5E-MAG6700 型快速分析儀在選煤廠的實(shí)踐應(yīng)用

郭文芳

（霍州煤電集團(tuán)李雅莊礦選煤廠，山西 霍州 031400）

霍州煤電集團(tuán)李雅莊選煤廠為李雅莊煤礦的配套選煤廠，近年來該選煤廠經(jīng)多次技術(shù)改造后，入選能力提高到300 萬t/a。李雅莊選煤廠洗選入廠毛煤后，產(chǎn)品全部運(yùn)輸?shù)竭\(yùn)銷車間進(jìn)行配煤、檢測，然后使用自動(dòng)裝車系統(tǒng)進(jìn)行單點(diǎn)裝車。當(dāng)前該選煤廠因配煤裝車合格率較低而影響經(jīng)濟(jì)效益，因此需要針對(duì)這一情況進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)[1]。

1 選煤廠配煤裝車現(xiàn)狀分析

選煤廠煤質(zhì)檢驗(yàn)包括采樣、制樣、化驗(yàn)等多個(gè)工作環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的工作。同時(shí)基于李雅莊煤礦開采區(qū)域和深度的擴(kuò)大，導(dǎo)致李雅莊選煤廠煤質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果波動(dòng)較大，裝車合格率僅55%左右，具體原因如下[2]：

（1）運(yùn)輸車間煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果滯后，不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握配煤結(jié)果。因李雅莊煤礦產(chǎn)量的增加，選煤廠年洗選毛煤達(dá)460 萬t，超過該選煤廠300 萬t/a 的設(shè)計(jì)能力，產(chǎn)品無存儲(chǔ)能力，化驗(yàn)結(jié)果不及時(shí)，出現(xiàn)盲裝現(xiàn)象。

（2）煤質(zhì)波動(dòng)大，影響裝車配比。當(dāng)前李雅莊煤礦的主采煤層由以往的3#煤層調(diào)整為5#煤層，煤質(zhì)變化大，毛煤熱值波動(dòng)范圍大，無法保證進(jìn)倉產(chǎn)品煤熱值穩(wěn)定，給運(yùn)銷車間的裝車配比帶來麻煩。

（3）采制化方法落后，對(duì)于李雅莊煤礦煤質(zhì)的大幅度波動(dòng)較難適應(yīng)。該選煤廠運(yùn)銷車間當(dāng)前仍采用傳統(tǒng)常規(guī)取樣方式，然后再送到化驗(yàn)室化驗(yàn)檢測，煤質(zhì)分析結(jié)果一般要滯后生產(chǎn)1.5～2 h，檢測速度滯后裝車生產(chǎn)。

綜上所述，以上三種因素導(dǎo)致李雅莊選煤廠煤質(zhì)檢測結(jié)果不準(zhǔn)、檢測時(shí)間滯后、商品煤配出熱值不準(zhǔn)，最終使得運(yùn)銷車間裝車合格率較低，影響到公司的經(jīng)濟(jì)效益。為解決選煤廠煤質(zhì)實(shí)時(shí)快速檢驗(yàn)問題，公司引入過DF-5753E X 型在線灰分儀和ATMHL-213W 無源離線灰分儀等產(chǎn)品，現(xiàn)場實(shí)踐應(yīng)用效果不太理想，無法解決問題。同時(shí)灰分儀采用放射源，大大增加了檢驗(yàn)設(shè)備的管理難度，因此該問題一直無法有效解決。長沙開元儀器公司基于快速單式測定法開發(fā)了5E-MAG6700型快速工業(yè)分析儀，可以快速對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行檢測分析?；诠I(yè)性試驗(yàn)的要求，李雅莊選煤廠運(yùn)銷車間采用5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀進(jìn)行煤質(zhì)檢測，采用實(shí)踐應(yīng)用來判斷該設(shè)備是否滿足該選煤廠的需要。

2 5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀

5E-MAG6700型快速工業(yè)分析儀采用熱重分析，該儀器結(jié)合遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)備與電子天平，在特定條件下對(duì)受熱過程中的煤樣予稱重，進(jìn)行水分、灰分及揮發(fā)分等指標(biāo)的計(jì)算。5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀的整體結(jié)構(gòu)如圖1[3]。

圖1 5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀的整體結(jié)構(gòu)示意圖

該設(shè)備采用分析儀Ⅰ進(jìn)行揮發(fā)分的單獨(dú)放樣及檢測，采用分析儀Ⅱ進(jìn)行水分和灰分的連測，測試效率大大提高。該設(shè)備35 min 完成一種煤樣的水分、灰分和揮發(fā)分指標(biāo)測試，可連續(xù)多批次測試，實(shí)驗(yàn)后不需降溫，操作簡便。設(shè)備采用帶爐門的立式加熱爐，大幅提升測量速度和工作效率，全程顯示質(zhì)量變化溫升曲線，測量過程更直觀，優(yōu)質(zhì)元器件組裝安全更可靠。

采用5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀進(jìn)行水分、灰分和揮發(fā)分的測試，測試時(shí)間為35 min，比以往測試方案的時(shí)間要縮短近60 min。

3 實(shí)踐應(yīng)用試驗(yàn)過程分析

3.1 安裝檢測位置的選擇與確定

針對(duì)5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀的安裝，制定了三種取樣方案：（1）檢驗(yàn)設(shè)備安裝在末煤膠帶中部采樣機(jī)的給料膠帶上，經(jīng)破碎進(jìn)入到設(shè)備進(jìn)行檢測；（2）檢驗(yàn)設(shè)備安裝在裝車膠帶的端部采樣機(jī)上，經(jīng)破碎及二次采樣后進(jìn)入設(shè)備進(jìn)行檢測；（3）檢驗(yàn)設(shè)備安裝在裝車膠帶采樣機(jī)棄樣端進(jìn)行取樣，經(jīng)破碎后進(jìn)入設(shè)備進(jìn)行檢測。

以上三種安裝檢測方案，經(jīng)靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試的對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，第一種、第二種實(shí)驗(yàn)誤差較大，分析原因可能是采樣頻率低，采樣周期長，而第三種實(shí)驗(yàn)誤差較小，適合檢測設(shè)備的安裝檢測，可準(zhǔn)備檢測運(yùn)銷車間的煤質(zhì)，有效提高配煤裝車合格率。

3.2 新型煤質(zhì)檢測設(shè)備的安裝

李雅莊選煤廠運(yùn)銷車間從2019 年8 月進(jìn)行5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀的安裝改造工作。在運(yùn)銷車間皮帶機(jī)上增設(shè)一條小膠帶，棄樣通過溜槽裝置落到小膠帶，運(yùn)行一段距離落入緩沖倉中；在小膠帶上設(shè)置煤流成形裝置，預(yù)留檢驗(yàn)設(shè)備的安裝空間；小膠帶采用變頻驅(qū)動(dòng)，保障啟動(dòng)、停止、運(yùn)行的穩(wěn)定性。2019 年10 月，設(shè)備完成安裝，并進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)試后，就投入到運(yùn)銷車間進(jìn)行煤質(zhì)檢測的使用[4]。

3.3 運(yùn)銷車間裝車合格率分析

該選煤廠運(yùn)銷車間應(yīng)用5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀進(jìn)行在線煤質(zhì)檢測前后，對(duì)運(yùn)銷車間裝車合格率的情況進(jìn)行對(duì)比分析。主要是對(duì)1#煤、2#煤、3#煤 在2019 年4 月1 日—2019 年7 月1 日、2019年10 月1 日—2020 年1 月1 日兩個(gè)階段熱值、合格率及比例進(jìn)行分析，檢測結(jié)果見表1。

表1 李雅莊選煤廠運(yùn)銷車間裝車合格率數(shù)據(jù)

從表1 數(shù)據(jù)可知，李雅莊選煤廠運(yùn)銷車間采用5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀進(jìn)行煤質(zhì)分析后，可以實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的快速檢測，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配煤，有效提高運(yùn)銷車間裝車合格率。裝車合格率從55.27%提高到了84.06 %，增值達(dá)28.79%，節(jié)約1#煤、2#煤、3#煤熱值共123 kcal/kg。因此可推定本次對(duì)于5E-MAG6700 型快速工業(yè)分析儀項(xiàng)目的應(yīng)用是合理的，成功地提高了裝車合格率，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 總結(jié)

從2019 年10 月至今，該煤質(zhì)檢驗(yàn)設(shè)備在李雅莊選煤廠現(xiàn)場運(yùn)行穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的快速準(zhǔn)確檢測，有效提高了選煤廠運(yùn)銷車間裝車合格率，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)前該設(shè)備已在霍州煤電集團(tuán)各選煤廠進(jìn)行了推廣應(yīng)用。