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        煤炭商品煤炭自動采樣機選型的研究

        2020-06-11 08:12:27李仲賽
        中國科技縱橫 2020年3期
        關(guān)鍵詞:設備選型

        摘? 要:煤炭是我國重要的資源之一,在我國的電力供應方面起到了至關(guān)重要的作用,既滿足了我國工業(yè)生產(chǎn)的需求,還能保障正常的居民生活,而當前發(fā)電廠的燃煤成本過高,在一定程度上制約著發(fā)電廠效益的提升。本文簡略闡述了當前煤炭的采樣現(xiàn)狀,并對我國較為普遍的煤炭采樣系統(tǒng)的類型與特點進行分析,同時在明確了煤碳采樣設備選型原則的基礎上,針對煤炭商品煤炭自動采樣機選型進行了研究。

        關(guān)鍵詞:商品煤;自動采樣機;設備選型

        中圖分類號:TQ531? ? 文獻標識碼:A ? ? ? 文章編號:1671-2064(2020)03-0000-00

        0引言

        我國的煤炭采樣設備從20世紀70年代發(fā)展到現(xiàn)在,已經(jīng)開始有了一定的規(guī)模,自動化的程度相較以往明顯加強,但是現(xiàn)如今我國的煤炭自動采樣機設備仍然落后于西方發(fā)達國家。因此,根據(jù)采樣設備的不同性能與實際工況對煤炭自動采樣機進行選型是十分必要的。

        1煤炭采樣現(xiàn)狀

        煤炭被譽為“黑色的金子”,廣泛的應用在工業(yè)生產(chǎn)中,它是一種通過化學以及不同粒度組合而成的礦物質(zhì)與有機物組成的混合物,并且礦物質(zhì)與有機物在分布上呈現(xiàn)出均勻的態(tài)勢,而采樣則指的是通過采取某種方式在大量的煤炭中抽取具有普遍性的樣品。煤炭的樣品擁有不均勻的特性,因此,在對煤炭進行采樣時,應選取能夠代表整批煤炭質(zhì)量的煤樣,在經(jīng)過對該煤樣全面的分析后,形成一定的了解。現(xiàn)如今,我國普遍應用兩種煤碳采樣方式,這兩種采樣方式各具特點,分別為人工采樣與機械化采樣。人工采樣的方式較為傳統(tǒng),而且有較大的局限性,容易受到環(huán)境位置、工具規(guī)格、人員素質(zhì)以及樣品粒度等因素制約,煤碳采樣效率不高,樣品的代表性不強。與人工采樣不同,運用自動化采樣機進行機械化采樣則能夠應用在大多數(shù)煤炭采樣工作當中,而且通過使用機械設備能夠降低勞動力成本、提升經(jīng)濟效益,減少人工采樣中普遍存在的誤差現(xiàn)象。

        2采樣設備的組成與功能

        2.1采樣機結(jié)構(gòu)

        采樣機的結(jié)構(gòu)組成包括電控操縱系統(tǒng)、制樣系統(tǒng)、采樣器總成(全斷面)、小車總成(包括升降機構(gòu))以及大車總成,而制樣系統(tǒng)是由集樣器、聯(lián)合制樣機(含破碎、縮分機)以及棄料排放裝置等組成的。

        2.2采樣管理

        2.2.1煤車進入采樣區(qū)域

        若想高效的對煤炭進行采樣,應該對其進行嚴格的采樣管理,從煤車進入采樣區(qū)域的時候就開始進行密切關(guān)注,引導煤車司機在相關(guān)標識位置進行停靠。在進入采樣區(qū)域后將車廂停穩(wěn)、停直,并對煤車的煤質(zhì)情況進行觀察,一旦出現(xiàn)異常情況,應立刻停止對煤炭的采樣工作,將具體情況匯報給上層部門。

        2.2.2煤車進入采樣區(qū)域超聲波定位

        在煤車進入采樣區(qū)域之后,自動采樣機開始準備進行采樣時超聲波開關(guān)指示燈為綠色,開始檢車后超聲波感受到車輛尾部后,超聲波開關(guān)運行指示燈則變?yōu)榧t色,系統(tǒng)將以此作為零點坐標,依據(jù)在數(shù)據(jù)庫中所現(xiàn)實的車型信息,對其車廂的長與寬等信息進行定位。依據(jù)大唐集團的“數(shù)字燃料”管控系統(tǒng)對其坐標位置進行隨機分配,自動采樣機按照坐標位置展開自動采樣工作,需要注意的是,當車輛的后車廂尾部在進入采樣區(qū)域時,與超聲波啟動位置之間的距離不宜小于20厘米。

        2.2.3在采樣監(jiān)控電腦上點擊“自動開始”

        當超聲波定位結(jié)束之后,便可以在采樣監(jiān)控的電腦上點擊“自動開始”鍵,進行自動采樣,根據(jù)從車尾到超聲波檢測之間的距離,再加上車輛信息數(shù)據(jù)庫中顯示的車廂長度,對車廂前馬槽停靠位置的安全性進行判斷。在對采樣機檢車合格之后,通過定位攝像頭依據(jù)車型數(shù)據(jù)模擬車廂畫面,按照“數(shù)字燃料”系統(tǒng)所提供的相關(guān)坐標信息,顯示在模擬畫面中。

        2.3采樣過程

        在采樣過程中,大小行車運動,將機械手移至相關(guān)位置上方便采樣,加強機構(gòu)的減速機啟動,連帶著動鏈輪利用鏈條進行傳動,使得導向機構(gòu)在導向輪軌道下方運行,帶動機械手進行煤炭的自動采樣。與此同時,啟動機械手的自用減速機,一旦機械手到達煤層一定的深度時,提升機構(gòu)減速機反轉(zhuǎn),提升機構(gòu)帶動鉆探機械手上行,大、小行車將鉆探機械手歸位至煤樣輸送設備處,鉆探機械手自用減速機帶動螺旋葉片反轉(zhuǎn),煤樣進入螺旋桶內(nèi),完成一個采樣循環(huán),采樣機采樣完畢后,大、小車及升降機構(gòu)回歸到原點。煤樣進入料斗后,顯示“料斗稱門開”[1]。識別卡接口程序監(jiān)控畫面顯示“正在發(fā)送詢問狀態(tài)指令,接收到采樣完成令”,車號抓拍系統(tǒng)啟動,識別車牌號和車輛信息中的車牌號一致,顯示“正在發(fā)送抬桿放車指令,抬桿指令接收成功”,擋車器上升通行燈由紅色變?yōu)榫G色,同時語音喇叭提示“采樣完畢,請離開采樣機,一人隨車刷卡過磅”。如果呈現(xiàn)出不一致的狀態(tài),顯示“識別車牌號與車輛信息中的車牌號不符合,是否通過?”點擊是,那么擋車器的同通行燈會從紅色變成綠色,并且出現(xiàn)喇叭的提示音:“采樣完畢,請離開采樣機,一人隨車刷卡過磅?!倍c擊否則與之相反,擋車器將不會上升,只有正確的識別出車輛信息中的車牌號與汽車牌號相符合,才會上升起擋車器。在識別可接口程序的監(jiān)控畫面中呈現(xiàn)出采樣結(jié)束、上傳成功的信息,包含著圖片數(shù)據(jù)上傳成功以及采樣數(shù)據(jù)上傳成功。

        3煤炭采樣系統(tǒng)的類型與特點研究

        3.1多級采樣系統(tǒng)

        新時期,煤炭采樣系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)多樣化特征。其中,得到廣泛運用的有兩種,第一種為三級采樣系統(tǒng),第種為二級采樣系統(tǒng),不同系統(tǒng)雖然特點有所差異,但都在煤炭采樣中發(fā)揮著重要作用。其中,在二級采樣系統(tǒng)的應用上,主要適用于煤碳顆粒在75mm以下或者流量小于2000t每小時的運輸設備。在應用二級采樣系統(tǒng)時應依照以下流程:運用初級系統(tǒng)將需要受到檢測的樣品用固定的頻率送到破碎機里,直到樣品被其破碎成規(guī)定形狀大小,再將其送到二級采樣機內(nèi),使其成為符合檢驗標準的樣品,最終將之送往相關(guān)實驗室。與二級采樣系統(tǒng)不同的是,三級采樣系統(tǒng)可以應用于煤炭顆粒比75mm大或者流量大于2000t每小時的運輸設備。在應用三級采樣系統(tǒng)時應按照一下流程:首先,依據(jù)規(guī)定的采樣頻率采得相應數(shù)量的樣品,并將它放到一級破碎機當中,然后,再利用二級采樣機使用高于一級采樣頻率6倍的頻率在第一步所獲得樣品的基礎上再次獲得樣品。其次,通過第二步驟得到樣品之后,再將其放到破碎機內(nèi),直至其顆粒被破壞到符合標準的大小。最后,再根據(jù)一定的采樣頻率獲取煤炭樣品,通過以上步驟便可以得到最終所需的煤炭樣品,一般情況下來說,每對一千噸煤炭進行檢測便需要20千克的樣品,接下來便將待檢測的樣品送往實驗室中即可

        3.2刮板式機械采樣系統(tǒng)

        現(xiàn)如今,我國在采樣操作當中,刮板式機械采樣系統(tǒng)的應用十分廣泛,對于獲取皮帶運輸機上的煤炭便可運用刮板式機械采樣系統(tǒng),該系統(tǒng)主要是針對煤炭采取全斷面切割的方式從皮帶輸送機上獲取樣品。與以往傳統(tǒng)的采樣方式相比較,刮板式機械采樣系統(tǒng)使得毛樣品的質(zhì)量得到了有效的降低,用該方式所獲得的樣品也與相關(guān)規(guī)定相符合。綜合各方面因素來看,采用刮板式機械采樣系統(tǒng)能夠有效地實現(xiàn)節(jié)約能源、增加經(jīng)濟效益的目的。因此,該系統(tǒng)在交代采樣設備中得到了廣泛應用,特別是在二級以及三級的采樣系統(tǒng)中[2]。

        3.3螺旋式機械采樣系統(tǒng)

        在通過汽車以及火車等方式運輸煤炭時,主要是應用螺旋式機械采樣系統(tǒng)對煤炭進行采樣,該類螺旋式機械采樣系統(tǒng)大概包括四部分,分別是:驅(qū)動設備、鉆頭、縮分器以及提升機等。在運用螺旋式機械采樣系統(tǒng)進行煤炭采樣時,相比以往傳統(tǒng)的手機、破碎、給料以及縮分功能,還在其原有的基礎上增加了行走設備、升降設備和回旋兩等,使得螺旋式機械采樣系統(tǒng)的功能得到了豐富。

        4煤炭采樣設備選型原則

        4.1從煤炭種類與樣品質(zhì)量出發(fā)

        通常情況下,采樣單元指的是對一批煤炭進行試驗采集的煤炭。再依據(jù)試驗煤炭中所包含的煤炭種類推測出樣品的數(shù)量,通過對采樣精密度的設定以確定樣品的個數(shù)。一般來說,一個采樣單元指的是煤炭的運輸流量。

        4.2從煤炭的最大粒度出發(fā)

        除了從煤炭的種類以及樣品質(zhì)量出發(fā)以外,煤炭采樣設備在選擇上還要依據(jù)從煤炭最大力度出發(fā)的原則。煤炭的最大粒度指的是篩孔在采樣設備上煤炭的百分比為百分之五十的大小,設備尺寸的選型與該條件有關(guān),還影響著煤炭樣品的質(zhì)量。

        4.3從運輸煤炭的速度出發(fā)

        從煤炭的運輸速度可以得出煤碳采集樣品的重量,在對煤炭采樣設備進行選型時應嚴格依照運輸煤炭的速度。

        4.4從運輸皮帶的寬度以及所采集煤炭的水分出發(fā)

        從運輸皮帶的寬度出發(fā)能夠明確采樣系統(tǒng)的容積以及其他數(shù)值,而從所采集煤炭水分出發(fā),能夠知道煤炭采樣系統(tǒng)驅(qū)動設備的動力多少。

        5自動采樣機選型分析

        5.1商品煤生產(chǎn)運輸情況

        通過選煤車間對動力煤選煤廠的原煤進行篩選和分類。將篩分物料送至主電廠,以獲得高熱值的精煤碳產(chǎn)品,篩下物料可直接進入產(chǎn)品倉或與精品煤炭產(chǎn)品混合。產(chǎn)品倉庫中的煤通過倉庫下方的給煤機,送入帶式輸送機,再裝入快速裝載站的定量斗中,最終送入火車車廂[3]。

        5.2產(chǎn)品進倉方式對煤樣的影響

        煤礦坑口動力煤選煤廠生產(chǎn)的商品煤是由篩末煤以及精品煤混合物組成的,該類由篩末煤以及精品煤混合而成的商品煤主要有兩種配煤方式,分別為倉下配煤和倉前配煤。當采用倉前配煤的方式時,煤礦必須確保兩種煤炭在進入倉庫之前混合以此保障商品煤的均質(zhì)性更好,可以根據(jù)現(xiàn)場情況選擇特定的采樣機。

        5.3采樣機的選型

        由于每列火車的質(zhì)量都是基于所有車輛路段的數(shù)量作為采樣單位,因此最終要對所采集的煤炭樣本進行采樣和測試,以獲取煤炭指標。火車上的所有煤都始于產(chǎn)品倉庫,并在火車結(jié)束,它主要包括兩種采樣方法分別是,靜止煤采樣和移動煤流采樣[4]。

        5.4運輸環(huán)境對采樣機選型與安裝的影響

        首先,在倉下運輸膠帶唯一的情況下,煤炭將直接送入裝車站。對于采用倉前配煤方式的商品煤對采樣及沒有特別大的要求,以上所述采樣機都可以。而對于采用倉下配煤方式的商品煤,大部分的采樣機都可以,但膠帶中部采樣機除外。其次,當運用膠帶中部采樣機對煤炭進行采樣時,一旦煤炭的質(zhì)量出現(xiàn)分層現(xiàn)象,使得煤炭的均質(zhì)性不佳,那么則會導致用戶數(shù)據(jù)與采取的煤樣化驗數(shù)據(jù)不符,甚至出現(xiàn)差異較大等問題,有可能會引發(fā)煤質(zhì)糾紛。最后,在倉下運輸膠帶不唯一的情況下,煤炭則會經(jīng)過多次的運輸送至裝車站內(nèi)。膠帶中部采樣機最好安裝在進入裝車站的膠帶上,運用這種方式所采取的煤樣更加具有代表性。

        6 結(jié)語

        綜上所述,隨著近些年來我國經(jīng)濟水平的不斷提高,社會發(fā)展對煤炭的質(zhì)量開始有了更高的要求,需要更加科學、自動化的采煤設備為之服務。然而當前在對每臺自動采樣機的選型過程中,涉及到運輸速度、樣品質(zhì)量、等眾多因素。因此,在對設備進行選型時應對樣品質(zhì)量、樣品數(shù)目進行綜合考量,以確保煤炭采樣的質(zhì)量與相關(guān)標準相符。

        參考文獻

        [1]牛秀榮,回尹斌.自動采樣機在斜溝選煤廠原煤采制中的應用[J].煤炭加工與綜合利用,2019(09):56-58.

        [2]劉國斌.煤礦商品煤自動采樣機選型的探索研究[J].煤質(zhì)技術(shù),2018(05):51-53.

        [3]任祥軍,胡忠波.運煤碼頭膠帶自動采樣機的改造實踐[J].煤炭加工與綜合利用,2018(05):53-55.

        [4]袁家慶,趙娟.汽車自動采樣機在太西洗煤廠的應用[J].神華科技,2017,14(05):44-46.

        收稿日期:2020-01-07

        作者簡介:李仲賽(1993—),男,河北唐山人,本科,[1]研究方向:采樣機設備運行與維護。

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