HC-3500 型（無源）灰分儀在柴里選煤廠的應用

李元軍 張 磊 王 良

（棗礦集團柴里煤礦選煤廠，山東 滕州 277500）

棗礦集團柴里煤礦選煤廠年處理能力240 萬t，生產(chǎn)工藝流程采用重介淺槽+無壓三產(chǎn)品重介+浮選+尾煤壓濾的聯(lián)合工藝，主要產(chǎn)品為1/3 煉焦煤、洗混煤和煤泥。選煤廠通過技術檢查指導洗煤生產(chǎn)，了解生產(chǎn)現(xiàn)狀，評定生產(chǎn)效果好壞，如果過程灰分不能準確的反映出選煤生產(chǎn)實際狀況，將誤導選煤操作，影響外銷精煤產(chǎn)品的穩(wěn)定與品質。

1 柴里煤礦選煤廠煤質檢測現(xiàn)狀

柴里選煤廠產(chǎn)品質量目前采用人工采制化檢測，柴里礦開采時間長達五十多年，伴隨著礦井服務年限的增長，井下采場點多、接續(xù)頻繁，煤質情況變化較大。生產(chǎn)過程中，精煤快灰數(shù)據(jù)滯后生產(chǎn)一小時，洗煤司機根據(jù)產(chǎn)品化驗灰分情況調整生產(chǎn)，因數(shù)據(jù)的滯后性，易于出現(xiàn)操作調整反應滯后，甚至出現(xiàn)錯誤指向的操作，影響生產(chǎn)指導，產(chǎn)品合格率與穩(wěn)定率均得不到保障，影響選煤廠經(jīng)濟效益。

人工灰分檢測過程中，對采制化操作要求細致精確，操作過程中人為因素影響大，對員工的操作技術要求比較高，人工采制化工作質量受到人員經(jīng)驗與責任心影響較大,容易造成檢測偏差，影響生產(chǎn)指導。

人工采制化效率低下，工人勞動強度大，柴里選煤廠目前采制化人員25 人左右，人員較多。近年來煤炭市場急劇下滑，煤炭銷售的壓力不斷增加，人員成本大大影響了洗選經(jīng)濟效益，成為企業(yè)負擔。

隨著選煤技術的不斷發(fā)展，提高洗煤技術自動化程度，采用高效的采制化設備、儀器和器具，對減少人工采制化工作量，提高采制化水平有著重要意義[1-4]。

2 無源灰分儀

柴里選煤廠重介精煤產(chǎn)品灰分范圍為6.0%～9.0%。重介精煤輸送機寬度為1000 mm，輸送帶速為2 m/s，輸送量500 t/h。該膠帶輸送機輸送量大，帶速平穩(wěn)，煤流穩(wěn)定持續(xù)，無源灰分儀測量環(huán)境較好。

2.1 HC-3500 型無源灰分儀技術指標

灰分測量精度：

灰分≤10%，動態(tài)精度±0.3%；

灰分＞10%，動態(tài)精度±0.5%；

皮帶寬度1000 mm，傾角15°皮帶機。

重介精煤皮帶滿足于HC-3500 型無源灰分儀技術指標要求，HC-3500 型無源灰分儀測量精度遠小于行業(yè)標準《γ 輻射煤灰分儀的規(guī)定》（EJ/T 1078-1998）中“待測灰分＜15%，灰分測量精度應優(yōu)于0.5%”的要求，且完全滿足于生產(chǎn)要求[1-3]。

2019 年6 月，柴里選煤廠決定在重介精煤皮帶381 膠帶輸送機上安裝一臺HC-3500 型無源灰分儀，用于在線檢測重介精煤灰分。

2.2 無源灰分儀結構

華科HC-3500 型無源灰分儀的結構組成由測量系統(tǒng)、儀器控制系統(tǒng)和遠端工控計算機三大部分組成。

2.2.1 測量系統(tǒng)

現(xiàn)場測量系統(tǒng)由探測器、內屏蔽體、外屏蔽體、控制箱組成。外屏蔽體是安裝在帶式輸送機上的一座“鉛房子”，屏蔽自然環(huán)境中存在的射線。內屏蔽體內裝探測器，安裝在上下皮帶之間。

2.2.2 儀器控制系統(tǒng)

儀器控制系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集器、譜分析器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、電源及恒溫控制系統(tǒng)和微電腦等重要部件。

2.2.3 工控主計算機數(shù)據(jù)運算的自控系統(tǒng)

由一臺工業(yè)控制主計算機組成，主要是實行對灰分儀系統(tǒng)進行遠距離自動控制、數(shù)據(jù)運算、參數(shù)設置、數(shù)據(jù)修改、數(shù)據(jù)儲存及顯示打印，通過屏幕窗口選項可隨時實行空皮帶校零、標定、比對等多種功能。

3 無源灰分儀應用效果

HC-3500 型無源灰分儀于2019 年7 月安裝調試完畢正式投入使用。為了考核該灰分儀的測試性能，柴里選煤廠于2019 年7 月5 日—7 日連續(xù)組織采樣，進行了對比試驗，結果見表1。

通過表1 對比情況來看，在線測灰儀對重介精煤的測量值與化驗灰分值的差值在±0.3%以內，測量誤差值在允許范圍之內。

表1 灰分化驗值與無源灰分儀測量值對比

在線測灰儀能同時給出分鐘平均灰分、小時平均灰分及日班平均煤灰分值，可存儲10 年數(shù)據(jù)，供工作人員隨時掌握儀器工作狀況，并可打印建檔，必要時還可將1 min 平均值通過接口反饋給生產(chǎn)工藝操作人員，及時調整生產(chǎn)工藝流程，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定，還可通過局域網(wǎng)接口將系統(tǒng)數(shù)據(jù)反饋給有關領導和管理人員，隨時掌握生產(chǎn)運行狀況，準確指導生產(chǎn)。

重介精煤采用在線測灰儀后，采制化自動化程度提高，大大降低了工作人員的勞動強度，提高了煤質檢測工作效率，減少了6 名采制化人員，每年可減少職工薪酬支出40 余萬元。

4 結語

柴里選煤廠采用在線測灰儀指導生產(chǎn)后，洗煤司機能根據(jù)產(chǎn)品實時灰分情況調整生產(chǎn)過程控制，保證了精煤產(chǎn)品質量，確保產(chǎn)品各項指標經(jīng)濟合理，使選煤廠能夠科學、合理地管理和指導生產(chǎn)，產(chǎn)品合格率與穩(wěn)定率得到提高。HC-3500 型無源灰分儀的應用不但有利于生產(chǎn)，還降低了人工勞動強度。精煤灰分采用無源在線測灰儀在線實時檢測，是提升選煤廠自動化水平的重要手段，對于提高選煤廠的經(jīng)濟和社會效益具有積極作用。