摘要：本文根据作者多年的工作经验，介绍了几种煤质在线分析技术，并结合电力生产的
实际情况，对这几种技术做了对比分析，供同行之间交流参考。

 

　　关键词：煤质；在线分析；技术

 

　　一、前言

 

　　我国煤炭资源储量丰富，分布地域广，煤质差异较大。在火力发电的生产过程中，煤质
的成分和特性对电力生产的经济性、安全性和环境保护有着极其重要的影响。燃煤电厂的煤
质分析，现较多采用离线的实验室分析，要经过采样、缩分、制样、化验等环节，这一过程一
般需要比较长的时间。锅炉运行人员获得煤质分析报告延迟的时间可能会更长。因此，大量
的原煤是在缺乏煤质数据的状况下被燃烧的。而在煤种变化较大的情况下，未及时进行必要
的运行调整以及采取相应的措施，极有可能造成严重的后果。此外，当电厂燃煤品质发生变
化时，往往因没有快速、有效的煤质分析手段，使得无法及时掌握来煤的情况，不能正确地
判定该煤是否适合于锅炉燃用，而盲目燃用造成的危害极大。在煤质的实验室分析中，还存
在着一个长期以来未能很好解决的问题，就是取样的代表性问题，尤其是在燃用混煤时。对
不具代表性的煤样进行实验室分析，其误差将会很大，给运行人员造成假象，对锅炉的安
全经济运行是一个极大的误导。因此，煤质在线检测装置对火力发电厂具有很重要的意义。

 

　　二、几种煤质在线分析技术

 

　　核探测作为一门比较成熟的技术，已经被广泛应用于各个方面。尤其是

γ 射线，它不但

穿透能力强，而且相对易于探测和解析，是很多分析技术的首选。在工业探测中，对于某些
固体块状物质，其本身就可以放出

γ 射线，而所有的块状物质都可以通过中子轰击发射 γ

射线。因此在块状物料在线分析中，大多是利用

γ 射线来满足在不破坏其结构的前提下实现

对其性质的分析。目前，各种煤质在线分析大多也是利用

γ 射线的分析技术来实现的。 

　　

1、双能 γ 射线灰分仪 

　　煤可分为由可燃物和非可燃物

(矿物质)两部分组成，其中可燃物主要是 C、H、N、S 等，

平均原子序数约为

6，非可燃物成份主要是 Si、Al、Ca、Mg、Fe 等，平均原子序数约为 13，

即灰分的平均原子序数大于可燃物的原子序数。射线源发射的

γ 射线照射到煤样上，在煤样

中经过多次反射和散射后射出。射线能量的衰减程度随被测物体组成成分平均原子序数的变
化而变化，原子序数越高，衰减的越多。所以，可以通过研究

γ 射线衰减程度来估计煤中元

素平均原子序数。当煤的灰分含量变化时，必然引起其平均原子序数的变化，因此通过测量
穿过煤层的

γ 射线强度的衰减就可以确定煤中灰分的多少。 

　　这种方法可以直接对输煤皮带上的散煤实现在线测量，对煤的粒度无严格限制，不需
要分流取样以及破碎制样附加设备，辐射安全防护也比较容易做到，目前在灰分测量上应
用比较广泛。但是，这种方法利用的只是平均原子量，得到的煤质参数有限。即使对于灰分
测量，也因为使用平均原子量而使测量结果受煤中高原子序数元素

(如铁)含量的波动影响

比较大，所以精确度不高。

 

　　

2、同位素中子源 PGNAA 煤质成份在线分析系统 

　　同位素中子源分为两种，一种是放射性同位素产生的

α 粒子或 γ 光子轰击靶核产生中

子，另一种是重元素核自发裂变产生中子。常用的

(α,n)中子源基本上都是利用 9Be(α,n)12C

反应，只要有稳定的

α 粒子源与 9Be 放在一起就可以成为中子源。在这样的中子源中比较安

全 ， 易 于 加 工 ， 并 且 使 用 最 广 泛 的 是

241Am-9Be 源 ， 它 放 出 的 中 子 平 均 能 量 为

5MeV。241Am 的半衰期是 433 年，所以中子源强度相对稳定，241Am 放出的 γ 射线强度也
比较低，对中子源的影响不大。

241Am-9Be 源的中子强度比较低，不易获得中子强度大于

107n/s 的源。 
　　同位素源

PGNAA 方法给出了燃煤中大多数元素的含量，能够获得更多的信息，而且