煤炭胶质定仪

为广泛征求用户的意见和需求，了解中国科学仪器市场的实际情况和仪器应用情况，仪器信息网自2008年6月1日开始，对不同行业有代表性的“100个实验室”进行走访参观。近期，仪器信息网工作人员参观访问了本次活动的第二十六站：煤炭科学研究总院煤炭分析实验室。　　煤炭分析实验室所在大楼　　煤炭科学研究总院煤炭分析实验室成立于1954年，位于首都北京，一直从事煤炭试验方法、仪器及其标准化研究。1987年经国家标准局认证，国家经委批准授权为“国家煤炭质量监督检验中心”。1997年起，成为中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可检测实验室；2008年起，成为中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可能力验证提供者。2004年通过了国家安全生产监督管理局关于安全生产检测检验资质的评审，并授予甲级资质，名称为“国家安全生产北京煤炭检测检验中心”。　　国家煤炭质量监督检验中心暨煤炭分析实验室(以下简称实验室)副主任皮中原老师热情接待了仪器信息网的到访人员，并详细介绍了实验室的人员、业务、实验室仪器等情况。　　煤炭及煤制品质量检测服务　　据皮主任的介绍，煤炭分析实验室现有面积1300m2，专用仪器设备200余台(套)，现有专业技术人员47名，其中高级技术人员40%以上。实验室可以按照中国标准(GB)、国际标准(ISO)、美国标准(ASTM)、欧盟标准(EN)、英国标准(BS)、澳大利亚标准(AS)、日本标准(JIS)、德国标准(DIN)和俄罗斯标准(GOST)等其他国家地区相关标准进行100多项煤炭、焦炭、煤质活性炭、型煤、石油焦、水煤浆、固体生物质燃料等样品的特性分析试验，提供具有法律效力的检验数据。　　煤炭分析实验室检测业务主要以委托检验或仲裁检验为主，占总收入的25%左右。实验室可以承担的项目：煤炭、焦炭、石油焦、型煤和水煤浆质量的委托检验或仲裁检验，煤矿安全评价检验项目——煤尘爆炸性鉴定试验和煤自燃倾向性鉴定试验，并可根据客户要求承担外出采样任务。　　部分仪器设备介绍：实验室研制的氟氯测定仪，高燃水解方法胶质层指数测定仪煤的碳酸盐中CO2含量测定　　定硫仪：煤中全硫测定，采用库仑法　　碳氢测定仪：采用三节炉法　　煤着火温度测定仪　　　　智能灰熔融性测定仪　　煤炭分析实验室研制的粘结指数测定仪，测定炼焦用煤的粘结能力-罗加指数的专用仪器量热仪-煤(固体矿物燃料)的热值测定实验室高温炉(马弗炉) 煤炭分析实验室研制　　参观过程中，皮主任着重介绍，“库仑定硫仪是我们国内独创方法，实验室正在申请ISO标准，并计划和国外仪器公司合作，开发库仑定硫仪的国际市场。三节炉法碳氢测定仪好用、故障少、维修方便，并且实验室正在跟厂家开发半自动、自动碳氢元素分析仪，元素分析仪对于煤炭样品来说，还需要进行一些研究，我们也在做这方面的课题，准备制定国家标准。”　　与一些大型实验室进口仪器比比皆是的情况相反，煤炭分析实验室的国产仪器设备占据了绝大部分，并且有许多仪器是实验室与厂商合作研制的，或实验室自主研发、生产、销售的。皮主任说，“国产与进口的煤质分析仪器在性能上差别不大，完全能够满足煤炭质量检测需要。如果国产厂商在仪器稳定性、可靠性、故障率方面有所提升，国产仪器的市场前景会更好。”　　标准与标准物质研制　　煤炭分析实验室是全国煤炭标准化技术委员会煤炭分析试验分技术委员会秘书处，每年组织专家制定、修订、审查国家标准和行业标准 是全国煤炭标准化技术委员会中制、修订国家标准最多的分会之一。该实验室是国际标准化组织固体矿物燃料技术委员会(ISO/TC27)国内技术归口单位，实验室5名专家被吸收为采样和分析方法分技术委员会专家工作组成员。　　实验室共起草国际标准(ISO)6项，国家标准(GB)近70项，煤炭行业标准30项，使我国煤炭试验方法国家标准在数量上超过ISO水平，其中有10余项处于国际先进水平，有的已被ISO采用为国际标准。实验室提供煤和焦炭分析方法的国家标准、书籍等资料。　　实验室拥有国际上为数不多的国家级标准煤样库，研制煤炭试验专用国家一级标准物质6大类37种，包括物理特性和化学成分、煤灰成分、煤中稀散元素、煤灰熔融性、煤的可磨性、煤的粘结指数等测定用标准物质。据皮主任的介绍，这些标准物质的销售情况一直很好，占实验室总收入的25%左右。　　全方位的煤炭相关技术服务　　煤炭分析实验室总收入的50%左右来自于所提供的煤炭检测相关的技术服务，主要项目包括：煤质检测专用仪器设备性能试验、煤炭实验室的能力验证、煤质管理与分析技术培训等。　　实验室近几年来按GB/T19494-2004《煤炭机械化采样》标准要求，对港口、电厂、煤矿等多家企业的100多套煤炭采样机系统进行了偏倚和精密度测定试验，涉及到皮带、火车、汽车等各种类型采制样系统。煤炭采样机性能试验项目是国家实验室认可项目范围，煤炭机械化采样项目是国家计量认证范围，实验室出具的报告和证书得到国家认可。此外，实验室对煤质检测专用设备也开展性能试验业务，主要有煤炭制样缩分机性能试验、煤质分析仪器性能试验等。　　煤炭分析实验室是煤质分析的培训基地，中心从80年代开始，先后组织了60多期全国性煤炭采样、制样和化验技术骨干及操作人员培训班，为全国各煤矿、电厂、港口、煤站、燃料公司及地方技术监督部门培训检验人员5000余人次，并为巴基斯坦、朝鲜和尼日利亚等国培训了煤质工程师。实验室除在北京分期培训外，还可到基层做定点培训。　　2008年起，煤炭分析实验室获得“中国合格评定国家认可委员会(CNAS)能力验证计划提供者认可证书”，组织各类煤炭实验室的能力验证(煤质分析化验统检)，颁发检测水平证书。实验室还提供建立煤炭试验室的技术咨询和技术服务，为客户设计煤炭实验室，进行成套设备配置、安装和调试。　　附录：煤炭科学研究总院煤炭分析实验室暨国家煤炭质量监督检验中心　　http://www.ccqtc.com/index.htm

随着煤炭价格走低，煤炭第三方质检企业迎来机遇。　　今年5月以来，煤炭价格一路走低，曾经财大气粗的煤老板们也不得不勒紧腰带，精打细算起来。　　“这对我们从事煤炭第三方质检的企业来说，是一个机遇。”北京华夏力鸿商品检验有限公司董事长李向利在接受《中国科学报》记者采访时说。　　煤炭质检“国家队”　　煤炭质量其实是指煤炭的物理、化学特性及其适用性，主要有发热量、灰分、水分、硫分、灰熔融性、胶质层指数等指标。　　作为原料的煤炭在从井口运出进入到流通环节后，也要接受与工厂生产线上的质检员检验商品质量类似的煤炭质量检验。不但如此，检验的结果还将会决定这批煤炭价格的高低。　　在我国，虽然所有煤炭生产企业都设立了煤炭质量检验部门，但由于煤炭质量的验收会关系到买卖双方的经济利益，不论是煤炭生产企业的第一方质检，还是煤炭买入方的第二方质检，都不能完全让人信服。　　煤炭第三方质检机构因此应运而生。　　但在过去的计划经济体制下，煤炭“第三方”质检机构一般都隶属于国家质量监督检验检疫总局或者是省级的技术监督局。而随着经济体制改革的不断深入，李向利认为这种既有行政功能又有市场功能的机构应该进行改革。　　“它们既是运动员又是裁判员，难免会得到一些特殊关照。这样可能会增大市场的摩擦力，对市场经济的发展不利。”李向利毫不犹豫地指出。　　在这种情况下，目前，国内煤炭第三方质检出现了“国家队”、“外国队”和“民间队”混战的局面。　　市场经济的检验　　同国内煤炭第三方质检的混战不同，这个行业在国外已经相当发达。　　中国煤炭工业协会选煤分会会长张绍强告诉《中国科学报》记者：“在国外，煤炭第三方质检企业已经有上百年的历史。”　　“这种独立于利益相关方的煤炭第三方质检企业效率非常高，也得到了市场的认可。在澳大利亚，煤炭企业的选煤厂都不设置煤炭质检实验室，完全委托给煤炭第三方质检公司。”李向利告诉记者。　　虽说煤炭第三方质检在国外已经成为约定俗成的定例，可在我国，野蛮的原始交易仍在继续。　　唐山市煤炭运销有限公司总经理程继峰就遇到过这样的事：“在煤炭紧俏时，我就遇到过煤炭企业质检不过关，拿发热量不达标的煤以次充好的情况。”　　“但我们还不是要照单全收?因为煤炭抢手，价格每天都在飙升，他们根本不在意我们是否会退货，这样的‘哑巴亏’很多企业都吃过。”程继峰苦笑道。　　不过，随着煤炭行情的大逆转，“萝卜快了不洗泥”的局面已经一去不返，更多企业开始精打细算。　　李向利也给记者粗算了一笔账：　　如果煤炭的发热量在检测时，出现20～30大卡的细小偏差，就会使煤炭价格浮动大约2～4元/吨。　　那么，一个年耗煤量在100万吨的电厂，照此计算，一年就有可能遭受几百万元的损失。　　“正是深深体会到煤炭质检的重要性，除了神华、山煤等煤炭生产企业以及五大电力集团之外，现在粤电、珠江电、华能金陵电厂等又成了我们的新客户。”李向利自豪地说。　　诚信是根本　　正是看到了煤炭第三方质检巨大的市场，煤炭第三方质检机构开始如雨后春笋般蓬勃发展起来。　　据不完全统计，目前我国的煤炭第三方质检机构已经有100多家，其中的一半以上都为“国家队”成员，外资检验机构也占据着30%左右的市场份额。　　相比之下，华夏力鸿这样的民营煤炭第三方质检机构并不是很多。　　近几年，随着煤炭产量稳步增长，煤炭第三方质检业务的需求也随之增大。据华夏力鸿的估计，“十二五”期间，煤炭检验市场规模就将达到20亿元以上。　　“我们已经在全国建立了6个实验室，覆盖华北、华东、华南等地，希望能够抓住机遇将华夏力鸿打造成中国一流的煤炭专业检验公司。”李向利信心满满地说。　　面对如此庞大的市场和不断涌入的企业，张绍强认为：“诚信将是煤炭第三方检验机构生存的根本。对于其监管必须要到位，还应适当提高准入门槛，以防止过度逐利导致的恶性竞争。”　　对此，李向利说：“除了充分、有效地发挥政府的监管作用外，市场的事就交给市场去评价，这是每个行业发展都会经历的过程。我相信优秀的第三方质检机构将凭借良好的服务水平，精湛的技术能力和管理水平，从中脱颖而出。”

长期以来，煤炭有力地支撑了我国经济社会发展，但我们希望未来能够更加清洁高效地利用煤炭。建设新型能源体系应严格遵循“先立后破”的发展路径，在能源结构尚未完全转型前，煤炭在能源体系中的作用依然是不可替代的。刘吉臻中国工程院院士3月25日，新疆维吾尔自治区重大科技专项项目启动会暨实施方案论证会召开。这次启动的2个重大科技专项分别为“新疆难开采煤炭煤层气资源高效开发技术”与“新疆煤系战略性金属矿产赋存分布规律与勘查关键技术研究”，旨在推动煤炭清洁高效利用。今年的政府工作报告指出，推进能源清洁高效利用和技术研发，加快建设新型能源体系。“在碳达峰碳中和目标引领下，大力发展新能源是实现未来可持续发展的必然趋势，加强煤炭清洁高效利用是兼顾低碳发展和能源安全的必然选择。”国家能源集团党组书记、董事长刘国跃表示，目前我国已经建成全球清洁化程度最高、规模最大的煤电体系。当前，我国能源体系面临稳定供应与清洁低碳转型的双重挑战，在多种因素交织叠加的环境下，煤炭将继续发挥能源“压舱石”作用，煤炭清洁高效利用也将成为“双碳”目标下必须答好的一道“必答题”。煤炭产业已从“大老粗”走向精细化中国工程院院士、中国矿业大学（北京）校长葛世荣接受科技日报记者采访时表示，在煤炭清洁高效利用方面，我国已在诸多技术领域走在世界前列。在新技术的加持下，煤炭产业已一改此前的“大老粗”形象，正变得更加精细化、清洁化。例如，不久前由国能准能集团（以下简称准能集团）开发的“煤基纳米碳氢燃料工业化制备”和“煤基纳米碳氢燃料火力发电”两大技术体系，被中国煤炭工业协会鉴定为“国内外首创，达到了国际领先水平”。煤基纳米碳氢燃料是将煤、水和少量添加剂“打碎”，细化为纳米级颗粒粒度、具有较高表面活性的液态煤基特种燃料，其形态不再是固体的煤炭，而是液态的水煤浆。该特种燃料具有原料热值低、燃料固含低、点火温度低、燃料热值高的“三低一高”特点，可使煤炭热值较常规水煤浆提升10%至30%，发电煤耗降低50克/千瓦时，二氧化碳排放降低128克/千瓦时，实现节能、降耗、减污、增效的清洁化燃烧。除了高效利用技术，葛世荣还提到，目前我国对于地下煤炭气化的研究也在不断取得新突破。有别于传统的采煤工艺，地下煤炭气化是通过直接对地下蕴藏的煤炭进行可控燃烧，从而产生富含氢气的可燃气体，再将其输出至地面的一种能源采集方式。煤炭地下气化把采煤变为采气，具有安全性高、投资少、效益好、污染少等优点。该技术可有效盘活废弃煤炭资源，开发深部煤炭资源，实现高碳资源低碳开发，是煤炭清洁高效利用的创新尝试。“煤炭在地下直接气化，还能够将煤炭在这一过程中产生的大量二氧化碳直接封存在地下，大大降低二氧化碳排放，煤气制氢也就不再是所谓的‘灰氢’了。”葛世荣介绍道。煤炭不仅能够作为燃料，其本身还可充当重要的化工原料。煤制油便是当下较为成熟的煤化工技术之一，我国在这一领域同样走在世界前列。2022年8月，全球单体规模最大煤炭间接液化项目——国家能源集团宁夏煤业400万吨/年煤炭间接液化示范项目通过竣工验收，有力推动煤化工产业“高端化、多元化、低碳化”发展，不断提高煤炭作为化工原料的综合利用效能，对推动煤炭清洁高效利用具有重要意义。煤炭清洁利用仍有较大发展空间虽然我国煤炭清洁高效利用发展取得了显著成效，但仍有较大发展潜力。中国煤炭经济研究会副研究员秦容军指出，煤炭作为燃料发电是煤炭清洁高效利用的主要领域，我国燃煤电厂发电煤耗由2015年的315克标准煤/千瓦时已经降低到2022年上半年的299.8克标准煤/千瓦时。但对标目前最先进的燃煤电厂发电煤耗的270克标准煤/千瓦时，我国发电煤耗仍有提升空间。并且我国火电厂发电效率普遍低于50%，其他能源转化效率较低也导致煤电消耗偏高，增加了污染物排放。此外，秦容军表示，以煤炭作为原料进行清洁转化，相关产业技术也有待进一步提升：一方面目前我国煤化工行业先进与落后产能并存，不同企业间的能效水平差异显著，节能降碳改造升级潜力较大；另一方面，煤化工行业碳排放量需要进一步降低。在实际产业应用中，受制于成本、经营环境等因素，煤炭清洁高效利用推广也遭遇一定阻碍。有部分煤电企业反映，由于缺少深入推进清洁化利用的相关支持政策，发电企业改造动力和积极性不足。相关部门在推进煤电清洁化利用方面存在各自为政的问题，缺少顶层设计及协同配合等问题。在当前国内外形势下，受煤炭供应紧缺、煤价高企、煤电价格倒挂等多重因素影响，煤电企业经营普遍较为吃力，而煤电清洁化利用又需投入大量资金，导致企业清洁化改造意愿不强。针对这些现象，秦容军提出了五点建议：一是强化法律保障作用，加快修订煤炭法，进一步优化煤炭清洁高效利用的内容。二是支持煤炭清洁高效利用新兴技术研发和应用，加强对煤炭清洁高效利用重大关键技术和装备研发统筹。三是制定财税鼓励政策，制定促进煤炭清洁高效利用的财政补贴、税费、贷款支持等政策。四是鼓励煤化工转化与新能源耦合发展，对照行业能效标杆和基准水平，对现有化工项目开展节能降碳系统性改造和落后产能淘汰。五是加快分散用煤治理。煤炭要在新型能源体系中发挥兜底保障作用“长期以来，煤炭有力地支撑了我国经济社会发展，但我们希望未来能够更加清洁高效地利用煤炭。”谈到煤炭在新型能源体系中的角色时，中国工程院院士刘吉臻强调，建设新型能源体系应严格遵循“先立后破”的发展路径，在能源结构尚未完全转型前，煤炭在能源体系中的作用依然是不可替代的。刘吉臻表示，未来煤炭产业应进一步加快与新能源的深度融合，例如在电网调峰中发挥更大作用。2022年我国风电、光伏发电新增装机超过1.2亿千瓦，非化石能源发电装机突破12亿千瓦，历史性超过煤电机组，风电、光伏、生物质一年的发电量合计超过1万亿千瓦时。以风电、光伏为代表的新能源发电量不断攀升，在促进能源结构转型的同时也给电网稳定运行带来了较大挑战，煤炭在电网调峰中的重要作用得到进一步凸显。刘吉臻对此有个形象的比喻，他认为当下新能源就像还没长大成熟的孩子，性格阴晴不定，当“孩子”调皮时便会给电网带来麻烦，此时就需要煤电充当“哥哥”的角色，带着新能源一起成长。“比如在新能源发电不稳定的时候，煤炭作为‘哥哥’就要立即补上，进行兜底保障。”刘吉臻提出新型能源体系建设应遵循多元互补、源网协同、供需互动、灵活智能的发展路径，甚至在未来实现荷随源动。新型能源体系建设离不开先进装备、创新技术的有力支撑。在煤炭开采阶段，各种自动化、智能化设备近年来也取得了飞速发展。如在不久前，葛世荣参与现场验收的国家能源集团准格尔露天煤矿顺利通过国家首批智能化示范煤矿验收。借助人工智能、5G、智能终端等先进技术，该煤矿形成了“用人最少、用时最短、效率最高、安全最好、质量最佳”的建设成果，钻、爆、采、运、排工艺全面实现智能化。“智能化将是煤矿产业重要的发展方向之一，相关成套装备、关键技术我国已实现自主研发制造，未来将有更大的发展空间。”葛世荣说道。