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河北冀研能源科学技术研究院有限公司 河北 石家庄 050000
摘要：本文主要介绍煤岩显微图像自动分析系统在规范电厂入厂煤采购，确保市场煤品质过程中应用。
关键词：煤岩分析、镜质组、动力煤。
一、研究背景
受国家能源政策及国外市场的影响，国内动力用煤供价格经常大幅波动，为保障燃料的稳定供应，降低燃料成本，电厂的市场煤采购比例逐年提高。市场煤煤源复杂，很多为煤质掺混不规范的掺混煤，此外市场煤还存在弄虚作假的现象，如添加石油制品、煤精等手段来提高燃煤品质。因此严控市场煤品质保证机组稳定运行，越来越受到各发电企业的重视。煤岩分析方法广泛应用于与煤或炭有关的各个领域,主要应用领域有：利用镜质组反射率分布鉴定混煤、指导煤场分堆及煤岩配煤与焦炭质量预测等方向[1][2]。
二、煤岩辨别煤质原理
煤是一种固体可燃有机岩。宏观煤岩类型划分为光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤;微观上，煤由镜质组、惰质组、壳质组三大显微组分组及少量矿物组成的[3]。煤的化学组成和工业利用中表现的结焦性等工艺性质主要受煤化程度和煤岩显微组分组成影响。目前公认的以镜质组Rmax平均值来标志煤的变质程度最合适。准确利用煤岩显微组分定量测试主要包括以下必要条件[4][5][6]：
（1）一台成像清晰、质量好的显微镜：比如像德国蔡司等国际知名老企业生产的进口显微镜是较好的选择，尤其是当用于焦炭光学组织研究时，效果更明显，不少国产的显微镜基乎无法识别组分。
（2）自动固定步长移动装置：按国家家标准煤岩显微组分定量有效点要测500点以上，如果单纯靠人工用推动尺一点一点按固定步长移动效率太低，且操作人员易疲劳，计点也很麻烦，时间长会遗忘移动方向，造成与统计原则不符，影响结果准确性。另外，人工移动，有时会不自觉加入人为因素，测反射率时更有这问题。
（3）保证取制样和测试过程中的代表性：煤岩定量是基于统计学原理，完全是统计取点，因此样品的制样、取样、及测试过程中一定要有代表性。
（4）正确识别各种组分：低变质时差别大，到贫瘦煤差别极小。过渡组分，如半镜质体与半丝质体难分清， 结构镜质体与镜质体被误认为镜质体与半镜质体，处于某一变质阶段的矿物与大孢子体难区分等，这都是定量的难点，所以操作人员必须要有一定相关知识基础，最好文化水平高些，上岗前一定要经过培训。
（5）操作人员的稳定性：不要经常调动从事煤岩分析的人员。
三、ZEISS MY6000T蔡司数字煤岩分析系统
3.1 系统介绍
煤岩显微图像自动分析系统主要由煤样制备设备、数字化智能岩相分析显微镜、光电倍增管显微光度计、全自动显微镜光度计软件、高精度CCD图像自动检测系统及及煤岩分析软件组成。
所述检测装置按照测定煤的镜质组来确定混煤煤质原理。依托高精度的数字化智能岩相分析显微镜，分别利用光电倍增管显微光度计方法及高精度CCD图像自动检测系统两种方法测定混煤的镜质组反射率，然后综合上述两种方法判定混煤成分。
图1煤岩显微图像自动采集平台
图2 数字化智能岩相分析显微镜
图3光电倍增管显微光度计
3.2 分析系统特点
（1）依靠ZEISS顶级偏光显微镜配备全自动电动载物台自动聚焦模块。可以实现全自动分析准确、快速、高效、避免人为干扰全自动提取镜质组。
（2）无须预热，开机即可测定，标定标样实时显示光电转换的量程，防止光度计超量程造成的高阶煤无法测定。
（3） Pro CRAS软件自动聚焦效果极佳，并可设置聚焦照片的间隔张数,兼顾了测试效率和精度。此项图像自动聚焦技术是Pro CRAS软件关键的技术之一，确保每张图片都是最清晰的，为后续的反射率测量提供保证。
（4）测定过程中的所有的原始图片都可以选择一个路径保存，实验结束可打开文件检查镜质组的提取状态，为出现异议时提供仲裁数据，
（5）人工排查功能： 当实验测试结束后，提示人工排查选项，其目的是让使用者能够清晰的看见实验过程中保存的镜质组提取状态，可以达到软件自动识别镜质组后人工排查，做到参与计算的每一个数据都是准确无误的。
3.3 系统应用
（1）测定煤的镜质组反射率
该系统可自动半自动测定煤镜质组反射率，其结果满足国家标准GB6948《煤镜质组反射率测定方法》，可根据测定结果给出镜质组平均随机反射率、镜质组平均最大反射率、标准方差等煤岩参数与反射率分布图[6]。（2）镜质组反射率上下限法鉴别单混煤
该法适用于混煤中各单煤反射率峰基本无重叠部分，或各单煤反射率峰高度基本相同情况。
（3）曲线剥离分峰法鉴别单混煤。该法适用于混煤中各单煤反射率峰有重叠部分的情况。
（4）镜质组反射率上下限结合曲线剥离分峰法鉴别单混煤。该法适用于单煤反射率峰重叠部分较多，使剥离出的单煤曲线分布较宽，与实际不符合情况下。
四、结论
发电厂入厂混煤煤质检测的系统测量准确度高，有利于规范电厂入厂煤采购，确保市场煤品质，防止因为煤质原因造成锅炉结焦、高温腐蚀及爆管的影响机组安全稳定运行的事故。
参考文献：
[1] 武汉地质学院煤田教研室编． 煤田地质学(上册)[M].北京:地质出版社， 1979．
[2] 杨起， 韩德馨． 中国煤田地质学(上册)[M].北京:煤炭工业出版社， 1980:22－44．
[3] 张群,潘治贵.烟煤的宏观煤岩分类系统研究[J].煤田地质与勘探, 1999，27(2):2－5．
[4] 白向飞． 煤岩自动测试技术现状及存在的问题 ［ J］ ．
燃料与化工，2007，38 (4): 4－6．
[5] 李文华，白向飞，杨金和，等． 烟煤镜质组平均最大反射率与煤种之间的关系[J].煤炭学报，2006，31 (3): 342－345．
[6] 王越，丁华，武琳琳，白向飞． 煤岩显微组分自动识别技术现状及关键问题分析[J].煤质技术，2019，34 (1): 1－4．