煤工业分析方法的改进
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燃料与化工Fuel&ChemicalProcesses
Jan.2009Vol.40No.1
煤工业分析方法的改进
张贵红
摘
（安阳钢铁集团有限责任公司,安阳455004）
要：通过试验和数理统计分析，对应用MAC-G全自动工业分析仪与国标法测定煤的工业分析进行对比，结
果表明，两种方法无显著差异，而且差值的置信区间也很小。MAC-G分析仪在180min内可分析19个样品的分析基水分、灰分和挥发分，不仅提升了测试效率，也减少了人为因素的影响，大大提高了分析结果的可靠性。关键词：工业分析
MAC-G全自动工业分析仪
文献标识码：B
国标法检验
中图分类号：TQ533.2
Improvementonmethodofcoalproximateanalysis
ZhangGuihong
(AnyangIron&SteelGroupCompany,Ltd.,Anyang455004,China)
Abstract:Bymeansoftestanddatatheoreticalanalysis,theapplicationofMAC-Gfullautomaticindus-trialanalyzerandproximateanalysisforcoalmeasurementwithinternationalstandardmethodwascom-pared,therewasnoobviousdifferencebetweenthesetwomethods,theconfidenceintervalofdifferentval-uewasverysmall,MAG-Ganalyzercananalyzeanalyticalbasicmoisture,ashandvolatilematterof19sampleswithin180minutes,whichnotonlyincreasestestefficiency,alsoreducetheinfluenceofmanualanalysis,sothatreliabilityofanalyticalresultwasgreatlyincreased.Keywords:Proximateanalysis
MAC-Gfullautomaticindustrialanalyzer
Inspection
Internationalstandardmethod
我公司煤的工业分析一直采用GB212-91，该方法分析周期长，人为因素的影响也较大。随着自动化程度的提高及生产需要，我们采用MAC-G全自动工业分析仪进行煤工业分析的测定，该仪器检测原理为热重分析法，将远红外加热设备与称量用的电子天平结合在一起，对受热过程中的试样称重，计算出试样的分析基水分、灰分及挥发分等工业分析指标，系统组成见图1。
分析仪Ⅰ高温炉天平
单片机传动装置
分析仪Ⅱ高温炉天平
单片机传动装置
1
1.1
MCA-G全自动工业分析仪操作步骤
测试准备
1）坩埚（包括坩埚盖）必须洁净、干燥。
2）准备1瓶氧气（纯度99.5%、减压后压力0.1MPa），1瓶氮气（纯度99.5%、减压后压力0.1MPa）。
3）本仪器配有专用的试样勺，每次使用后必
须清洁干净。
显示器
4）按顺序开启打印机、计算机、分析仪的电源开关，分析仪必须预热30min以上。1.21.2.1
测试试样试验设置
RS232RS232
PC机
打印机键盘鼠标
1）灰分测试时煤样直接加热到815℃后，恒温30min，坩埚恒重时，校正得出灰分。
2）用分析仪II测试挥发分（适合大批量煤样
的控制分析），不能同时测定分析基水分与灰分，
收稿日期：2008-10-16
作者简介：张贵红（1974-），女，工程师
2009年1月第40卷第1期燃料与化工Fuel&ChemicalProcesses
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需将挥发分坩埚移至分析仪II的转盘中（注意调整秤杆高度，转盘转动时挥发分坩埚底不能碰秤杆），并在“测挥发分”对话框中设置好温度。该方法是慢热解方法，需经过校正。
在系统的模拟转盘上顺次放试样，且应保证分析仪
I与II的试样位置一一对应。称量坩埚或试样时分
析仪盖上炉盖。空坩埚称量完毕加入试样，试样称量完毕后，高温炉开始升温进行测试。测试完成后系统自动保存和打印试验结果。
1.2.2测试试验
启动计算机后，运行分析测试程序，进入“系
统设置”菜单，设置好各参数，然后进入“硬件调试”菜单，试运行分析仪的各部件，如正常则可进入“测试”菜单，选择测试方法，该分析仪I、II既可同时使用，也可单独使用。测试方法确定后，
表1
序号
2测定结果对比
随机选择10个不同批次、不同煤种、不同时
间的煤分析试样，用MAC-G全自动工业分析仪与国标同时进行试验，测试结果见表1、表2、表3。
%
70.180.180.00
81.211.32-0.11
90.480.350.13
103.053.010.04
分析基水分对比试验数据
40.590.63-0.04
52.362.210.15
60.670.79-0.12
MAC-GGB误差
10.940.920.0221.651.600.0530.290.36-0.07
表2
序号
灰分对比试验数据
59.789.780.00
68.068.12-0.06
710.2510.190.06
88.438.45-0.02
911.9811.770.21
%
109.459.440.01
MAC-GGB误差
19.079.16-0.0928.678.560.11310.9310.890.04411.3211.42-0.10
表3
序号
挥发分对比试验数据
533.2633.200.06
620.5320.230.30
715.3815.260.12
829.9630.16-0.20
925.7525.730.02
%
1024.6724.80-0.13
MAC-GGB误差
136.7436.630.11223.5823.510.07326.8326.88-0.05416.5816.68-0.10
3
3.1
结果讨论
通用比较法t检验[1]
同一试样测出的同1对数据的差异可以看成是
由两种方法的差异引起的，局限于各对中的两个数据比较能排除其他因素。由于试验中的每个试样的选取是随机的，所以其误差也是随机的，故可选用通用比较法t检验做两种测量方法的数据处理分析。
μd(Mad)＝0，H1：μd(Mad)≠0。
分别记样本di(Mad）（i=1…10）为0.02、0.05、-0.07、-0.04、0.15、-0.12、0.00、-0.11、0.13、0.04，其样本均值和样本方差记为adSd（M）2，则:
ad
ad=1Σdi（Mad）=1（0.02+0.05-0.07-i=10.04+0.15-0.12+0.00-0.11+0.13+0.04)=0.005
2
Sd(M)2=1Σ[di(Mad)-adi=1
=1[(0.02-0.005)2+…+（0.04-0.005)2]ad
n
3.2数理统计分析3.2.1分析基水分
分别作各对分析基水分对比试验数据的差di
n
(Mad)＝xi（Mad）-yi（Mad）（见表1），并假设d1(Mad)，
d2(Mad)，…，d10(Mad)来自正态总体(μd(Mad)，σ2），μd（Mad），σ2均未知。若这两种测量方法无显著差异，则各对数据的差异，d1(Mad)，d2（Mad），…，d10(Mad)属随机误差，可认为服从正态分布，其均值为0，故选择t-检验中的双边假设检验[2]H0：
=0.00852
故Sd(M)=
ad
姨S
d(Mad)
2
=0.0923
由单个正态总体均值t-检验双边假设检验[2]可知，其拒绝域为:
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t=
d(Mad)-0Sd(M)/姨ad
30.00%时，重复性限为0.30%；当灰分大于
≥t1-α/2（n-1)
30.00%时，重复性限为0.50%。故用MAC-G全自
动工业分析仪测量灰分是准确的。
n=10，当置信区间为95%时(即α=0.05)，可
查t分布的α分位数表得临界值tα,n-1为:
3.2.3挥发分
分别作各对挥发分对比试验数据的差di(Vdaf)=xi
tα,n-1=t1-α/2（n-1）=t0.975(9)=2.262
把ad、Sd(M)、n代入拒绝域公式得：
ad
(Vdaf)-yi(Vdaf)（见表3），并记样本di(Vdaf)(i=1…10)
为0.11、0.07、-0.05、-0.10、0.06、0.30、0.12、
t=
d(Mad)-0
-0.20、0.02、-0.13。样本均值和样本方差记为
=0.171＜2.262
Sd(M)/姨ad
由此可知，|t|的值不在拒绝域内，根据显著性水平故应接受H0。可以认为在足够的置信区间内两种测量方法分析基水分结果之间无显著差异。差值的95%置信区间的计算公式[2]是ad)±tα,n-1·
daf、Sd(V)2，故daf=0.02，Sd(V)2=0.0212，Sd(V)=0.146，把daf、Sd(V)、n代入拒绝域公式得：t=0.433＜tα,n-1=2.262。
daf
daf
daf
daf
故两种测量方法挥发分结果之间无显著差异。差值的95%置信区间的计算公式[2]daf±tα,n-1·Sd(Vdaf)
=（0.02±0.33）%，即-0.31%～0.35%。当挥发分小于20.00%时，重复性限为0.30%；当挥发分在20.00%～40.00%时，重复性限为0.50%；当挥发分
大于40.00%时，重复性限为0.80%。故用MAC-G全自动工业分析仪测量挥发分也是准确的。
Sd(M)=(0.01±0.21)%即-0.20%～0.22%。当分析基水
分小于5.00%时，重复性限为0.20%；分析基水分在5.00%～10.00%时，重复性限为0.30%；分析基水分大于10.00%时，重复性限为0.40%。
由于t检验没有显著性差异，而且差值的置信
ad
区间也很小，这样两种测量方法可以互相代替[2]。用新型的MAC-G全自动工业分析仪测量分析基水分取代传统的国标分析可以取得同样准确的分析效果。
4结论
两种测量方法的结果无显著差异且差值的置信
区间也很小。原国标法测量1个试样的分析基水分、灰分、挥发分，约需150min。而MAC-G全自动工业分析仪，在180min内可分析19个样品的分析基水分、灰分和挥发分，测试全过程自动完成，不仅加快了分析速度，提高了测试效率，也减少了人为因素对分析结果的影响，提高了分析结果的可靠性，值得推广和应用。
参考文献
[1]盛骤.概率论与数理统计[M].北京:高等教育出版社.
1989.200-202.
[2]李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京:中国标准出版社.
1999.453-454.
3.2.2灰分
分别作各对灰分对比数据的差di(Aad)=xi(Aad)-yi
(Aad)（见表2），并记样本di(Aad)(i=1…10)为0.09、0.11、0.04、-0.10、0.00、-0.06、0.06、-0.02、0.21、0.01。样本均值和样本方差记为dad、Sd(Aad)2，则ad=0.016，Sd(A)2=0.00900，Sd(M)=0.0949，把
ad
ad
ad、Sd(M)、n代入拒绝域公式得：tα,n-1=2.262。
ad
t=0.533＜
故两种测量方法灰分结果之间无显著差异。差值的95%置信区间的计算公式[2]ad±tα,n-1·Sd(Mad)=
(0.02±0.22)%，即-0.20%～0.24%。当灰分小于15.00%时，重复性限为0.20%；当灰分在15.00%～
张晓林编辑
≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥（上接第13页）加焊止退挡。3#焦炉熄焦车轨道于2006年改造后熄焦车运
8）疏通、修复排水沟。
由于上述各项工作均在焦炉正常生产过程中进行，施工中必须设专人进行监护，保证施工人员的安全。
行平稳，摩电刷接触良好，四车联锁信号传输稳定。走行轮轴承的更换周期由原来30天延长到1年，轨道检修周期由原来15天延长到3月，节约了大量的备件和材料费。在此基础上，我们于
4改造效果
2007年对1#、2#焦炉熄焦车轨道进行了改造，效
果良好。