梁小娟

(西山煤電（集團(tuán)）有限公司屯蘭選煤廠，山西 古交 030206 )

西山煤電（集團(tuán)）有限公司屯蘭選煤廠是山西古交礦區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)劃建設(shè)的一座特大型主焦煤選煤廠，年入洗原煤500萬(wàn)t。屯蘭選煤廠洗選入廠毛煤后，產(chǎn)品根據(jù)不同的情況分類進(jìn)入到運(yùn)銷車間，配煤后使用快速定量裝車站進(jìn)行單點(diǎn)裝車。當(dāng)前因運(yùn)銷車間煤質(zhì)波動(dòng)而檢測(cè)不準(zhǔn)的問(wèn)題，導(dǎo)致商品煤裝車合格率較低，嚴(yán)重影響了該選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。

1 存在的問(wèn)題及原因分析

屯蘭選煤廠裝車合格率只有52%，分析原因如下：

（1）基于成煤環(huán)境和條件不同，形成了煤炭賦存狀況上的差異。屯蘭礦井田內(nèi)，不同采區(qū)，不同煤層，其煤質(zhì)的變化和區(qū)別也非常明顯。加之井下各采區(qū)工作循環(huán)進(jìn)度不同步，每個(gè)工作面在一個(gè)班的不同時(shí)間內(nèi)，出煤量也有很大波動(dòng)，故而致使井口出煤不論在數(shù)量上還是質(zhì)量上，都是不均勻的，因此毛煤熱值的波動(dòng)較大，甚至于每個(gè)班的點(diǎn)樣在±600cal/g范圍內(nèi)波動(dòng)。

（2）運(yùn)輸車間產(chǎn)品化驗(yàn)結(jié)果滯后，無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握配煤結(jié)果。當(dāng)前選煤廠的系統(tǒng)洗選達(dá)700萬(wàn)t/a，超過(guò)了500萬(wàn)t/a的設(shè)計(jì)能力，導(dǎo)致運(yùn)銷車間無(wú)法準(zhǔn)確掌握產(chǎn)品存儲(chǔ)及化驗(yàn)結(jié)果，從而出現(xiàn)盲裝現(xiàn)象，同時(shí)影響下一列車的配煤裝車。

（3）煤質(zhì)檢驗(yàn)方法落后，無(wú)法適應(yīng)煤質(zhì)波動(dòng)較大的檢測(cè)。該選煤廠生產(chǎn)及裝車都是基于自動(dòng)采樣器在膠帶機(jī)中部進(jìn)行采樣，送化驗(yàn)室常規(guī)化驗(yàn)，生產(chǎn)及裝車點(diǎn)樣的結(jié)果都需要在1～2h內(nèi)報(bào)出，檢測(cè)結(jié)果要滯后生產(chǎn)1～2h。

以上原因?qū)е铝诉x煤廠運(yùn)輸車間商品煤的質(zhì)量波動(dòng)較大，商品煤配出熱值不準(zhǔn)，造成了熱值的嚴(yán)重浪費(fèi)，在經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)損害了選煤廠的產(chǎn)品形象。

為解決煤質(zhì)實(shí)時(shí)快速檢驗(yàn)問(wèn)題，選煤廠決定在運(yùn)銷車間采用TG800快速工業(yè)分析儀進(jìn)行煤質(zhì)檢測(cè)的工業(yè)試驗(yàn)。

2 TG800快速工業(yè)分析儀結(jié)構(gòu)及原理分析

圖1為TG800快速工業(yè)分析儀實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)連接示意圖，圖2為水分測(cè)試單元實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 測(cè)試方法結(jié)構(gòu)連接示意圖

圖2 水分測(cè)試單元結(jié)構(gòu)示意圖

該設(shè)備包括水分測(cè)試單元、灰分測(cè)試單元和揮發(fā)分測(cè)試單元，利用獨(dú)立的設(shè)置技術(shù)測(cè)試樣品的水分、灰分和揮發(fā)分。該分析儀中的水分測(cè)試單元、灰分測(cè)試單元和揮發(fā)分測(cè)試單元之間，除了使用的傳感器以及加熱爐組件有所差別之外，其他的同類型部件可以相同，以水分測(cè)試單元為案例進(jìn)行分析。

水分測(cè)試單元包括第一加熱爐組件，通過(guò)第一天平對(duì)樣品進(jìn)行稱重。樣品放置在水分坩堝內(nèi)，第一天平放置在第一升降平臺(tái)下部，水分坩堝放置在第一送樣盤機(jī)構(gòu)，第一送樣桿安裝在第一天平的天平支架上，通過(guò)第一電機(jī)帶動(dòng)第一升降平臺(tái)上升或下降，使水分坩堝進(jìn)入第一加熱爐組件進(jìn)行水分測(cè)試，或離開第一加熱爐組件。溫度傳感器設(shè)置在第一加熱爐組件，用于測(cè)試溫度，第一升降平臺(tái)通過(guò)第一絲桿被第一電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行上下移動(dòng)。水分測(cè)試單元，只需要通過(guò)第一加熱爐組件下部的開口通過(guò)第一送樣盤機(jī)構(gòu)將樣品送入即可，而無(wú)需將第一加熱爐組件進(jìn)行改造。

快速工業(yè)分析儀中，每一個(gè)測(cè)試單元均由天平、送樣桿、放樣盤機(jī)構(gòu)、坩堝、加熱爐組件和升降平臺(tái)組成，送樣桿安裝在天平支架上面，放樣盤機(jī)構(gòu)和加熱爐組件安裝在升降平臺(tái)上。有所不同的是，將水分測(cè)試傳感器、灰分測(cè)試傳感器以及揮發(fā)分測(cè)試傳感器分別獨(dú)立安裝在三個(gè)測(cè)試單元，每個(gè)測(cè)試單元僅僅負(fù)責(zé)測(cè)試樣品的三項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容中的其中一項(xiàng)，而不像現(xiàn)有技術(shù)中使用低溫爐測(cè)試水分，使用高溫爐測(cè)試灰分和揮發(fā)分，測(cè)試灰分和揮發(fā)分使用同一高溫爐，不僅有先后順序，不能同時(shí)測(cè)量。另外，送樣桿無(wú)需穿過(guò)低溫爐，就無(wú)需對(duì)現(xiàn)有的低溫爐進(jìn)行改造，減少了改造成本，而且送樣桿無(wú)需穿過(guò)低溫爐就使得無(wú)需對(duì)低溫爐穿孔，使得其密閉性能更好，測(cè)試結(jié)果更加精確。

采用并行測(cè)試水分、灰分和揮發(fā)分，三個(gè)指標(biāo)測(cè)試時(shí)間等于水分、灰分和揮發(fā)分三個(gè)測(cè)試時(shí)間的最大值，三個(gè)指標(biāo)測(cè)試時(shí)間小于20min，比現(xiàn)有方案測(cè)試時(shí)間40min縮短了一半。

3 實(shí)踐應(yīng)用試驗(yàn)過(guò)程分析

3.1 安裝檢測(cè)位置的選擇與確定

TG800快速工業(yè)分析儀檢驗(yàn)設(shè)備引入后，前期進(jìn)行了安裝檢測(cè)位置的選擇試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)考察分析，制定了三個(gè)取樣安裝檢測(cè)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，采集的煤樣經(jīng)破碎、縮分后，進(jìn)入到快速工業(yè)分析儀進(jìn)行檢測(cè)。初步試驗(yàn)結(jié)果表明：檢驗(yàn)設(shè)備經(jīng)靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試的對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與化驗(yàn)值誤差較大，不宜采用。

（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)行檢測(cè)。初步試驗(yàn)結(jié)果表明：檢驗(yàn)設(shè)備經(jīng)靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試的對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與化驗(yàn)值誤差較大，不宜采用。

基于以上兩種檢測(cè)方式中的測(cè)量值與化驗(yàn)值誤差較大的結(jié)果，分析原因可能是由于采樣的頻率較低、周期較長(zhǎng)而導(dǎo)致的，因此設(shè)計(jì)了第三種檢測(cè)方案。

（3）檢驗(yàn)設(shè)備安裝在裝車膠帶采樣機(jī)棄樣端進(jìn)行取樣及檢測(cè)試驗(yàn)。初步試驗(yàn)結(jié)果表明：檢驗(yàn)設(shè)備經(jīng)靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試的對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與化驗(yàn)值誤差較小，可以采用該種安裝辦法進(jìn)行設(shè)備的工業(yè)試驗(yàn)。

3.2 裝車站裝車膠帶采樣機(jī)棄樣端實(shí)踐應(yīng)用

采用皮帶端部采樣機(jī)采樣，優(yōu)點(diǎn)在于：大大提高了采樣頻率，采樣周期為55s，棄樣量約75kg，安裝溜槽棄樣落入裝車緩沖倉(cāng)內(nèi)。

3.2.1 新型煤質(zhì)檢測(cè)設(shè)備的安裝

2017年1月開始進(jìn)行設(shè)備的改造和安裝。皮帶運(yùn)輸上增設(shè)一條小膠帶和溜槽裝置，采樣后的棄樣順利落入緩沖倉(cāng)中；在小膠帶上設(shè)置煤流成形裝置，同時(shí)預(yù)留檢驗(yàn)設(shè)備的安裝空間，并留出安裝煤質(zhì)檢測(cè)設(shè)備的空間；小膠帶采用變頻驅(qū)動(dòng)，保障小膠帶啟動(dòng)、停止、運(yùn)行的穩(wěn)定性，符合快速工業(yè)分析儀檢驗(yàn)測(cè)量要求。2017年3月，TG800快速工業(yè)分析儀安裝并調(diào)整完畢，開始在運(yùn)銷車間裝車配煤使用。

3.2.2 檢測(cè)結(jié)果對(duì)比分析

（1）TG800快速工業(yè)分析儀檢測(cè)結(jié)果與化驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

靜態(tài)煤樣的灰分對(duì)比測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)擬合如圖3所示。

圖3 靜態(tài)煤樣的灰分對(duì)比數(shù)據(jù)擬合圖

2017年4月5日～4月6日測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 運(yùn)銷車間裝車灰分儀熱值與實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)值對(duì)比分析

從表1數(shù)據(jù)知，裝車灰分儀和實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)熱值差距較小，測(cè)量效果比較理想。

3.2.3 運(yùn)銷車間裝車合格率分析

針對(duì)運(yùn)銷車間采用TG800快速工業(yè)分析儀檢測(cè)煤質(zhì)前后裝車的合格率進(jìn)行了對(duì)比分析。統(tǒng)計(jì)2017年3月1日至2017年8月31日、2016年9月1日至2017年2月28日屯2、屯3、屯4煤的熱值、合格率及比例，如表2所示。

表2 屯蘭選煤廠運(yùn)銷車間裝車合格率對(duì)比分析

從表2可知，TG800快速工業(yè)分析儀應(yīng)用后，運(yùn)銷車間裝車合格率從52.68%提高到了83.36 %，相較使用前提高30.68%，屯2、屯3和屯4煤的熱值共節(jié)約近110kcal/kg。因此可以推定TG800快速工業(yè)分析設(shè)備對(duì)于運(yùn)銷車間的裝車合格率是有明顯效果的。

4 總結(jié)

TG800快速工業(yè)分析儀檢測(cè)設(shè)備在屯蘭選煤廠已有近1年半的使用時(shí)間，整體來(lái)看該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，檢測(cè)結(jié)果良好，能有效地提高運(yùn)銷車間裝車合格率，能有效地節(jié)約各煤種熱值，對(duì)配煤裝車有很好的指導(dǎo)意義。該快速工業(yè)分析儀的應(yīng)用對(duì)于控制該選煤廠的產(chǎn)品質(zhì)量、提高洗選效率起到了積極的作用，同時(shí)還降低了化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以起到減人增效的作用。