摘 要:通過螺旋式機(jī)械化采制樣裝置在入廠煤的采樣過程中,存在的子樣點(diǎn)分布不合理、采樣單元煤量過大、采樣過程中煤樣全水分的損失、煤炭粒度超過采樣機(jī)的標(biāo)稱最大粒度、不能達(dá)到全深度采樣、設(shè)備未進(jìn)行鑒定等現(xiàn)狀分析,通過修改設(shè)備程序、增加采樣單元、補(bǔ)正煤樣全水分、對(duì)不能機(jī)械化采取的煤進(jìn)行補(bǔ)充采樣以及對(duì)采制樣設(shè)備定期進(jìn)行鑒定等建議,以提高煤質(zhì)檢驗(yàn)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:螺旋式;機(jī)械化采制樣裝置;現(xiàn)狀分析;改進(jìn)建議
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.133
0 引言
隨著國(guó)家煤炭去產(chǎn)能政策的進(jìn)一步實(shí)施,減產(chǎn)帶來了煤價(jià)上漲。以煤炭為能源的火電企業(yè),其盈利空間受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。為降低發(fā)電成本,企業(yè)在煤炭采購(gòu)上由原來低位熱值為15MJ/kg~20MJ/kg范圍的煤擴(kuò)大到10MJ/kg~25MJ/kg范圍的煤,其中含有煤泥、煤矸石等劣質(zhì)煤。由于煤質(zhì)范圍的擴(kuò)大,入廠煤與入爐煤的熱值差也隨之升高,這就需要對(duì)入廠煤的螺旋式機(jī)械化采制樣裝置對(duì)煤種的適用性進(jìn)行分析和調(diào)整采樣方式。
1 螺旋式機(jī)械化采制樣裝置及工作流程
1.1 螺旋式機(jī)械化采制樣裝置
螺旋式機(jī)械化采制樣裝置采用的是螺旋式采樣頭,采樣筒直徑270mm到300mm,螺距為100mm,采樣深度2.7m到3.1m;錘式破碎機(jī)、篩板選用柵欄式,出料粒度6mm到13mm;縮分器為縮分比為1:8到1:64可調(diào)式的;接料裝置為可旋轉(zhuǎn)的密封接料罐。
下圖為采制樣裝置示意圖。
1.2 螺旋式機(jī)械化采制樣裝置的工作流程
在機(jī)械化采制樣程序系統(tǒng)中,將采樣空間固定,讓車輛停在采樣中心位置,根據(jù)車輛和采樣框前后左右邊框的距離及車廂高度確定車型,提前將車輛數(shù)據(jù)輸入采樣程序中(在程序中儲(chǔ)存有四種車型);設(shè)定制樣系統(tǒng)的縮分比(采樣前已選擇好一個(gè)固定的縮分比)。
開始工作前,檢查清理采樣罐,調(diào)試采樣罐編號(hào)與程序編號(hào)位置一致。來煤車輛進(jìn)入采樣位置后,工作人員在采樣程序上點(diǎn)擊“系統(tǒng)運(yùn)行”、選擇采樣機(jī)操作方式為“自動(dòng)”、輸入或選擇礦名及車輛型號(hào)、選擇每輛車采樣的子樣數(shù)目、確認(rèn)制樣時(shí)的縮分比、選擇確認(rèn)煤樣存放的煤樣罐號(hào)、啟動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)(輸送、破碎和縮分系統(tǒng))確保運(yùn)行正常、點(diǎn)擊程序“自動(dòng)采樣”。機(jī)械化采樣機(jī)由編寫的程序自動(dòng)選擇采樣點(diǎn)(根據(jù)廠家介紹采樣點(diǎn)位置有上千個(gè),每次選擇采樣點(diǎn)由程序隨機(jī)選擇)。煤樣由采樣頭采集后由輸送皮帶,進(jìn)入破碎機(jī)破碎、破碎后的煤樣進(jìn)入縮分機(jī)構(gòu)(皮帶中部采樣裝置)進(jìn)行縮分(根據(jù)采樣間隔確定縮分比),縮分后的煤樣進(jìn)入設(shè)定好的煤樣罐中,完成一次采樣過程。每個(gè)采樣機(jī)同時(shí)交叉進(jìn)行多個(gè)商品煤的采樣工作。
2 機(jī)械化采樣裝置的現(xiàn)狀分析
2.1 機(jī)械化采樣裝置自動(dòng)布點(diǎn)不合理
國(guó)標(biāo)GB/T19494.1-2004規(guī)定,煤炭在機(jī)械化采樣過程中,應(yīng)將每一批煤炭的采樣車廂均勻分成18個(gè)小塊[1],編好編號(hào)進(jìn)行采樣,同時(shí)必須滿足18點(diǎn)不重復(fù)位置全部采完后,在進(jìn)行第二輪的18點(diǎn)位置采樣,可以是隨機(jī)采樣法,也可以是系統(tǒng)采樣法。
螺旋式機(jī)械化采制樣裝置在采樣點(diǎn)的布置時(shí),采用的是隨機(jī)布點(diǎn),布點(diǎn)位置程序設(shè)計(jì)時(shí)在車廂內(nèi)有成千上萬種方式。在進(jìn)煤時(shí),采樣點(diǎn)隨機(jī)生成,不能達(dá)到18點(diǎn)循環(huán)采樣。汽車煤在進(jìn)煤過程中又不是按商品煤批次進(jìn)行進(jìn)煤,而是誰先到誰先進(jìn)廠采樣。多批煤同時(shí)進(jìn)廠,采樣機(jī)對(duì)多批煤交叉進(jìn)行采樣時(shí),采樣程序無法辨認(rèn)煤種,只是按照設(shè)備程序設(shè)置進(jìn)行布點(diǎn),對(duì)每一品種的煤炭采樣更是不能達(dá)到國(guó)標(biāo)規(guī)定的車廂表面18點(diǎn)位置全部采到的基本要求。
2.2 精密度和偏倚試驗(yàn)未進(jìn)行
根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T19494.3-2004規(guī)定,對(duì)于任何采制樣設(shè)備都應(yīng)進(jìn)行精密度和偏倚試驗(yàn)[2],試驗(yàn)合格后,方可進(jìn)行采制樣工作。
在實(shí)際中,由于精密度核驗(yàn)和偏倚試驗(yàn)所需的費(fèi)用高,試驗(yàn)時(shí)工作量大,很多企業(yè)未進(jìn)行此項(xiàng)工作,只是認(rèn)為機(jī)械采樣的結(jié)果都比人工采樣要好。其實(shí)在煤炭品種不適合機(jī)械化采樣時(shí),機(jī)械化采樣結(jié)果會(huì)差于人工采樣。
2.3 采樣單元及子樣數(shù)的設(shè)置不合理
在電廠,大多數(shù)機(jī)械化采制樣裝置的采樣單元和子樣數(shù)都是由采樣人員進(jìn)行確定的,通常是由每天每批煤作為一個(gè)采樣單元,如一列火車為一個(gè)采樣單元。
一列火車進(jìn)煤量為3000噸煤,按一個(gè)采樣單元,子樣數(shù)n=40=70個(gè),按50節(jié)車廂,單號(hào)車廂每車采2點(diǎn),雙號(hào)車廂每車采1點(diǎn),共計(jì)采75個(gè)。機(jī)械化采制樣留樣粒度為13mm,每一采樣單元總樣量不少于15kg,每個(gè)子樣留樣量約為200g。按每1000噸為一個(gè)采樣單元,共計(jì)分為3個(gè)采樣單元,即17節(jié)為一個(gè)采樣單元,子樣數(shù)不少于40個(gè),按單號(hào)車廂采3點(diǎn),雙號(hào)車廂采2點(diǎn),每個(gè)單元采43個(gè)點(diǎn),每個(gè)子樣量約為350g;這列火車總計(jì)采樣130個(gè)點(diǎn),3個(gè)單元總樣量不少于45kg。一個(gè)采樣單元時(shí),這批煤采樣精密度為±2%;3個(gè)采樣單元時(shí),這批煤的采樣精密度為±2%/=1.16%。
2.4 機(jī)械化采制樣裝置系統(tǒng)存在煤樣丟失和污染情況
機(jī)械化采制樣裝置的采樣頭可以通過反轉(zhuǎn)螺旋機(jī)構(gòu)進(jìn)行采樣頭的清理工作;儲(chǔ)存煤樣罐可以在采樣前進(jìn)行人工清理檢查;而輸煤皮帶、破碎機(jī)、縮分皮帶等部位卻很難進(jìn)行清理,尤其是在煤泥、濕煤等特殊煤種采樣時(shí),造成采樣時(shí)煤樣丟失和對(duì)下批采取不同煤種時(shí)煤樣的污染。
2.5 機(jī)械化采制樣裝置對(duì)煤樣粒度存在不適應(yīng)性
螺旋式機(jī)械化采制樣裝置的采樣頭外筒直徑不足300mm,外筒中的螺旋裝置安裝在一個(gè)軸上,又減少了有效空間,使采樣機(jī)適合的煤樣標(biāo)稱最大粒度在30mm左右(國(guó)標(biāo)規(guī)定,采樣機(jī)的開口尺寸為標(biāo)稱最大粒度的3倍)。來煤的標(biāo)稱最大粒度通常在進(jìn)煤合同中進(jìn)行要求,并沒有按照國(guó)標(biāo)每半年進(jìn)行一次標(biāo)稱最大粒度的核驗(yàn)工作。在實(shí)際的進(jìn)煤過程中,來煤粒度偏大的現(xiàn)象是存在的,甚至還有毛煤現(xiàn)象,最大粒度重量可達(dá)2~3千克。如果入廠煤的煤樣粒度大于設(shè)備要求的標(biāo)稱最大粒度,這部分大顆粒煤,在機(jī)械化采制樣過程中,會(huì)被擠出采樣頭造成煤樣的代表性差。
2.6 機(jī)械化采制樣設(shè)備對(duì)煤碳種類存在不適應(yīng)性
在實(shí)際工作中并不是所有的煤種都適合用機(jī)械化采制樣裝置進(jìn)行采樣。但是火力發(fā)電企業(yè)為了防止入廠煤在采樣過程中可能存在的不規(guī)范行為,要求所有的進(jìn)廠煤,必須使用機(jī)械化采制樣裝置,禁止人工采樣。但是由于煤炭市場(chǎng)的去產(chǎn)能,煤炭采購(gòu)難度的增加,企業(yè)在進(jìn)行時(shí),采購(gòu)煤炭熱值的范圍不斷的擴(kuò)大,就會(huì)有煤泥、矸石、特濕的中煤等煤種。煤泥和特濕煤會(huì)造成2.1情況的發(fā)生;矸石和特別干燥的煤種(尤其是細(xì)小顆粒無粘附性的煤)在采樣時(shí),螺旋鉆向上提升過程中,煤由于無粘性,煤樣漏出采樣機(jī)就比較嚴(yán)重,使煤樣無代表性。
2.7 機(jī)械化采制樣過程存在水分損失
機(jī)械化采制樣過程中,縮分比較大如1:8到1:64,采樣過程中,留樣量較少如200g~300g,采樣時(shí)間較長(zhǎng),尤其是交叉采樣時(shí),煤樣的全水分存在一定程度的損失[3]。
2.8 機(jī)械化采制樣裝置不能完全達(dá)到全深度采樣
對(duì)于螺旋式機(jī)械化采制樣裝置,在采樣時(shí),螺旋鉆采到底部會(huì)損壞車廂,在設(shè)置深度時(shí),留有一定的裕量,從而使采樣機(jī)械不能完全達(dá)到全深度采樣。而供應(yīng)商為了利益,往往會(huì)在底部裝較差的煤,使這部分煤無法采到,使煤樣的代表性變差,如煤的熱值比實(shí)際要偏高。企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益受到了侵害。
3 為了提高機(jī)械化采制樣裝置的準(zhǔn)確度,提出以下改進(jìn)建議
(1)在實(shí)際工作中,對(duì)新安裝的設(shè)備應(yīng)聘請(qǐng)權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行精密度核驗(yàn)和偏倚試驗(yàn);對(duì)于使用中的設(shè)備,若資金匱乏,也應(yīng)每隔半年公司自己進(jìn)行機(jī)械化采制樣裝置的精密度核驗(yàn)和偏倚試驗(yàn),檢查設(shè)備能否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)于不符合要求的設(shè)備,要對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造,符合要求后,方可使用;或?qū)Σ荒芊蠙C(jī)械化采制樣的煤種改用人工采樣。
(2)建議將機(jī)械化采制樣裝置的程序進(jìn)行改造,使采樣程序可以根據(jù)礦名或采樣編號(hào)分別進(jìn)行車廂表面18點(diǎn)不重復(fù)循環(huán)布點(diǎn)采樣。
(3)建議對(duì)每天進(jìn)煤量大的煤按1000噸為一個(gè)采樣單元,通過增加采樣單元,相應(yīng)增加子樣數(shù)和采樣量,提高采樣的精密度。
(4)對(duì)于粘附程度比較大的煤種,建議在進(jìn)煤時(shí),在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)集中進(jìn)煤,不進(jìn)行交叉采樣,在采樣結(jié)束時(shí),對(duì)采制樣設(shè)備進(jìn)行清理和回收工作,保證煤樣的完整性和具有代表性。
(5)對(duì)煤泥、下雨后的濕煤或特別干無任何粘性的煤等,不適合機(jī)械化采制樣進(jìn)行采樣,要用人工采樣方式進(jìn)行采樣。
(6)要加強(qiáng)來煤品質(zhì)和粒度的監(jiān)督,杜絕分裝和超過設(shè)備粒度要求的煤種,發(fā)現(xiàn)分裝和超粒度要求的煤種時(shí),對(duì)分裝的劣質(zhì)煤和超過設(shè)備顆粒的煤?jiǎn)为?dú)進(jìn)行人工采樣,并按比例將這部分煤樣添加到機(jī)械采樣中,使煤樣完全代表這批煤的結(jié)果。
(7)對(duì)機(jī)械化采制樣所采集到的煤樣的全水分進(jìn)行水分損失試驗(yàn),通過經(jīng)驗(yàn)公式或其他方法,將損失的水分補(bǔ)正到原煤樣中。
4 結(jié)束語
螺旋式機(jī)械化采制樣裝置要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行采制樣工作,做好設(shè)備的鑒定,合理布置采樣點(diǎn),對(duì)來煤進(jìn)行粒度和水分損失進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)于特殊煤種,要合理的補(bǔ)充采樣,完善煤樣的代表性,以提高煤質(zhì)的檢驗(yàn)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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[2]煤炭科學(xué)研究總院煤炭分析實(shí)驗(yàn)室.GB/T19494.3 煤炭機(jī)械化采樣 第3部分:精密度測(cè)定和偏倚試驗(yàn)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004:全文.
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作者簡(jiǎn)介:安香菊(1967-),女,山西永濟(jì)人,本科,高級(jí)工程師,從事煤質(zhì)檢驗(yàn)管理工作。