CN108267338A - 一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，属于煤质分析技术领域。该方法包括以下步骤：来煤检测器检测到煤流后，采样机构从煤流上沿煤流长度方向或厚度方向间歇截取完整煤流横断面，样煤由溜管输送至给料系统，给料系统将样煤输送到联合制样机中，联合制样机对子样进行一级混匀破碎缩分得到全水分样煤，全部余煤继续在联合制样机中进行二级混匀破碎缩分得到分析样煤，全水分煤样和分析煤样分别进行收集和打包，在线检测全部余煤的煤质数据。该方法采样完整，煤样具有代表性，制样效率高，很好地避免水分损失，确保检测化验结果真实反映来煤质量，人为因素影响小，误差小、效率高，精密度符合国家标准。

Description

一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法
技术领域
本发明涉及煤质分析技术领域，具体涉及一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法。
背景技术
煤炭是煤矿、电厂、港口、冶炼、化工等行业的主要产品和生产原料，准确的煤炭品质是上述各行业安全生产、成本核算，流通交易的首要依据。而煤炭分析是煤炭质量监测和质量控制的基础工作，只有煤炭分析的数据准确才能正确评定煤炭质量并实行质量控制，以确保锅炉机组的燃烧效率和运行安全，而煤炭分析所针对的对象则是采集的煤炭样品，因此如何高效地采集更有代表性的煤炭对于煤炭分析来说意义重大。
煤炭是皮带输送机进行传送，燃煤电厂需要及时对输送带上的煤质成分进行检测分析，以便于适时进行调控。目前，现有技术中对于煤质的分析普遍采用传统的煤质成分检测方法，通过人工或半自动机械取样、制样、化验等环节获取煤的各项分析指标。以上传统方法存在以下问题：1、人工或半自动机械进行采样、制样和分析，耗费时间长，人工成本高；2、因人为因素干预程度高，导致所取煤样误差大，采样精密度不符合国家标准要求；3、经过繁复的工作流程制出的煤样水分损失大，导致分析结果不准确、误差大；4、人工或半自动机械分析所获得的检测数据滞后，使得不能及时反馈煤质信息，不能从源头上阻止劣煤购入，给采购方带来生产安全隐患的同时也带来也更大的经济损失；5、自动化程度低，运营成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，该方法采样完整，煤样具有代表性，制样效率高，很好地避免因制样时间长造成的水分损失，确保化验结果真实反映原煤质量，人为因素影响小，误差小、效率高，符合国家标准。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，其包括以下步骤：
1)采样：在输煤皮带的头部安装采样机构，采样机构的来煤检测器检测到煤流后，采样机构启动并进行间歇采样，每隔一个时间周期采样斗旋转一周横向切过从煤流上沿煤流长度方向或厚度方向截取完整煤流横断面，采集到的初级煤样由溜管输送至给料系统；
2)制样：在来煤检测器检测到煤流的同时，联合制样机启动，给料系统将初级煤样输送到联合制样机中，联合制样机对初级煤样进行一级混匀破碎缩分，得到粒径≤13mm或≤6mm的全水分样煤，粒径≤13mm或≤6mm的全水分样煤进入第一集样器中；一级破碎缩分后的全部余煤继续在联合制样机中进行二级混匀破碎缩分，得到粒径≤3mm的分析煤样，分析煤样进入第二集样器中；二级混匀破碎缩分后的全部余煤回收至余煤皮带上；
3)煤样在线混匀缩分：全水分煤样和分析煤样分别通过溜管输送至在线混匀缩分机进行充分混匀，然后在缩分装置中进行进一步缩分精制，得到数量较少、准确度更高的两种最终煤样，全部余煤回收至余煤皮带上；
4)煤样收集及在线分析：两种最终煤样分别经过皮带进入集样器或进入在线打包机中打包；余煤皮带上的灰分检测仪、硫分检测仪和水分检测仪分别实时检测余煤煤样的灰分、硫分和水分数据。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤1)中采样的时间周期为10s～60min。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤1)中的采样机构每次采样量为50～300kg。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤2)和步骤3)的制样时间分别为15～60s。
作为本发明优选的实施方式，所述方法适用于烟煤、无烟煤、褐煤及煤矸石的采样、制样和在线分析工序。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所述的全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法将采样、制样、煤样在线混匀缩分、煤样收集、煤样在线分析等工序一体化、连续化、自动化，全过程无需人工值守，减少了运行人员及检修人员的劳动强度，提高了劳动效率，降低了设备的检修费用和运营成本；通过全断面采样使得采样完整，热值结果准确，煤样具有代表性，确保化验结果真实反映原煤质量，人为因素影响小，误差小、效率高，精密度符合国家标准；采样与制样连续性好，大大降低了人为因素对采样或制样的干预程度；制样效率高，可以同时制出两种水分、粒度均不同的子样；在线分析煤质，能够很好地避免了因人工制样分析时间长而导致水分损失的问题，分析结果准确、误差小，煤样分析准确性得以提高，从而提高料燃料系统安全可靠性，可望取得良好的社会效益及经济效益，有广阔的市场前景和推广价值。
附图说明
图1为本发明所述的全自动煤炭采制样在线分析方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明所述的一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，其包括以下步骤：
1)采样：在卸煤皮带的头部安装采样机构，采样机构的来煤检测器检测到煤流后，采样机构启动并进行间歇采样，每隔一个时间周期采样斗旋转一周横向切过从煤流上沿煤流长度方向或厚度方向截取完整煤流横断面，采集到的初级煤样由溜管输送至给料系统；其中，采样的时间周期为10s～60min，采样机构每次采样量为50～300kg；
2)制样：在来煤检测器检测到煤流的同时，联合制样机启动，给料系统将初级煤样输送到联合制样机中，联合制样机对初级煤样进行一级混匀破碎缩分，得到粒径≤13mm或≤6mm的全水分样煤，粒径≤13mm或≤6mm的全水分样煤进入第一集样器中；一级破碎缩分后的全部余煤继续在联合制样机中进行二级混匀破碎缩分，得到粒径≤3mm的分析煤样，分析煤样进入第二集样器中；二级混匀破碎缩分后的全部余煤回收至余煤皮带上；每次制样时间为15～60s；
3)煤样在线混匀缩分：全水分煤样和分析煤样分别通过溜管输送至在线混匀缩分机进行充分混匀，然后在缩分装置中进行进一步缩分精制，得到数量较少、准确度更高的两种最终煤样，全部余煤回收至余煤皮带上；
4)煤样收集及在线分析：两种最终煤样分别经过皮带进入集样器或进入在线打包机中打包；余煤皮带上的灰分检测仪、硫分检测仪和水分检测仪分别实时检测余煤煤样的灰分、硫分和水分数据。
本发明的方法适用于适用于烟煤、无烟煤、褐煤及煤矸石的采样、制样和在线分析工序。
效果验证：
为了鉴定本发明所提供的方法的效果性能，对该方法的采样和制样所得的子样进行灰分偏倚试验、全水分偏倚试验和精密度测定实验，并以传统的人工取样方法作为对比，具体试验过程如下：
一、灰分及全水分偏倚试验过程
1、试验按照GB/T19494-2004《煤炭机械化采样第3部分：精密度测定和偏倚试验》规定进行。
2、试验条件见下表：
3、试验所用煤炭：灰分约24.20％、全水分约8.0％。
4、采样：在皮带煤流相对稳定后，停止皮带，在预先定好的适当位置采取参比样，然后启动卸煤皮带，当参比样采样点经过来煤检测器时采样设备采取初级子样，采取的初级子样进入联合制样机进行制样，并收集机采样和余煤。重复以上操作，直至采取所需样品对数。
5、制样：按照GB474规定，分别将所有的机采样和参比样制备成分析煤样，同时在每组的参比样和机采样全水分试样，所有样品均进行二级缩分。
6、对所有的样品进行化验分析，分析煤样测定Mad和Aad计算出Ad，结果见表1；全水分煤样测定Mt，结果见表2。
表1灰分偏倚试验数据
由表1可知，采用本发明的方法得到的机采样与参比样灰分差值相对于最大允许偏倚1.00％(B，干基灰分)，机采样不存在灰分实质性偏倚，机采样与参比样灰分差值的平均值与零无差异。对于该试验煤种，本发明存在最大灰分(干基)偏倚在95％的概率下为0.38％。
表2全水分偏倚试验数据
由表2可知，采用本发明的方法得到的机采样与参比样灰分差值相对于最大允许偏倚0.8％(B，全水分)，机采样不存在水分实质性偏倚，机采样全水分与参比样全水分差值的平均值与零存在显著性差异。本发明存在最大水分偏倚在95％的概率下为0.6％。
二、精密度测定实验
1、试验按照GB/T19494-2004《煤炭机械化采样》、GB474-2008《煤样的制备方法》的规定进行。
2、试验条件见下表：
3、试验所用煤炭：灰分约21.82％。
4、试验过程：按照本发明的采样方法采取双倍子样数目，采取的子样通过制样后的留样按奇偶数目分别合并成两个试样，各自标记为“单”样和“双”样，构成一对试样。重复以上操作，共收取10对试样。对所收取的试样分别按照GB474的规定制备成分析试样，测定其分析水分Mad和灰分Aad并计算出Ad，结果见表3。
5、数据处理：
由于试验用煤Ad为21.82％，110Ad＝2.18％，因此取P预期＝1.60％。
采样精密度波动范围：
对于单个采样单元：P＝0.369(％)
上限：an×P＝1.75×0.369＝0.65(％)
上限：a1×P＝0.70×0.369＝0.26(％)
采样精密度波动范围：(0.26～0.65)％，上限(an×P)≤P预期，说明本发明的采样精密度优于预期(标准)要求。
表3采样精密度测定试验数据
综上所述，本发明所提供的全自动煤炭采制样在线分析一体化方法采样完整，煤样具有代表性，制样效率高，很好地避免因制样时间长造成的水分损失，确保化验结果真实反映原煤质量，人为因素影响小，采样误差小、效率高，采样精密度符合国家标准。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)采样：在输煤皮带的头部安装采样机构，采样机构的来煤检测器检测到煤流后，采样机构启动并进行间歇采样，每隔一个时间周期采样斗旋转一周横向切过从煤流上沿煤流长度方向或厚度方向截取完整煤流横断面，采集到的初级煤样由溜管输送至给料系统；
2)制样：在来煤检测器检测到煤流的同时，联合制样机启动，给料系统将初级煤样输送到联合制样机中，联合制样机对初级煤样进行一级混匀破碎缩分，得到粒径≤13mm或≤6mm的全水分样煤，粒径≤13mm或≤6mm的全水分样煤进入第一集样器中；一级破碎缩分后的全部余煤继续在联合制样机中进行二级混匀破碎缩分，得到粒径≤3mm的分析煤样，分析煤样进入第二集样器中；二级混匀破碎缩分后的全部余煤回收至余煤皮带上；
3)煤样在线混匀缩分：全水分煤样和分析煤样分别通过溜管输送至在线混匀缩分机进行充分混匀，然后在缩分装置中进行进一步缩分精制，得到数量较少、准确度更高的两种最终煤样，全部余煤回收至余煤皮带上；
4)煤样收集及在线分析：两种最终煤样分别经过皮带进入集样器或进入在线打包机中打包；余煤皮带上的灰分检测仪、硫分检测仪和水分检测仪分别实时检测余煤煤样的灰分、硫分和水分数据。
2.根据权利要求1所述的全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，其特征在于：所述步骤1)中采样的时间周期为10s～60min。
3.根据权利要求1所述的全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，其特征在于：所述步骤1)中的采样机构每次采样量为50～300kg。
4.根据权利要求1所述的全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，其特征在于：所述步骤3)中的每次制样时间为15～60s。
5.根据权利要求1所述的全自动煤炭采、制样及在线分析一体化方法，其特征在于：所述方法适用于烟煤、无烟煤、褐煤及煤矸石的采样、制样和在线分析工序。
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