电厂煤炭全自动化机械采制样装置现状分析及其改进建议

电厂煤炭全自动化机械采制样装置现状分析及其改进建议

作者：安香菊

来源：《山东工业技术》2018年第21期

摘 要：通过螺旋式机械化采制样装置在入厂煤的采样过程中，存在的子样点分布不合理、采样单元煤量过大、采样过程中煤样全水分的损失、煤炭粒度超过采样机的标称最大粒度、不能达到全深度采样、设备未进行鉴定等现状分析，通过修改设备程序、增加采样单元、补正煤样全水分、对不能机械化采取的煤进行补充采样以及对采制样设备定期进行鉴定等建议，以提高煤质检验质量。

关键词：螺旋式；机械化采制样装置；现状分析；改进建议 DOI：10.160/j.cnki.37-1222/t.2018.21.133 0 引言

随着国家煤炭去产能的进一步实施，减产带来了煤价上涨。以煤炭为能源的火电企业，其盈利空间受到了严重的挑战。为降低发电成本，企业在煤炭采购上由原来低位热值为15MJ/kg～20MJ/kg范围的煤扩大到10MJ/kg～25MJ/kg范围的煤，其中含有煤泥、煤矸石等劣质煤。由于煤质范围的扩大，入厂煤与入炉煤的热值差也随之升高，这就需要对入厂煤的螺旋式机械化采制样装置对煤种的适用性进行分析和调整采样方式。 1 螺旋式机械化采制样装置及工作流程 1.1 螺旋式机械化采制样装置

螺旋式机械化采制样装置采用的是螺旋式采样头，采样筒直径270mm到300mm，螺距为100mm，采样深度2.7m到3.1m；锤式破碎机、筛板选用栅栏式，出料粒度6mm到13mm；缩分器为缩分比为1：8到1：可调式的；接料装置为可旋转的密封接料罐。 下图为采制样装置示意图。

1.2 螺旋式机械化采制样装置的工作流程

在机械化采制样程序系统中，将采样空间固定，让车辆停在采样中心位置，根据车辆和采样框前后左右边框的距离及车厢高度确定车型，提前将车辆数据输入采样程序中（在程序中储存有四种车型）；设定制样系统的缩分比（采样前已选择好一个固定的缩分比）。

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开始工作前，检查清理采样罐，调试采样罐编号与程序编号位置一致。来煤车辆进入采样位置后，工作人员在采样程序上点击“系统运行”、选择采样机操作方式为“自动”、输入或选择矿名及车辆型号、选择每辆车采样的子样数目、确认制样时的缩分比、选择确认煤样存放的煤样罐号、启动运行机构（输送、破碎和缩分系统）确保运行正常、点击程序“自动采样”。机械化采样机由编写的程序自动选择采样点（根据厂家介绍采样点位置有上千个，每次选择采样点由程序随机选择）。煤样由采样头采集后由输送皮带，进入破碎机破碎、破碎后的煤样进入缩分机构（皮带中部采样装置）进行缩分（根据采样间隔确定缩分比），缩分后的煤样进入设定好的煤样罐中，完成一次采样过程。每个采样机同时交叉进行多个商品煤的采样工作。 2 机械化采样装置的现状分析 2.1 机械化采样装置自动布点不合理

国标GB/T19494.1-2004规定，煤炭在机械化采样过程中，应将每一批煤炭的采样车厢均匀分成18个小块[1]，编好编号进行采样，同时必须满足18点不重复位置全部采完后，在进行第二轮的18点位置采样，可以是随机采样法，也可以是系统采样法。

螺旋式机械化采制样装置在采样点的布置时，采用的是随机布点，布点位置程序设计时在车厢内有成千上万种方式。在进煤时，采样点随机生成，不能达到18点循环采样。汽车煤在进煤过程中又不是按商品煤批次进行进煤，而是谁先到谁先进厂采样。多批煤同时进厂，采样机对多批煤交叉进行采样时，采样程序无法辨认煤种，只是按照设备程序设置进行布点，对每一品种的煤炭采样更是不能达到国标规定的车厢表面18点位置全部采到的基本要求。 2.2 精密度和偏倚试验未进行

根据国标GB/T19494.3-2004规定，对于任何采制样设备都应进行精密度和偏倚试验[2]，试验合格后，方可进行采制样工作。

在实际中，由于精密度核验和偏倚试验所需的费用高，试验时工作量大，很多企业未进行此项工作，只是认为机械采样的结果都比人工采样要好。其实在煤炭品种不适合机械化采样时，机械化采样结果会差于人工采样。 2.3 采样单元及子样数的设置不合理

在电厂，大多数机械化采制样装置的采样单元和子样数都是由采样人员进行确定的，通常是由每天每批煤作为一个采样单元，如一列火车为一个采样单元。

一列火车进煤量为3000吨煤，按一个采样单元，子样数n=40=70个，按50节车厢，单号车厢每车采2点，双号车厢每车采1点，共计采75个。机械化采制样留样粒度为13mm，每一采样单元总样量不少于15kg，每个子样留样量约为200g。按每1000吨为一个采样单元，共计分为3个采样单元，即17节为一个采样单元，子样数不少于40个，按单号车厢采3点，双

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号车厢采2点，每个单元采43个点，每个子样量约为350g；这列火车总计采样130个点，3个单元总样量不少于45kg。一个采样单元时，这批煤采样精密度为±2%；3个采样单元时，这批煤的采样精密度为±2%/=1.16%。

2.4 机械化采制样装置系统存在煤样丢失和污染情况

机械化采制样装置的采样头可以通过反转螺旋机构进行采样头的清理工作；储存煤样罐可以在采样前进行人工清理检查；而输煤皮带、破碎机、缩分皮带等部位却很难进行清理，尤其是在煤泥、湿煤等特殊煤种采样时，造成采样时煤样丢失和对下批采取不同煤种时煤样的污染。

2.5 机械化采制样装置对煤样粒度存在不适应性

螺旋式机械化采制样装置的采样头外筒直径不足300mm，外筒中的螺旋装置安装在一个轴上，又减少了有效空间，使采样机适合的煤样标称最大粒度在30mm左右（国标规定，采样机的开口尺寸为标称最大粒度的3倍）。来煤的标称最大粒度通常在进煤合同中进行要求，并没有按照国标每半年进行一次标称最大粒度的核验工作。在实际的进煤过程中，来煤粒度偏大的现象是存在的，甚至还有毛煤现象，最大粒度重量可达2～3千克。如果入厂煤的煤样粒度大于设备要求的标称最大粒度，这部分大颗粒煤，在机械化采制样过程中，会被挤出采样头造成煤样的代表性差。

2.6 机械化采制样设备对煤碳种类存在不适应性

在实际工作中并不是所有的煤种都适合用机械化采制样装置进行采样。但是火力发电企业为了防止入厂煤在采样过程中可能存在的不规范行为，要求所有的进厂煤，必须使用机械化采制样装置，禁止人工采样。但是由于煤炭市场的去产能，煤炭采购难度的增加，企业在进行时，采购煤炭热值的范围不断的扩大，就会有煤泥、矸石、特湿的中煤等煤种。煤泥和特湿煤会造成2.1情况的发生；矸石和特别干燥的煤种（尤其是细小颗粒无粘附性的煤）在采样时，螺旋钻向上提升过程中，煤由于无粘性，煤样漏出采样机就比较严重，使煤样无代表性。 2.7 机械化采制样过程存在水分损失

机械化采制样过程中，缩分比较大如1：8到1：，采样过程中，留样量较少如200g～300g，采样时间较长，尤其是交叉采样时，煤样的全水分存在一定程度的损失[3]。 2.8 机械化采制样装置不能完全达到全深度采样

对于螺旋式机械化采制样装置，在采样时，螺旋钻采到底部会损坏车厢，在设置深度时，留有一定的裕量，从而使采样机械不能完全达到全深度采样。而供应商为了利益，往往会在底部装较差的煤，使这部分煤无法采到，使煤样的代表性变差，如煤的热值比实际要偏高。企业经济利益受到了侵害。

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3 为了提高机械化采制样装置的准确度，提出以下改进建议

（1）在实际工作中，对新安装的设备应聘请权威机构进行精密度核验和偏倚试验；对于使用中的设备，若资金匮乏，也应每隔半年公司自己进行机械化采制样装置的精密度核验和偏倚试验，检查设备能否满足国家标准要求，对于不符合要求的设备，要对设备进行改造，符合要求后，方可使用；或对不能符合机械化采制样的煤种改用人工采样。

（2）建议将机械化采制样装置的程序进行改造，使采样程序可以根据矿名或采样编号分别进行车厢表面18点不重复循环布点采样。

（3）建议对每天进煤量大的煤按1000吨为一个采样单元，通过增加采样单元，相应增加子样数和采样量，提高采样的精密度。

（4）对于粘附程度比较大的煤种，建议在进煤时，在一个时间段内集中进煤，不进行交叉采样，在采样结束时，对采制样设备进行清理和回收工作，保证煤样的完整性和具有代表性。

（5）对煤泥、下雨后的湿煤或特别干无任何粘性的煤等，不适合机械化采制样进行采样，要用人工采样方式进行采样。

（6）要加强来煤品质和粒度的监督，杜绝分装和超过设备粒度要求的煤种，发现分装和超粒度要求的煤种时，对分装的劣质煤和超过设备颗粒的煤单独进行人工采样，并按比例将这部分煤样添加到机械采样中，使煤样完全代表这批煤的结果。

（7）对机械化采制样所采集到的煤样的全水分进行水分损失试验，通过经验公式或其他方法，将损失的水分补正到原煤样中。 4 结束语

螺旋式机械化采制样装置要严格按照规定进行采制样工作，做好设备的鉴定，合理布置采样点，对来煤进行粒度和水分损失进行检验，对于特殊煤种，要合理的补充采样，完善煤样的代表性，以提高煤质的检验质量。 参考文献：

[1]煤炭科学研究总院煤炭分析实验室.GB/T19494.1 煤炭机械化采样 第1部分：采样方法[S].北京：中国标准出版社，2004：18.

[2]煤炭科学研究总院煤炭分析实验室.GB/T19494.3 煤炭机械化采样 第3部分：精密度测定和偏倚试验[S].北京：中国标准出版社，2004：全文.

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[3]安香菊，高清平，贺鹏.入厂煤全水分损失在采制化过程中的影响因素及改进措施[J].山西电力，2017（06）：67-69.

作者简介：安香菊（1967-），女，山西永济人，本科，高级工程师，从事煤质检验管理工作。