田建亮， 王 偉

（1.華電集團(tuán)北京燃料物流有限公司河北分公司，河北 石家莊 050010；2.中國(guó)華電集團(tuán)公司河北分公司，河北 石家莊 050010；3.中國(guó)華電集團(tuán)公司，北京 100031）

0 引言

我國(guó)的能源儲(chǔ)量及發(fā)展?fàn)顩r決定了我國(guó)仍將長(zhǎng)期以煤炭為主導(dǎo)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)[1]，2020年全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)煤消費(fèi)總量將達(dá)到40億至50億噸[2]。煤炭、港口貿(mào)易及火電廠等煤炭制樣工作普遍使用煤炭聯(lián)合制樣設(shè)備[3]，受材料、工藝水平及工作介質(zhì)的影響，煤炭聯(lián)合制樣設(shè)備極易磨損及變形，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備精密度低并出現(xiàn)系統(tǒng)偏倚，最終致使制樣性能不滿足相關(guān)技術(shù)要求。因此，需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)調(diào)整，調(diào)整后通過檢驗(yàn)合格方可投入使用。

煤炭聯(lián)合制樣設(shè)備主要包含入料、給料、破碎和縮分等過程，在于將大量的粒度較大的煤樣制備成一定質(zhì)量的6mm或3mm煤樣，并且要求制備后的一定質(zhì)量的6mm或3mm煤樣煤質(zhì)能夠代表被制煤樣，以便檢測(cè)分析。聯(lián)合制樣設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，大顆粒煤炭從入料口1倒入，經(jīng)給料皮帶2送入錘式破碎機(jī)3，破碎后煤樣經(jīng)下料口4進(jìn)入一級(jí)縮分器5，縮分出一部分煤樣進(jìn)入余料接樣斗10和全水分樣接料斗9，另一部分進(jìn)入對(duì)輥破碎機(jī)6，破碎后的煤樣經(jīng)電動(dòng)二分器7縮分進(jìn)入留樣斗A和B，最后收集全水分樣和留樣A和B進(jìn)一步制備分析檢測(cè)用煤樣。其中設(shè)備的密封性、破碎機(jī)出料粒度和縮分過程直接關(guān)系到煤樣制備的代表性，隨著該設(shè)備的普及使用[4]，其制樣性能也備受使用和監(jiān)督部門重視，對(duì)其性能的研究也更加廣泛和深入。

圖1 聯(lián)合制樣機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of the combined sample equipment

1 設(shè)備檢查及調(diào)整

煤炭聯(lián)合制樣設(shè)備的檢查項(xiàng)目包含外觀結(jié)構(gòu)、樣品損失率、縮分比及出料粒度等[5]。檢查方式分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢查，通過靜態(tài)檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的結(jié)構(gòu)缺陷，關(guān)鍵部件磨損變形情況，設(shè)備密封性等；動(dòng)態(tài)檢查初步確定出料粒度、樣品損失率、縮分比等參數(shù)，為設(shè)備調(diào)整奠定基礎(chǔ)。

1.1 靜態(tài)檢查

通過觀察和測(cè)量的方式對(duì)煤炭聯(lián)合制樣設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)檢查。經(jīng)檢查，聯(lián)合制樣設(shè)備結(jié)構(gòu)完整，各部件未出現(xiàn)損壞或變形現(xiàn)象。一級(jí)縮分器開口調(diào)節(jié)螺絲松動(dòng)，縮分器工作過程中開口尺寸不斷改變，最小22mm，最大35mm。電動(dòng)二分器各格槽上下端略有傾斜，格槽上端入口分布均勻，開口尺寸為15mm。聯(lián)合制樣設(shè)備銘牌參數(shù)見表1。

表1 聯(lián)合制樣設(shè)備銘牌Tab.1 Nameplate of the combined sample equipment

1.2 動(dòng)態(tài)檢查

準(zhǔn)確稱取40kg煤樣，其粒度為150mm，全水分為16%，從入料口送入聯(lián)合制樣機(jī)，觀察制樣過程，分別收集留樣A、留樣B（右側(cè)）、棄樣和全水分樣，分別稱重，并測(cè)試留樣A、留樣B和棄樣的粒度大小，重復(fù)上述試驗(yàn)5次。經(jīng)觀察給料過程均勻無卡堵，給料皮帶有漏煤現(xiàn)象，一級(jí)縮分器不能夠截取煤流全斷面。粒度篩分試驗(yàn)測(cè)得錘式破碎機(jī)出料粒度為13mm，對(duì)輥破碎機(jī)的出料粒度為6mm。樣品的質(zhì)量、樣品損失率和縮分比數(shù)據(jù)見表2。

1.3 設(shè)備調(diào)整

通過檢查分析，聯(lián)合制樣機(jī)存在需要調(diào)整的項(xiàng)目如下。

1.3.1 一級(jí)縮分器開口尺寸

一級(jí)錘式破碎機(jī)出料粒度為13mm，一級(jí)縮分器開口尺寸22～35mm，縮分器切割速度為0.7m/s，根據(jù)縮分器開口尺寸公式（1）計(jì)算一級(jí)縮分器的開口尺寸應(yīng)該至少為52mm。因此，將一級(jí)縮分器開口尺寸調(diào)至52mm，并固定調(diào)節(jié)螺絲。

式中b—縮分器開口尺寸，mm；

v—縮分器切割速度，m/s；

d—被縮分煤樣粒度，mm。

1.3.2 對(duì)輥破碎機(jī)出料粒度

對(duì)輥破碎機(jī)出料粒度6mm，二分器格槽開口為15mm，小于對(duì)輥破碎機(jī)出料粒度的3倍（18mm），不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。電動(dòng)二分器開口尺寸不可調(diào)節(jié)，因此將對(duì)輥破碎機(jī)出料粒度調(diào)整至＜3mm[6]。

1.3.3 一級(jí)縮分機(jī)

一級(jí)縮分器不能夠切割煤流的全段面，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)偏倚?？s分器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程不可調(diào)節(jié)，因此將下料口的寬度調(diào)小，保證切割全斷面。

1.3.4 縮分比

一級(jí)縮分器縮分比均值為1/16，遠(yuǎn)小于設(shè)備的出廠設(shè)定值1/2～1/10，隨著一級(jí)縮分器開口的增加，縮分比會(huì)有所下降，按1.3.1小節(jié)所述將一級(jí)縮分器開口尺寸調(diào)整到52mm后基本能滿足要求，待進(jìn)一步論證。

1.3.5 樣品損失率

從表3可知，樣品損失率平均值為5.2%，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)允許的1.5%[7]，其主要原因是給料皮帶兩側(cè)有煤樣撒漏。這種情況主要由于部分樣品未進(jìn)入破碎縮分系統(tǒng)中，容易導(dǎo)致將設(shè)備不合格誤判為合格。調(diào)整方式為對(duì)皮帶兩側(cè)的橡膠擋煤膠帶重新加固、壓緊，保證無煤樣的撒漏。

設(shè)備調(diào)整后，再次進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查，動(dòng)態(tài)檢查數(shù)據(jù)見表3。

表3 調(diào)整后動(dòng)態(tài)檢查試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.3 Test data of the dynamic check after adjusting

從表3可知，設(shè)備經(jīng)過一級(jí)縮分機(jī)開口尺寸、對(duì)輥破碎出料粒度、設(shè)備密封性調(diào)整后，樣品損失率和一級(jí)縮分比基本都在合格的范圍內(nèi)，但要判斷設(shè)備是否調(diào)整合格，還需要進(jìn)行精密度和偏倚檢驗(yàn)。

2 設(shè)備檢驗(yàn)

為保證設(shè)備調(diào)整后適用于各種品質(zhì)的煤炭制樣工作，試驗(yàn)選用粒度為150mm，干基灰分約為51%的劣質(zhì)煤樣。依次稱取20份質(zhì)量為20kg的試驗(yàn)樣品投入聯(lián)合制樣機(jī)，分別收集棄樣（含全水分樣）、留A、留B稱重。所有樣品按照GB/T 474制備一般分析試驗(yàn)煤樣，根據(jù)GB/T 212化驗(yàn)干基灰分，參比樣干基灰分為留棄樣加權(quán)平均值，干基灰分?jǐn)?shù)據(jù)見表4。

表4 樣品干基灰分Tab.4 Dry-base ash of the coal sample

2.1 精密度

令序號(hào)1～10為第一組，11～20第二組，連續(xù)兩組留A和留B差值標(biāo)準(zhǔn)偏差小于，則精密度合格，其中。標(biāo)準(zhǔn)偏差按公式（2）計(jì)算得S1～10=0.33，S11～20=0.51，均小于 1.75VP0T=0.63，精密度合格。

式中di—第i號(hào)樣品留A和留B差值；

n—樣品對(duì)數(shù)，此處取10。

2.2 系統(tǒng)偏倚

比較留樣和參比樣干基灰分差值偏離程度來判斷聯(lián)合制樣機(jī)是否存在系統(tǒng)偏倚，樣品干基灰分見表4。根據(jù)式（3）計(jì)算留A、留B和參比樣差值平均值與最大允許偏倚B的顯著性統(tǒng)計(jì)量tnz,A=2.10、tnz,B=1.87，均大于自由度為19時(shí)的t檢驗(yàn)表單尾值1.729，則系統(tǒng)偏倚顯著小于B，即不存在實(shí)質(zhì)偏倚，其中B=0.2%。根據(jù)式（4）計(jì)算留A、留B和參比樣差值平均值與0的顯著性差異統(tǒng)計(jì)量tz,A=0.22、tz,B=0.24，均小于自由度為19時(shí)t檢驗(yàn)表雙尾值2.093，即系統(tǒng)可接受為無偏倚。

式中 B—最大允許偏倚，取值0.2%；

Sd—留樣與參比樣干基灰分差值標(biāo)準(zhǔn)偏差；

np—試樣對(duì)數(shù)，此處為20。

3 結(jié)論及建議

試驗(yàn)前，對(duì)聯(lián)合制樣機(jī)進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢查，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備中存在的缺陷和問題，并根據(jù)檢查分析進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后，聯(lián)合制樣設(shè)備無系統(tǒng)偏差，表明設(shè)備經(jīng)檢查和調(diào)整后達(dá)到了合格狀態(tài)。

聯(lián)合制樣機(jī)工作介質(zhì)為煤炭，常常含有大量矸石，對(duì)設(shè)備的磨損較大，設(shè)備往往運(yùn)行幾個(gè)月后便會(huì)出現(xiàn)性能偏差，需要及時(shí)維修維護(hù)。日常工作中應(yīng)注意觀察設(shè)備的密封性，出現(xiàn)漏煤撒煤現(xiàn)象必須查找分析原因。縮分器開口部件相對(duì)單薄，容易發(fā)生變形，應(yīng)定期檢查。半年進(jìn)行一次破碎機(jī)出料粒度試驗(yàn)，當(dāng)標(biāo)稱粒度變大時(shí)及時(shí)調(diào)整破碎機(jī)或者相應(yīng)調(diào)整縮分器的開口尺寸。

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