《煤工業分析儀性能試驗規程》

行業標準制定說明

煤炭科學技術研究院有限公司煤炭檢測中心

（國家煤炭質量檢驗檢測中心）

2024年2月

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

1工作任務來源和主要工作過程

1.1工作任務來源

煤的工業分析是指包括煤的水分（M）、灰分（A）、揮發分（V）和固定碳（Fc）四個分

析項目指標的測定的總稱。煤的工業分析是了解煤質特性的主要指標，也是評價煤質的基本

依據。通常煤的水分、灰分、揮發分是直接測出的，而固定碳是用差減法計算出來的。根據

分析結果，可以大致了解煤中有機質的含量及發熱量的高低，從而初步判斷煤的種類、加工

利用效果及工業用途，根據工業分析數據還可計算煤的發熱量和焦化產品的產率等。煤的工

業分析主要用于煤的生產開采和商業部門及用煤的各類用戶，如焦化廠、電廠、化工廠等。

煤工業分析儀是用于批量測定煤炭、焦炭等物質中的水分、灰分、揮發分，計算固定碳，

并根據經驗公式計算發熱量、氫的一種煤質分析儀器。煤的工業分析試驗結果對煤質判定及

應用有重要意義。國內煤工業分析儀生產廠家眾多，儀器的使用及原理也不盡相同，需制定

煤工業分析儀的試驗規程，對儀器的性能進行規范。

2023年9月，國家能源局下達了《煤工業分析儀試驗規程》行業標準制定計劃，計劃號：

能源20230102，由煤炭科學技術研究院有限公司煤炭檢測中心（國家煤炭質量檢驗檢測中心）

負責起草。項目組主要按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結

構和起草規則》要求，并參考GB/T30732－2014《煤的工業分析方法儀器法》進行編寫。

1.2主要工作過程

煤炭科學技術研究院有限公司煤炭檢測中心（國家煤炭質量檢驗檢測中心）組織有關研

究人員成立標準制定工作組，本標準的制定工作于2017年啟動。

工作過程與起草人的主要工作內容如下：

（1）標準編制工作組的成立

2017年，成立標準制定工作組，工作組通過討論和研究，制定出相應的工作計劃。

（2）標準修訂的前期調研

2018年6月，查閱相關標準及資料，確定了標準制定的總體思路。

（3）標準草案的編制

2019年6月，工作組范圍內討論，確定標準的編制方案及主要技術內容，完成了標準草

案和編制說明。

（4）完成征求意見稿并廣泛征求意見

至2019年9月，標準編制工作組完成并下發了本標準的征求意見稿，并下發至煤炭、電

力、地質礦產、質檢、檢驗檢疫、研究院所、冶金、化工和儀器制造等行業共計87個單位的

第2頁共11頁

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

委員和專家廣泛征求意見。

（4）完成標準送審稿

至2019年11月，根據62家單位反饋的專家意見，補充完善，形成標準的送審稿。上報

審查會討論。

（5）召開標準審查會

2019年12月5日～6日，全國煤炭標準化技術委員會煤炭檢測分會在湖南省長沙市召開

了國家標準審查會，煤炭、電力、冶金、化工、地質礦產、質檢、海關、科研院校、節能環

保和儀器制造等行業共96名委員和專家參加了本次標準審查會。其中委員應到48人，實到

45人。與會代表認真審查了該標準，提出審查意見并形成會議紀要。

（6）完成報批稿

至2019年12月，根據標準審查會會議紀要修改形成報批稿并上報國標委。

（7）標準計劃申報及下達

2023年，煤炭行業標準部分劃歸由國家能源局管理。檢測分會重新申報該標準為能源領

域行業標準，計劃于2023年9月獲批。

（8）完成征求意見稿并廣泛征求意見

至2023年2月，標準編制工作組完成標準草案的修改，并下發本標準的征求意見稿至煤

炭、電力、地質礦產、質檢、檢驗檢疫、研究院所、冶金、化工和儀器制造等行業的委員和

專家廣泛征求意見。

2標準制定原則和主要內容的確定

2.1標準制定原則

本標準依據GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規

則》規定的要求并參考GB/T212－2008《煤的工業分析方法》和GB/T30732-2014《煤的工

業分析方法儀器法》進行編寫。

2.2制定依據

目前，煤的工業分析項目中測定水分、灰分和揮發分及固定碳的含量有兩種方式，一種

是GB/T212-2008《煤的工業分析方法》，該方法是仲裁方法，主要操作基本是人工操作，準

確性較高。另一種是GB/T30732-2014《煤的工業分析方法儀器法》中規定的儀器法，儀器

法測定水分、灰分和揮發分，最后計算出固定碳含量。國內生產的煤的工業分析儀有多家廠

商，而每家生產廠商的分析原理也不盡相同。有的儀器是水分和灰分連續測定，揮發分單獨

測定，有的儀器是水分、揮發分、灰分連續測定。儀器的結構和原理不盡相同，工分儀的控

第3頁共11頁

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

溫性能以及測定結果的重復性和示值誤差也需要標準來進行規范，以確保儀器性能穩定，試

驗結果準確可靠，因此需要制定《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準。

標準制定中，主要對煤工業分析儀的控溫性能和測定重復性和示值誤差進行試驗。通過

測定儀器在不同試驗溫度點的溫度，判定儀器控溫性能是否滿足要求。選擇不同水分、灰分

和揮發分含量范圍的煤樣，進行重復性試驗，選擇煤標準物質測定其灰分和揮發分含量，并

與標準物質證書中給的值進行對比，判定工分儀的重復性和示值誤差是否符合要求。

2.3主要內容的確定

本次制定按GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規

則》的要求進行編寫，并參考GB/T212－2008《煤的工業分析方法》和GB/T30732-2014《煤

的工業分析方法儀器法》，對煤工業分析儀性能試驗的性能要求、試驗方法和試驗報告進行

了規范。

2.3.1范圍

工業分析項目中主要測定水分、灰分和揮發分，除了褐煤測定水分需要通入氮氣，其他

的煤種如煙煤、無煙煤則不需要通氮氣。煤工業分析儀主要用于測定煤等有機物中的水分、

灰分和揮發分的含量，其主要特點是整個測試過程由計算機自動完成，煤工業分析儀屬于煤

炭化驗中常用的專業化設備。也可以測定焦炭的工業分析項目，故本標準適用于測定煤和焦

炭的煤工業分析儀。

2.3.2概述

煤工業分析儀的儀器設計原理應符合GB/T30732-2014《煤的工業分析方法儀器法》。工

分儀的檢測原理為熱重分析法，將遠紅外加熱設備與稱量用的電子天平結合在一起，在特定

的氣氛條件、規定的溫度、規定的時間內稱量受熱過程中的試樣質量，以此計算出試樣的水

分、灰分和揮發分等工業分析指標。不同生產廠家的工業分析儀結構不相同，其主要功能應

能完成工業分析項目的測定。一般的煤工業分析儀應包括高溫爐、天平、試樣承接和傳送裝

置、溫度測控和顯示系統，爐膛氣氛控制系統，結果打印和顯示裝置等。水分的測定和灰分

的測定可以單獨進行，也可以是連續測定，而揮發分需要單獨稱樣，單獨測定。水分的測定

中，褐煤采用通氮法，煙煤、無煙煤和焦炭采用空氣干燥法；灰分的測定分為緩慢灰化法和

快速測定法，其中緩慢灰化法可以和水分測定連續進行；揮發分的測定單獨進行。

2.3.3性能要求

規定了煤工業分析儀的通用技術要求和計量性能要求。儀器的控溫性能包括對水分測定

爐、灰分測定爐和揮發分測定爐的溫度要求。計量性能要求包括儀器的重復性標準差和示值

誤差。

第4頁共11頁

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

2.3.4試驗方法

規定了煤工業分析儀的控溫性能測定方法及結果判定，并規定了測定樣品的水分、灰分

和揮發分的試驗操作方法及步驟，相應的操作主要參考GB/T30732-2014《煤的工業分析方法

儀器法》的相關章節編寫。計算出樣品的水分、灰分和揮發分重復性標準差，判定重復性測

定結果。測定煤標準物質的灰分和揮發分含量，計算儀器的示值誤差并加以判定。

3標準編制的條文說明

3.1“4.1.2.1水分測定”

工分儀的水分測定是在（105～110）℃下進行，要求水分測定爐控溫在（105～110）℃，

有足夠的恒溫區，爐膛有適當的自由空間和通氣、排氣口。在測定褐煤時需要在氮氣環境下

進行，因而要求爐膛能夠通入惰性氣體。

3.2“4.1.2.2灰分測定”

灰分測定過程有兩種方式：快速灰化法和緩慢灰化法。快速灰化法規定高溫爐能控溫在

（815±10）℃，而緩慢灰化法對高溫爐的升溫速度有要求，需要在不少于30min的時間內將

爐溫緩慢升至500℃，并在此溫度下保持30min，繼續升溫至（815±10）℃，在此溫度下將

試樣灼燒至質量恒定。試驗中需要觀察高溫爐的升溫速度是否符合規定。

3.3“4.1.2.3揮發分測定”

揮發分測定爐對爐溫的要求較為嚴格，需要有足夠的（900±5）℃的恒溫區，保證爐溫

控制在（900±10）℃。另外在測定過程中還需要觀察高溫爐的回溫情況，將室溫下的坩堝放

置在920℃的爐內，溫度能在3min中內恢復到（900±10）℃，且在回溫后4min內不能超出

這個溫度范圍。

3.4“4.2.1重復性”

GB/T30732-2014《煤的工業分析儀器法》規定了水分、灰分和揮發分的重復性限，此

重復性限是我國煤炭檢測實驗室應用工業分析儀測定水分、灰分和揮發分時兩次測定結果的

差值的95%置信概率下的臨界值，也即最大允許差。由重復性限r按公式（1）計算得出的重

復性標準差sr，使用該試驗方法的重復測定單次測量結果的標準差，可視作測量結果的精密

度的基本要求。

sr…………（1）

r22

式中：

r——重復性限；

sr——重復性標準差。

第5頁共11頁

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

若對某個煤樣按照GB/T30732規定的方法在重復性條件下測量7次，按公式（2）計算

'

煤樣重復測量標準差s：

n

2

(xix)

s'i1

n1…………（2）

式中：

s'

——煤樣重復測量標準差；

n——重復測量次數（n＝7）；

xi——第i次測量值；

x——n次重復測量結果的平均值。

進行F檢驗得：

s'2

Fs‘2＝Fs2s'Fs2

s2

F0.05,6,2.09，帶入上式得：

2

=2.09sr…………（3）

式中：

σ——7次重復測定的允許標準差，%；

Sr——95％置信水平下的重復測量標準差。

煤的水分測定的重復性限、重復性標準差和95％置信水平下的煤樣重復測量標準差極限

值列在表1中。

煤中灰分測定的重復性限、重復性標準差和95％置信水平下的煤樣重復測量標準差極限

值列在表2中。

煤中揮發分測定的重復性限、重復性標準差和95％置信水平下的煤樣重復測量標準差極

限值列在表3中。

重復性標準差比重復性限更好地表示測量的精密度（重復性），且由國家標準規定的重復

性限推導而得的重復性標準差，具有很廣泛的代表性，故本標準規定儀器測量的重復性以重

復性標準差極限值表示。

表1水分測定的重復性（95％置信水平）

水分Mad/%r/%sr/％s′/%

第6頁共11頁

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

＜5.000.200.0710.103

5.00～10.000.300.1060.153

＞10.000.400.1410.204

表2灰分測定的重復性（95％置信水平）

灰分Aad/%r/%sr/％s′/%

＜15.000.200.0710.103

15.00～30.000.300.1060.153

＞30.000.500.1770.256

表3揮發分測定的重復性（95％置信水平）

揮發分Vad/%r/%sr/％s′/%

＜20.000.300.1060.153

20.00～40.000.500.1770.256

＞40.000.800.2830.409

為了驗證上述重復性標準差極限值的規定是否合理可靠，測定不同水分含量的7個煤樣

的水分值，每個煤樣進行了7次測定，試驗結果列在表4中；測定不同灰分含量的7個煤樣，

每個煤樣進行7次測定，試驗結果列在表5中；測定不同揮發分含量的7個煤樣，每個煤樣

進行7次測定，試驗結果列在表6中。由表4～表6可知，上述規定符合我國煤工業分析儀

的重復性水平。

表4水分測定重復性的驗證試驗

序號重復性測量值（Mad）/%重復性標準差/%判定方法

11.07、1.01、1.07、1.07、1.04、1.10、1.080.029符合要求儀器法

22.07、2.07、2.09、2.10、2.06、2.07、2.050.017符合要求儀器法

32.11、2.11、2.11、2.07、2.08、2.07、2.100.019符合要求儀器法

43.59、3.61、3.61、3.60、3.50、3.54、3.580.041符合要求儀器法

55.33、5.38、5.37、5.44、5.30、5.35、5.310.048符合要求儀器法

65.88、5.86、5.90、5.89、5.87、5.93、5.960.035符合要求儀器法

76.04、6.07、6.07、6.06、6.12、6.13、6.060.033符合要求儀器法

第7頁共11頁

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

表5灰分測定重復性的驗證試驗

序號重復性測量值（Aad）/%重復性標準差/%判定方法

17.96、7.98、7.96、8.01、8.06、8.03、7.980.038符合要求儀器法

29.39、9.42、9.36、9.45、9.46、9.50、9.420.046符合要求儀器法

311.04、11.08、11.13、11.15、11.13、11.13、11.120.038符合要求儀器法

414.15、14.12、14.18、14.11、14.25、14.20、14.240.055符合要求儀器法

519.10、1.09、19.07、19.12、19.09、19.24、19.120.056符合要求儀器法

624.54、24.49、24.55、24.58、24.62、24.48、24.540.049符合要求儀器法

725.39、25.35、25.41、25.46、25.35、25.45、25.410.043符合要求儀器法

表6揮發分測定重復性驗證試驗

序號重復性測量值（Vad）/%重復性標準差/%判定方法

16.43、6.34、6.56、6.23、6.57、6.53、6.630.143符合要求儀器法

28.90、8.83、8.78、8.74、9.03、8.91、8.850.096符合要求儀器法

317.97、18.08、17.97、18.07、18.08、18.19、18.090.076符合要求儀器法

424.15、24.13、24.11、24.16、24.17、24.20、24.160.029符合要求儀器法

525.86、25.95、25.88、26.06、26.07、26.04、25.970.085符合要求儀器法

630.97、30.79、30.96、30.77、30.90、30.93、30.900.079符合要求儀器法

734.54、34.53、34.46、34.56、34.65、34.58、34.560.057符合要求儀器法

3.5“4.2.2示值誤差”

示值誤差為儀器示值與真值之差。通常測定煤炭標準物質以計算示值誤差，以標準物質

的認定值為約定真值。標準物質的認定值帶有不確定度，以認定值不確定度與測量不確定度

之和的擴展不確定度作為最大允許（示值）誤差，按公式（4）計算。

r2

U2…………（4）

2n

式中：

Δ——允許示值誤差；

U——標準物質認定值的擴展不確定度；

r——GB/T30732中規定的重復性限，轉換為干基；

n——測量次數。

由于不同的煤標準物質的灰分和揮發分認定值的不確定度不同，給出一個固定的示值誤

第8頁共11頁

《煤工業分析儀性能試驗規程》行業標準制定說明

差不夠精確，因此本標準以公式的形式給出。而水分在標準物質證書中是不能統一給出，對

于水分的示值誤差如何確定，本標準中規定，測定示值誤差試驗中，每一個樣品進行4次試

驗，水分的標準值是按照GB/T212規定的方法來測定并計算得出，因此水分的結果的不確定

度Ur22，根據公式（4），測定次數為4次，推導出，水分的示值誤差Δ為r/2。

為了驗證上述示值誤差的規定是否合理可靠，對6個煤標準物質，每個進行了2次重復

測定，以2次測定值的平均值作為儀器的測量值，與煤標準物質的認定值進行比較，試驗結

果列在表7和表8中。由表7和表8可知，上述規定符合煤工業分析儀的示值誤差水平。

表7灰分示值誤差的驗證試驗

重復性測量值

標物認定值U平均值△MPEV

（Ad)/%備注

編號（Ad)/%（Ad)/%（Ad)/%（Ad)/%（Ad)/%

一二

GBW11101p8.480.158.518.578.54+0.060.18儀器法

GBW11105f11.920.1711.9911.9411.96+0.040.20儀器法

GBW11126a14.530.1414.6614.5214.59+0.060.17儀器法

GBW11107l26.170.1926.1226.0226.07-0.100.24儀器法

GBW11110g26.360.3026.4426.4526.44+0.080.34儀器法

GBW11109f31.020.3230.9430.9930.96-0.060.41儀器法

表8揮發分示值誤差的驗證試驗

重復性測量值

標物認定值U平均值△MPEV

（Vd)/%備注

編號（Vd)/%（Vd)/%（Vd)/%（Vd)/%（Vd)/%

一二

GBW11126a5.850.345.775.675.72-0.130.37儀器法

GBW11113d7.700.347.817.847.82+0.120.37儀器法

GBW11110g18.250.4618.1118.0118.06-0.190.48儀器法

GBW11109f19.110.4218.9018.7818.84-0.270.45儀器法

GBW11107l28.900.4028.6828.7828.73-0.170.47儀器法

GBW11101p33.970.3733.6333.8133.72-0.250.45儀器法