煤炭采制樣系統(tǒng)堵料故障分析及改造

夏文浩

摘 要：煤質(zhì)分析是煤炭生產(chǎn)、加工利用、貿(mào)易以及煤的各種研究的基礎(chǔ)工作。隨著市場經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對煤質(zhì)分析提出了越來越高的要求，既要求試驗方法科學(xué)，又要求采、制、化儀器設(shè)備方便、快速。70年代以來，我國煤質(zhì)分析的制樣和分析化驗的儀器設(shè)備已發(fā)展到相當(dāng)規(guī)模。

關(guān)鍵詞：機械化采樣；材料改進；堵料改造

煤質(zhì)分析是煤炭生產(chǎn)、加工利用、貿(mào)易以及煤的各種研究的基礎(chǔ)工作。隨著市場經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對煤質(zhì)分析提出了越來越高的要求，既要求試驗方法科學(xué)，又要求采、制、化儀器設(shè)備方便、快速。70年代以來，我國煤質(zhì)分析的制樣和分析化驗的儀器設(shè)備已發(fā)展到相當(dāng)規(guī)模。

煤炭市場要求我們生產(chǎn)出適銷對路的產(chǎn)品，用戶要求得到物美價廉的產(chǎn)品，煤炭企業(yè)的營銷方式已相應(yīng)發(fā)生了一定的變化改變了原來的以產(chǎn)定銷，取而代之為以銷定產(chǎn)，營銷理念也有原來的以生產(chǎn)為中心轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鰹橹行?，以用戶的需求為中心。以顧客為關(guān)注焦點，是質(zhì)量管理的基本原則，也是現(xiàn)代營銷的核心。

基于市場的需要，煤炭質(zhì)監(jiān)部門是一個重要的職能單位，按國家標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品煤進行檢測工作，而其中最重要的一項是對商品煤特性進行采制樣，它是煤質(zhì)檢測中最為重要的環(huán)節(jié)，是獲得可靠檢測結(jié)果的必要前提。大量實驗表明：若以方差表示誤差的話，采樣誤差占80%，制樣誤差占16%，化驗誤差4%，因此，在商品煤的采制化中，采制樣工作顯得尤為重要。

傳統(tǒng)的人工采制樣存在大量不確定因素，煤炭采制樣過程中常見問題主要有對采制樣崗位的重視程度低，未按標(biāo)準(zhǔn)采制樣，人工采制樣工具及設(shè)備規(guī)格不統(tǒng)一，采樣人員不同采樣方式及尺度存在差異等方面原因。

21世紀(jì)以來，我國煤炭采制樣系統(tǒng)設(shè)備已發(fā)展到相當(dāng)規(guī)模，不僅種類齊全，而且正在逐步實現(xiàn)全程自動化、一體化，很多技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。許多國內(nèi)采制樣設(shè)備生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品遠(yuǎn)銷中東、歐美等地區(qū)。目前，國內(nèi)大多數(shù)煤炭碼頭都采用專業(yè)機械化采制樣系統(tǒng)來代替過去的人工采制樣，機械化采制樣可有效避免人工采制樣帶來的人為誤差及人工工作的繁瑣，保證送檢樣品的代表性，實現(xiàn)對卸船、裝船的煤的質(zhì)量監(jiān)控管理，有利于內(nèi)部管理，也符合貿(mào)易常規(guī)。

煤炭采制樣設(shè)備根據(jù)運送介質(zhì)的不同分為皮帶采樣、火車采樣、汽車采樣等，其中皮帶采制樣又根據(jù)采樣頭采樣方式的不同分為頭部采樣和中部采樣兩種。

相對來講，中部采樣則是從皮帶料流斷面中取樣，根據(jù)物料標(biāo)稱粒度選用采樣機，安裝于輸送廊下，整套系統(tǒng)布置靈活，環(huán)節(jié)少，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能全面，人工勞動量小等特點，越來越多的受到用戶青瞇，特別是大皮帶、高帶速、大流量現(xiàn)場基本全部采用此種方式，目前國內(nèi)絕大多數(shù)專業(yè)化煤炭碼頭都采用中部采樣方式，也是被國際進出口貿(mào)易中認(rèn)可、并常見的采樣方式，采樣后通過破碎，縮分等環(huán)節(jié)實現(xiàn)煤炭的機械化采樣。

根據(jù)設(shè)備作業(yè)環(huán)境及主設(shè)備相關(guān)參數(shù)，采制樣設(shè)備設(shè)計安裝滿足空氣潮濕及鹽霧腐蝕海邊露天等作業(yè)環(huán)境，煤種方面可滿足存在高濃度沒粉塵煤種等作業(yè)工況，大部分煤種作業(yè)可做到安全可靠。

但采樣過程中，由于煤炭的種類、粒度、煤炭表面含水率、散密度不可控制，導(dǎo)致采樣過程中會遇到種種原因?qū)е略O(shè)備故障，采樣的比例主要受煤炭買賣業(yè)主及煤炭化驗機構(gòu)要求控制，總體所需子樣比例不大，導(dǎo)致采制樣破碎機、縮分、導(dǎo)料、回收的設(shè)備體積較小，內(nèi)部空間有限，煤流大流量、濕黏煤、煤炭顆粒較大時，易造成破碎設(shè)備等產(chǎn)生堵塞，現(xiàn)場作業(yè)過程中，作業(yè)煤種為濕黏煤的情況，會在設(shè)備溜煤管處、破碎機及斗提機等處產(chǎn)生堵料情況，會導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)大量堵塞且不易處理，影響設(shè)備正常運行及現(xiàn)場流程運轉(zhuǎn)。

1 設(shè)備故障及堵料原因分析

根據(jù)以上情況，分析其原因，機械采制樣項目位于海邊，具有強腐蝕性及酸堿性。同時由于設(shè)備多年使用，系統(tǒng)中部分位置處于比較惡劣的工況下運行，設(shè)備出現(xiàn)老化及鹽霧腐蝕等現(xiàn)象。目前問題主要集中在以下幾點：（1）對輥破碎機容易發(fā)生堵塞，堵塞原因分析為物料濕黏易黏附在對輥破碎機滾齒之間不易掉落，且物料持續(xù)加注，導(dǎo)致對輥上黏附的物料積累，同時因為破碎機本身體積較小，對輥與破碎機外罩間間隙較小，極易產(chǎn)生積壓，再有下料口為倒梯形，形成一個微型收口，更不易物料的下排，易產(chǎn)生堵料風(fēng)險。（2）部分落煤管容易發(fā)生堵塞，堵塞原因分析為設(shè)備工作環(huán)境為亞熱帶季風(fēng)氣候，且位居海邊，常年經(jīng)受潮濕、鹽霧等腐蝕性空氣侵襲，同時濕黏煤含水量較大，易對落煤管內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致落煤管內(nèi)部發(fā)生變質(zhì)，落煤管內(nèi)部表面變得粗糙，易導(dǎo)致煤粉或煤料黏附在落煤管內(nèi)部表面，導(dǎo)致落煤管橫截面變小，煤流大量落下時易產(chǎn)生堵塞。（3）環(huán)錘破碎機易發(fā)生堵塞，環(huán)錘破碎機本身由環(huán)錘、破碎機外殼及底部篩網(wǎng)組成，發(fā)生堵塞分析原因主要是，環(huán)錘本身由于老化、腐蝕、變形等原因易黏附濕黏煤的物料，同時，篩板間隙較小且腐蝕較為嚴(yán)重易發(fā)生濕黏煤黏附發(fā)生篩網(wǎng)網(wǎng)孔堵塞，造成環(huán)錘破碎機整體堵塞。（4）斗提機頂部易發(fā)生堵塞，斗提機頂部由于落煤管連接處有一個收口，有一個方形變圓形的法蘭，大量煤流經(jīng)過時收口處及方變圓個頂角處易發(fā)生堵塞，煤流不斷經(jīng)過會導(dǎo)致排煤不暢，會導(dǎo)致整個斗提機內(nèi)部發(fā)生堵塞。

2 設(shè)備改造及材料改進方案

考慮現(xiàn)場實際情況及客戶對子樣要求，設(shè)備內(nèi)部不宜加設(shè)風(fēng)干及其他改變子樣內(nèi)部成分的系統(tǒng)，設(shè)備的整改只能從設(shè)備本身硬件進行整改，整改方案如下：（1）針對對輥破碎機易發(fā)生堵塞故障改造，根據(jù)分析原因濕黏煤易在對輥上黏附，建議加大輸出電機功率，加大對輥運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，提高煤炭黏附對輥上的離心力，便于煤炭破碎，同時對雙對輥進行相應(yīng)改造，將對輥牙齒進行細(xì)化，將輥齒本身3cm直徑改為2cm直徑牙齒，便于牙齒對煤樣進行破碎，同時破碎機罩殼進行材料更改，使用更光滑，不易變形材料，避免破碎過程中與側(cè)壁發(fā)生堵塞。（2）落煤管堵料及不暢問題改造，通過分析堵料原因，對設(shè)備本身材料及結(jié)構(gòu)進行改造，材料由原有普通材質(zhì)鋼材更換為304或306不銹鋼材質(zhì)，避免潮濕環(huán)境對設(shè)備本身產(chǎn)生腐蝕及銹蝕，確保落煤管內(nèi)部管壁光滑，利于煤流舒暢排泄，同時將設(shè)備原有傾斜角度縮小，減小入口同出口的大小比例，減少大煤流發(fā)生堵塞的風(fēng)險。（3）環(huán)錘破碎機方面，根據(jù)煤炭子樣的要求，對破碎機篩網(wǎng)進行相應(yīng)的改造，將原有的圓形篩網(wǎng)改造為方形或六邊形篩網(wǎng)，增大篩網(wǎng)密度，減小篩網(wǎng)間間隔，同時將設(shè)備材質(zhì)打磨光滑，減少煤流同篩網(wǎng)本身的摩擦力，環(huán)錘系統(tǒng)本身方面，一方面加大輸出電機功率及轉(zhuǎn)速，加大輸出動能，針對兩個環(huán)錘進行更換，將原有材質(zhì)改進為防銹防腐材質(zhì)，同時增加相應(yīng)尺寸，加大質(zhì)量，提高環(huán)錘慣性及動能，更有利于對煤樣進行破碎。（4）斗提機堵料情況改造，針對現(xiàn)場實際情況，考慮提升頻率過快會導(dǎo)致煤流不斷增流導(dǎo)致頂部堵塞，故增設(shè)減速機，將斗提機提升頻率減小，使得煤流舒緩?fù)ㄟ^斗提提升至斗式提升機頂部，針對棄料溜煤管易造成斗提機頂部堵料的情況，將斗提機頂部同溜煤管連接的方形變圓形法蘭改為入口大圓出口小圓的法蘭，同時加大棄料溜煤管管徑，便于熟料排放。

3 結(jié)束語

煤炭機械化采制樣已經(jīng)成為港口現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展中重要的一部分，設(shè)計合理和運行正常的機械化采制樣設(shè)備所采集的樣品的代表向和精密度高，已經(jīng)被越來越多的煤炭生產(chǎn)、使用和經(jīng)營企業(yè)所認(rèn)同，被煤炭檢驗單位廣泛運用，在設(shè)備原有的基礎(chǔ)上進行設(shè)備的改造及完善，將故障率降到最低，通過我公司對機械化采樣設(shè)備的改造，實現(xiàn)了從設(shè)備源頭至設(shè)備尾部全方位系統(tǒng)化的優(yōu)化，減少了設(shè)備運行中設(shè)備內(nèi)部堵料導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)停機的情況，證實了針對堵料現(xiàn)象故障分析的有效性，一系列的整改改善了現(xiàn)場堵料的情況，體現(xiàn)了設(shè)備改造的實效性，可對其他設(shè)備及其他采制樣設(shè)備起到借鑒意義，但設(shè)備持續(xù)健康運行及設(shè)備故障率的減少還需要所需采樣煤種參數(shù)在設(shè)備有效運行的范圍內(nèi)，減少設(shè)備超負(fù)荷、超設(shè)計范圍的不良運行，同時需保證設(shè)備日常的維護保養(yǎng)，根據(jù)設(shè)備使用的工況及使用環(huán)境做好設(shè)備防腐、防銹等工作，總之，做好設(shè)備的改造、潤滑、緊固、清潔、防腐等工作設(shè)備運行的故障率將大幅下降，有利于設(shè)備的順暢運行及設(shè)備使用壽命。