объединенную пробу точечные пробы равномерно распределяют по всей площади баржи, как это изображено на черт. 4. Если высота слоя топлива, погруженного в трюм, менее 4 м, то все точечные пробы отбирают из верхнего слоя.

Если высота слоя топлива, погруженного в трюм, более 4 м, то точечные пробы должны отбираться послойно в два приема: нечетные точечные пробы отбирают после снятия верхнего слоя, а четные точечные пробы отбирают примерно с половины глубины погруженного топлива.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

При отборе проб глубина погружения челюстей грейфера в топливо должна быть не менее 0,4 м.

3.4.5. При невозможности выполнения требований отбора точечных проб с применением грейферного крана, указанных в пп. 3.3.3 и 3.4.4, необходимо каждый грейфер, из которого топливо предназначено в пробу, разгрузить на специальную площадку. От выгруженного топлива вручную отбирают пять точечных проб в соответствии с п. 3.3.2 по схеме, изображенной на черт. 5.

4. ОБРАБОТКА ПРОБ

В тех случаях, когда объединенная проба составляется после дробления и сокращения точечных проб, масса сокращенных точечных проб должна быть пропорциональна их первоначальной массе, но не менее указанной в п. 1.6.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

При обработке проб брикетов для общего анализа используют остатки проб брикетов после их испытания на механическую прочность и те брикеты из объединенной пробы, которые не подвергались испытанию.

Операции обработки проб производят механизированным способом с применением машин и механизмов, соответствующих требованиям п. 2.4.

Объединенная проба после дробления может сокращаться до минимальных масс, указанных в табл. 3.

Минимальная масса пробы после сокращения, кг

Для других значений крупности, не предусмотренных табл. 3, минимальная масса сокращенной пробы вычисляется по следующим формулам:

для обогащенных углей у = 0,105 + 1,034 x + 0,01053 x ; (7)

(Измененная редакция, Изм. № 3).

4.4.1. Объединенную пробу измельчают до крупности от 0 до 3 мм или от 0 до 10 мм. Сократителем выделяется часть, масса которой должна быть не менее указанной в табл. 3.

Сокращенная часть с помощью делителя делится на требуемое количество экземпляров лабораторной пробы.

Сокращение и деление лабораторной пробы на требуемое количество экземпляров допускается производить одновременно. Масса каждого экземпляра лабораторной пробы должна быть не менее 0,5 кг.

Для определения показателей качества может быть использован любой экземпляр лабораторной пробы.

Если обработка объединенных проб до аналитических производится на предприятии, где осуществляется отбор проб, в лабораторию направляют банку с лабораторной пробой для определения массовой доли влаги и банку с аналитической пробой для проведения общего анализа.

Если обработку лабораторной пробы до аналитической производят в лаборатории, то для определения массовой доли влаги и общего анализа в лабораторию направляют только один экземпляр лабораторной пробы.

Если состояние упаковки не соответствует требованиям разд. 5, пробу бракуют и ставят в известность лицо, ответственное за доставку проб.

4.4.2. Если по одному и тому же экземпляру лабораторной пробы определяют массовую долю влаги и другие показатели качества, то из него вначале отбирают пробы для определения массовой доли влаги. Для этого из 10 различных мест, равномерно распределенных по всему объему пробы, отбирают точечные пробы, составляющие навеску для определения массовой доли влаги.

После этого лабораторную пробу высыпают на противень слоем не более 10 мм, устанавливают его в предварительно нагретый сушильный шкаф и подсушивают при температуре от 30 до 55 °С (медленная подсушка) или от 105 до 135 °С (ускоренная подсушка) до приблизительного равновесия массовой доли влаги в пробе с атмосферной влажностью.

Если по пробам определяют, кроме качественных показателей, технологические свойства топлива, на результаты определения которых оказывает влияние повышенная температура ускоренной подсушки, пробы должны подсушиваться только в условиях медленной подсушки.

4.4.3. Подсушенную и охлажденную на воздухе лабораторную пробу для получения из нее аналитической измельчают в соответствующих машинах до требуемой крупности частиц.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

4.4.4. Измельченную пробу перемешивают и делителем сокращают до массы, указанной в табл. 3.

При отсутствии делителя допускается сокращать аналитическую пробу вручную с помощью крестовины, делительной решетки или путем набора точечных проб из различных мест, равномерно расположенных по всему объему пробы.

4.6. Обработку объединенных проб для определения массовой доли влаги производят способами, изложенными в п. 4.4.

4.7. Помещения для обработки проб должны быть хорошо освещенными, защищенными от ветра, солнечного нагрева, атмосферных осадков, излучающих тепло поверхностей и должны быть обособлены от других производственных помещений.

5. УПАКОВКА И МАРКИРОВКА ПРОБ

5.1. Лабораторные и аналитические пробы помещают в банки, предварительно взвешенные вместе с крышками, материалом для опечатывания и двумя этикетками, и снова взвешивают.

Взвешивание производят с погрешностью не более 1 г.

5.2. Банки с пробами снабжают этикетками, на которых указывают:

дату отбора и обработки пробы;

наименование пробы (товарная, контрольная, исследовательская и т.п.);

массу тары и массу брутто лабораторной или аналитической пробы;

марку и сорт топлива;

массу партии топлива, от которой отобрана проба;

подпись лица, ответственного за отбор и обработку пробы.

5.3. Одну этикетку вкладывают в банку с пробой, а вторую прикрепляют на ее наружной поверхности, после чего банку плотно закрывают и опечатывают, если пробы не подвергают немедленному анализу.

Разд. 6. (Исключен, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Количество топлива, произведенное и отгруженное потребителям за определенный промежуток времени (сутки, смену и т.д.), среднее качество которого характеризуется одной объединенной пробой

Проба, состоящая из требуемого количества точечных проб, отобранных непосредственно от партии топлива и характеризующая среднее качество

Количество топлива, отобранное из одного места однократным движением устройства для отбора проб

Проба, полученная в результате обработки объединенной или лабораторной пробы и предназначенная для проведения анализов

1. При периодическом опробовании отбор проб производят не от всего количества топлива, отправляемого потребителю, а от части партий вагонов, входящих в поставку за определенный период времени (декаду, месяц, квартал, год).

2. Периодическое опробование производится предприятием-грузоотправителем или на пунктах контроля качества только при регулярных поставках топлива одному и тому же потребителю при согласии заинтересованных сторон.

3. Периодическое опробование устанавливают отдельно для каждого вида продукции, отгружаемого предприятием.

4. Исходными данными для расчета (доли) продукции, подлежащей опробованию, являются:

данные о массе и зольности топлива каждой отгруженной партии не менее чем за два предшествующих месяца;

количество единиц продукции (партий, вагонов и т.д.) за месяц согласно плану поставки;

допустимая погрешность опробования за период поставки.

5. Данные об отгруженной продукции за предшествующий период представляются по следующей форме (заполнена для примера).

Шахта (ОФ)_____________________ производственное объединение_________________

Источник

Рекомендации по отбору проб угля и подготовке их к лабораторным исследованиям

И.В. Переясловский, генеральный директор, ООО «НПП «Алтайский углеисследовательский центр», г. Барнаул

Введение

Отбор проб (опробование) является одним из важнейших этапов в изучении качества и потребительской ценности угля. Ошибки, допущенные при опробовании, впоследствии нельзя исправить ни использованием самых современных методов лабораторных исследований, ни применением новейшего оборудования.

Основная цель опробования – отобрать оптимальное (минимальное) количество материала, которое бы отражало основные параметры качества топлива во всем исследованном его объёме. А учитывая огромное разнообразие угля по вещественному составу, кусковатости, неоднородности его в массиве за счёт гравитационной сегрегации при погрузо-разгрузочных работах, складировании, – задача эта не из лёгких.

В настоящее время большинство исследователей (пробоотборщиков) декларирует, что при производстве работ они руководствуются положениями ГОСТ 10742-71 [1]. Но, как можно увидеть, данный ГОСТ введён в действие ещё в 1971 г. и применялся, согласно [2, 3], при отгрузке угля от государственных угледобывающих предприятий государственным предприятиям углепользования или углеснабжения. Дополнительные исследования (входной контроль) при этом, априори, не требовались. Данным ГОСТом предусматривается использование различных механизмов и приспособлений, позволяющих отбирать и обрабатывать (подготавливать материал к лабораторным исследованиям) большие объёмы материала. Сейчас указанный документ используется как при отгрузке угля большинством угледобывающих предприятий, так и на крупных предприятиях – углепользователях (ГРЭС, ТЭЦ, обогатительных фабриках) при его приёмке.

Однако реалии углеснабжения нашего времени, увы, совершенно иные. Уголь (углепродукты) для нужд «малой энергетики», то есть для автономного теплоснабжения ЖКХ, учреждений, предприятий, населения, поступает часто не напрямую от его производителя, а с угольных складов (площадок) многочисленных посредников, порой не имеющих никакого отношения к производству данного товара. Складируется и отпускается уголь потребителям с не менее многочисленных складов по всему краю. При этом часто не выполняются элементарные требования к складированию и хранению топлива. В теплоснабжающих предприятиях оценку качества, а соответственно и опробование зачастую приходится осуществлять, что называется, «с колёс» – из топлива, погружённого в автотранспорт. В такой ситуации соблюдение требований [1] проблематично, а порой и невозможно. Потому мы предлагаем использовать разработанную нами методику проведения работ по отбору и подготовке проб для лабораторных исследований.

Следует отметить, что многочисленные сопоставления результатов оценки качества угля по результатам наших исследований с таковыми, представленными в удостоверениях качества поставщика (рассматривались только случаи, когда было достоверно известно, что уголь поступил от реального углепроизводителя), показали весьма высокую корректность (сходимость) результатов. В целом базовая погрешность определения зольности и массовой доли влаги не превышала, а в большинстве случаев была гораздо ниже, чем это предусмотрено [1] (табл. 1).

Таблица 1. Сопоставление результатов оценки качества угля согласно методики
в сравнении с заявленными поставщиком.

Основные положения методики проведения работ по отбору и подготовке проб для лабораторных исследований

Методика основана на обобщении положений, изложенных в [1], справочной геологической литературы. Основным требованием к методике является возможность получения максимально возможного объёма информации, необходимой для оценки потребительской ценности топлива при использовании его в малой энергетике, то есть на котельных малой и средней мощности и в бытовых печах.

Приёмы и последовательность проведения следующие:

1. Визуальное описание складированного топлива, выделение разнородных частей (массивов) для решения вопроса раздельного или совместного их опробования. Оценка однородности кускового состава и размеров наиболее крупных обломков для определения массы точечных проб. Особое внимание уделяется наличию обломков вмещающих пород, их литологическому составу, прочности. Одновременно производится оценка степени соблюдения [2, 3], других нормативных требований к погрузо-разгрузочным работам, хранению. Полученные сведения заносятся в соответствующий «Акт отбора проб».

2. Отбор точечных проб. Основное требование к отбору точечных проб заключается в соблюдении сети опробования, обеспечивающей равномерность оценки всего изучаемого массива. Каких-либо общепринятых, а, тем более, отражённых в соответствующих руководящих документах, типа ГОСТ, требований здесь нет, и не может быть, ввиду огромного разнообразия объектов изучения.

Чаще всего приходится производить отбор проб из вагонов. Методика работ описана в [1]. Но при этом нужно учесть, что при погрузке и транспортировке происходит сегрегация материала, часты случаи погрузки материала так называемым «бутербродом», когда сначала загружается уголь похуже, а сверху перекрывается более качественным. Потому мы настоятельно рекомендуем производить опробование только выгруженного топлива. Такой подход, хотя и в виде исключения, ГОСТом [1] допускается.

В настоящее время на угольных складах уголь ссыпается при помощи погрузчиков в конусы. И потому точки отбора лучше располагать концентрическими кругами. В случае хранения угля в удлинённых буртах, отбор проб рекомендуется производить по поперечным профилям.

Наиболее действенным методом контроля качества топлива, отпускаемого потребителям со складов поставщиков, является его оценка путём отбора проб угля, погружённого в транспортные средства (чаще – с кузовов автомобилей). Здесь наиболее применимым является метод конверта.

При разнообразии методических подходов при организации опробования незыблемыми правилами являются:

а) минимальное количество точечных проб. Количество точечных проб в зависимости от объёма опробуемого массива определяется согласно табл. 2.

Таблица 2. Рекомендуемое количество точечных проб в зависимости от объёма топлива.

При опробовании обогащённого топлива количество точечных проб сокращается вдвое.

б) минимальная масса точечных проб, отбираемых в объединённую пробу, определяется по формуле: m = 0,06∙D,

где m – масса, кг; D – размер максимальных кусков, мм.

Если по количеству точечных проб не возникает каких-либо вопросов, то при определении их минимальной массы они имеются. Дело в том, что в значительном, если не в большинстве, случаев для нужд малой энергетики поступают переизмельчённые или даже отсевы углей, «сдобренные» небольшим количеством крупнокускового угля. Или же уголь отгружается непосредственно с очистных (добычных) забоев без предварительного дробления до установленных ГОСТ 19242-73 [4] размеров. В первом случае при определении массы точечных проб можно ориентироваться на максимальный размер кусков, содержание которых составляет не менее 10% объёма исследуемого угля. В случае, если в точке отбора точечной пробы окажется кусок повышенных размеров, то он может быть расколот на куски приемлемого размера. Во втором случае, при поставке крупноглыбового угля, не отвечающего требованиям [4], полноценное опробование провести затруднительно. В данном случае точечные пробы можно отбирать из предварительно раздробленного материала в точках отбора.

3. Обработка проб. Для наиболее корректной оценки потребительской ценности угля, как говорилось ранее, одним из важнейших показателей является кусковой состав. Потому нами при производстве отбора проб материал точечных проб отбирается в пакеты, которые, в свою очередь, затариваются в полипропиленовые мешки. И весь материал транспортируется в цех пробоподготовки, где проба подвергается предварительному рассеву, определению содержания видимой породы по [4] и ГОСТ 1916-75 [5]. При этом общий вес пробы может превышать 500 кг и более. В большинстве случаев, особенно в осеннее-зимний период, поступивший материал подлежит предварительному оттаиванию и просушке. В данном случае производится точное взвешивание материала до и после процесса подготовки пробы к её обработке, что впоследствии используется для определения содержания влаги внешней.

В отдельных случаях, когда можно пренебречь достоверными сведениями о кусковом составе, производится первичная обработка исходной пробы непосредственно на месте её отбора. Для этого материал точечных проб ссыпается на предварительно подготовленную площадку, тщательно перемешивается и сокращается методом квартования (способ сокращения проб делением на
4 части (кварты) до нужной массы (рисунок)).

Рисунок. Схема сокращения материала при отборе проб.

С целью обеспечения представительности пробы и обеспечения минимально возможной её массы производится раскалывание крупных кусков до возможно минимального размера, как правило, не менее 50 мм. В таком случае при обработке (рассеве пробы) определяются суммарные содержания классов ПК (+50 мм).

После рассева и определения показателей свойств угля по [4, 5] весь материал пробы подлежит дроблению до 3 (2,5) мм с последующим отбором лабораторной пробы. Для этого на крупных угледобывающих предприятиях, ТЭЦ, ГРЭС имеются мощные механизированные установки. Но эти комплексы очень дороги, да и провести обработку проб сильно влажного, промороженного угля на них весьма проблематично.

В фактически полевых (не промышленных) условиях в лабораториях малых предприятий используется проверенная временем методика поэтапного сокрушения проб, основанная на квадратичной зависимости минимального веса пробы от размера кусков исследуемого материала и степени неравномерности распределения в нём искомых элементов и свойств.

В [1] рекомендовано производить сокращение проб, в соответствии с нижеприведёнными уравнениями:

– для обогащённых углей: y = 0,105 + 0,034x + 0,0153x 2 ;

где х – размер максимальных кусков после дробления, мм; у – минимальная масса пробы после сокращения, кг.

где: Q – вес сокращённой пробы; D – минимальный размер обломков, мм; k – коэффициент неравномерности (табл. 3).

Таблица 3. коэффициент неравномерности размера кусков угля.

В каждом конкретном случае обработка пробы производится по индивидуальной программе, учитывающей основные особенности отобранного материала. В итоге в результате поэтапного дробления-сокращения материал исходной пробы доводится до максимального размера обломков 10 мм и, при необходимости, просушивается в сушильном шкафу или на открытом воздухе до постоянного веса с фиксацией его значений до и после процесса для оценки содержания влаги внешней. Затем проба додрабливается до 3 (2,5) мм и сокращается методом квартования до 500-700 г. С этой пробы методом вычёрпывания отбирается навеска 70-80 г. Основная проба упаковывается в двойной полиэтиленовый пакет и направляется в лабораторию для отбора навесок для определения содержания влаги воздушно-сухого топлива и, если возникает необходимость, для других видов исследований. Навеска 70-80 г. (лабораторная проба) истирается до размера частиц 0,2 мм (200 меш) (количество отверстий на 1 линейный дюйм (25,4 мм) (от англ. mesh – петля, ячейка сети, отверстие сита). – Прим. ред.) и также передаётся в лабораторию для производства необходимого комплекса исследований.

Такая сложная и трудоёмкая схема необходима для максимально корректной оценки топлива, поэтому желательно работу производить квалифицированным специалистам.

Но очень часто из-за экономии средств или по другим причинам отбор проб производится собственными силами углепользователя. По ним может быть осуществлена лишь предварительная оценка топлива, хотя, в большинстве случаев, вполне корректная и достаточная для его учёта при использовании или же предъявления претензий поставщику. Потому ниже приводится пример отбора пробы по упрощённому варианту.

Пример отбора пробы

На тупик поступило 10 вагонов угля – 650 т. Выгружены вагоны на обе стороны эстакады. Уголь рядовой, относительно однородный (k = 0,015), размер кусков от 0 до 300 мм.

Поскольку при выгрузке из люковых вагонов в обе стороны происходит естественное усреднение их содержимого (в данном случае происходит эффект делителя Джонсона. – Прим. авт.), то производить отбор проб можно с любой стороны эстакады и при этом будет охарактеризовано всё поступившее топливо.

В нашем примере масса угля в опробуемом массиве будет равна: 650/2 = 325 т.
Тогда количество точечных проб составит 20 шт. (по 2 с вагона), но не менее 16,
а масса каждой точечной пробы должна составить 300 ∙ 0,06 = 18 кг. Но, т.к. крупные куски будут попадаться в единичных лунках, то лучше производить их дробление (раскалывание) на месте. Как правило, точечные пробы отбираются в вёдра (или пакеты), масса угля в которых составляет около 10 кг, и раскалывание их при отборе точечных проб можно производить до 100-150 мм. Тогда масса сборной пробы в данном случае составит примерно 20 ∙ 9 = 180 кг. Очевидно, что проба такой массы в большинстве случаев не может быть направлена в испытательную лабораторию (ИЛ). Тогда пробу можно и нужно сократить.

В таком случае отобранный материал точечных проб ссыпается в конус и тщательно перемешивается. При этом для получения массы пробы, достаточной для её транспортировки легковым автотранспортом, крупные куски угля вручную раскалываются примерно до 90-100 мм, тщательно перемешиваются, конус расплющивается (разравнивается) и квартуется.

Далее продолжаем поэтапное сокращение пробы при соблюдении соотношения размера максимальных кусков к массе оставшейся пробы (табл. 4).

Таблица 4. Поэтапное сокращение пробы.

В данном случае проба будет презентабельна не только для определения основных показателей качества угля, но и его кускового состава. При дальнейшем сокращении (до 22,5 кг) размер кусков нужно довести примерно до 40 мм, что повлечёт за собой существенное искажение исходного кускового состава.

Отобранная проба упаковывается в двойные полиэтиленовые пакеты, которые тщательно завязываются, пломбируются и направляются в ИЛ.

При необходимости вторая половина материала при последнем сокращении додрабливается до 13 (10) мм, квартуется, обе половины упаковываются, пломбируются и передаются представителям поставщика и заказчика для самостоятельного изучения (с целью контроля). Но это практически невозможно без применения соответствующего оборудования и часто из-за неблагоприятных погодных условий. С целью получения дубликата заинтересованная сторона может заявить о желании участвовать (наблюдать) при обработке пробы в лаборатории.

В случае поступления сортового топлива, когда одним из основных показателей является содержание кусков менее нижнего для класса предела, а также при разрешении претензионных ситуаций, опробование должно осуществляться специалистами соответствующего уровня.

Несколько иным должен быть подход к отбору проб при проведении пусконаладочных и балансовых испытаний на котельных. Здесь необходима наиболее корректная оценка топлива, загружаемого в топку котла в течение всего периода проведения опыта, а потому проба должна быть отобрана не от всего массива угля, имеющегося на котельной, а от израсходованной порции. Поэтому должны использоваться разные методики в зависимости от метода загрузки топлива
в топку.

На котельных, где топливоподача механизирована, отбор проб производился методом вычёрпывания с потока на транспортёрной ленте или отбором точечных проб
с вагонеток.

Заключение

Затраты на теплоснабжение могут быть значительно снижены за счёт организации поставок качественного (энергоэффективного) топлива, улучшения его потребительских свойств посредством сортировки и предварительного обогащения.

В связи с огромным разнообразием как самого угля, так условий его хранения и использования, в каждом случае должен применяться творческий подход, но при этом максимально соблюдаться базовые требования соответствующих нормативных документов и методик.

Использование рекомендаций даже в таком урезанном виде позволит значительно повысить эффективность углеснабжения и использования угля, в том числе за счёт внедрения современных форм организации труда на объектах теплоснабжения.

Надеюсь, что журнал НТ читают не только специалисты теплоснабжающих организаций, но и представители местных администраций, от кого в значительной степени зависит выполнение российских законов (в том числе об энергосбережении) и обеспечение социальной справедливости, которым для становления нормального рынка топлива необходимо осуществлять:

– обеспечение (в том числе и административными методами) соблюдения соответствия цен потребительским свойствам топлива;

– ограничение или даже исключение поставок для нужд жилищно-коммунального хозяйства, особенно отдалённых районов, малоценных и низкокачественных углей;

– распределение дотаций, пока они ещё существует, с учётом условий углеснабжения, т.е. пропорционально уровню потребительской стоимости угля;

– содействие углеснабжающим организациям, поставляющим в край качественную продукцию, осуществляющим мероприятия по улучшению потребительских свойств топлива;

– проведение комплекса исследовательских работ по определению наиболее эффективных вариантов технологии сжигания и используемых типов угля;

– организацию повсеместного контроля качества поступающего угля;

– обучение персонала, связанного со снабжением и использованием угля хотя бы в пределах получения минимального объёма знаний предмета.

Но, прежде всего, необходимо законодательно определить порядок приёмки и переработки угля на складах железнодорожных тупиков, т.к. все вышеперечисленные мероприятия без этого становятся практически бессмысленными.

Автор будет благодарен и признателен за присланные отзывы, замечания, предложения, советы. Особенно ценным будет Ваш опыт решения технических и технологических вопросов рационального использования угля, в том числе и в быту.

Литература

1. ГОСТ 10742-71 «Угли бурые, каменные, антрацит, горючие сланцы и угольные брикеты. Методы отбора и обработки проб для лабораторных испытаний».

2. Инструкция о порядке приёмки продукции производственно-технического назначения по количеству (утв. постановлением Госарбитража при Совете Министров СССР от 15.06.1965 г. № П-6 (с изм., внесёнными постановлениями Госарбитража СССР от 29.12.1973 г. № 81; от 14.11.1974 г.
№ 98; от 23.07.1975 г. № 115)).

3. «Инструкция о порядке приёмки продукции производственно-технического назначения по качеству (утв. постановлением Госарбитража при Совете Министров СССР от 25.04.1966 г. № П-7
(с изм., внесёнными постановлениями Госарбитража СССР от 29.12.1973 г. № 81; от 14.11.1974 г.
№ 98; от 23.07.1975 г. № 115)).

4. ГОСТ 19242-73 Угли бурые, каменные и антрацит. Классификация по размеру кусков.

5. ГОСТ 1916-75 Угли бурые, каменные, антрацит, брикеты угольные и сланцы горючие. Методы определения содержания минеральных примесей (породы) и мелочи.

Источник