電廠煤炭采樣方法的分析與應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

電廠煤炭采樣方法的分析與應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘要】電廠入廠煤煤質(zhì)檢測(cè)主要為商業(yè)結(jié)算提供依據(jù)，基于采樣在檢測(cè)環(huán)節(jié)中的重要性，以實(shí)例詳細(xì)闡述了影響采樣誤差的因素及應(yīng)對(duì)措施，重點(diǎn)探討了皮帶煤流機(jī)械化采樣和煤堆采樣方法的應(yīng)用，指出了煤炭機(jī)械化采樣的優(yōu)越性和人工采樣的必要性。

【關(guān)鍵詞】煤炭;采樣方法;應(yīng)用

在煤質(zhì)檢測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)中，如果用樣本方差來表示誤差的話，采樣誤差占80%，真正的關(guān)鍵是采樣環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行采樣操作規(guī)范、采用合理的采樣方法意義重大。

1采樣

從大量煤中采取具有代表性的一部分煤的過程，叫采樣。采樣的基本要求，是被采樣批煤的所有顆粒都可能進(jìn)入采樣設(shè)備，每一顆粒都有相等的幾率被采入試樣中?；痣姀S煤炭采樣包括入廠煤煤樣、入爐煤煤樣、制粉系統(tǒng)煤粉煤樣以及與煤有關(guān)的燃料產(chǎn)物飛灰等。本文只要探討用作商業(yè)結(jié)算的入廠煤采樣。

2影響采樣誤差的主要因素

除了煤質(zhì)特性外，煤樣代表性與采樣方法的選擇及采樣操作關(guān)系密切。對(duì)一個(gè)采樣單元來說，子樣數(shù)要滿足采樣精密度的要求;每個(gè)子樣的質(zhì)量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;采樣點(diǎn)要合理分配與正確定位;要使用適當(dāng)?shù)牟蓸庸ぞ呋驒C(jī)械。采用提高采樣的機(jī)密度來增加子樣質(zhì)量，遠(yuǎn)不如增加子樣數(shù)有效果。無論是人工采樣還是機(jī)械采樣，均不得存在系統(tǒng)偏差，這一點(diǎn)極其重要、人工采樣受生產(chǎn)安全、人力體力、工具使用、操作技術(shù)等因素的影響，代表性受限，效率不高。機(jī)械采樣正被普遍推廣。當(dāng)然設(shè)備故障時(shí)，仍然需要人工采樣作補(bǔ)充。

3采樣方法的合理應(yīng)用

煤的人工采樣和機(jī)械化采樣都有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，而在電廠實(shí)際操作中，需要根據(jù)不同情況選擇相應(yīng)的采樣方法，其目的都是為了得到雙方共同認(rèn)可的有代表性的煤樣。

3.1移動(dòng)煤流采樣

運(yùn)輸工具頂層采樣，存在樣品的代表性和攀爬運(yùn)輸工具的安全風(fēng)險(xiǎn)。如果來煤有意分層裝運(yùn)，上層是好煤，下面是差煤，那么頂層采樣無法取到有代表性的煤樣。因此，大煤量作業(yè)盡可能在移動(dòng)煤流中采樣。移動(dòng)煤流采樣，分為人工采樣和機(jī)械化采樣。由于電廠入廠煤皮帶的帶速、煤流量等均超出人工采標(biāo)規(guī)定的條件，而停皮帶采樣方法工作量太大，日常不采用。目前，太多數(shù)電廠安裝入廠煤樣機(jī)械化采樣裝置。

3.1.1煤流機(jī)械化采樣實(shí)踐

某電廠采用鐵路運(yùn)煤，以往采用火車車頂采樣方法，耗時(shí)耗力，如果遇到雷雨、冰雪以及極熱天氣還得暫停采樣。自從投用了皮帶煤流機(jī)械化采樣裝置，采樣的安全性和規(guī)范性有了質(zhì)的提高。

當(dāng)然，機(jī)械化采樣裝置的投運(yùn)并不是一帆風(fēng)順的。最初，采用一級(jí)采樣、一級(jí)給料、一級(jí)破碎、二級(jí)給料、二級(jí)破碎、二級(jí)給料、一級(jí)縮分和斗提機(jī)余煤返回系統(tǒng)組成。由于系統(tǒng)過于復(fù)雜和技術(shù)不到位，經(jīng)常發(fā)生堵煤，造成裝置無法正常運(yùn)行。經(jīng)過多次改進(jìn)，合理減小一級(jí)采樣頭開口尺寸（從750mm逐步改進(jìn)250mm）、將二級(jí)破碎精減成一級(jí)破碎、將余煤返回系統(tǒng)由提升機(jī)改成經(jīng)小皮帶輸送至主輸煤皮帶，最終運(yùn)行良好，順利通過驗(yàn)收。目前，單臺(tái)投運(yùn)率達(dá)到90%以上（兩路采樣裝置可以切換），實(shí)際采樣率達(dá)100%。

改造成后的皮帶機(jī)械采樣系統(tǒng)由一級(jí)采樣器（一級(jí)采樣頭）、一級(jí)皮帶給料機(jī)、一級(jí)破碎機(jī)、縮分皮帶機(jī)、二級(jí)采樣機(jī)（縮分器）、集樣罐、余煤返回皮帶組成。主輸煤皮帶寬1600mm、帶速3.15m/s、額定流量2500t/h，一級(jí)采樣頭開口尺寸250mm，采樣頭圓弧板與輸煤皮帶間隙6mm左右?？s分皮帶寬400mm、二級(jí)采樣頭（縮分器）開口尺寸40mm，采樣頭圓弧板與縮分皮帶間隙6mm左右。初級(jí)采樣頭間隔120s動(dòng)作一次，延時(shí)30秒縮分器開始縮分取煤動(dòng)作，間隔2秒動(dòng)作一次，連續(xù)動(dòng)作14次。根據(jù)車型不同，3000噸的煤列，一次采樣的子樣數(shù)80至130個(gè)不等，子樣質(zhì)量20至50kg不等。經(jīng)破碎和縮分后，收集到13mm煤樣質(zhì)量達(dá)200kg左右。

3.1.2煤流機(jī)械化采樣影響因素

煤流機(jī)械化采樣也有諸多因素影響采樣誤差;（1）采樣裝置之前輸煤系統(tǒng)的噴水（霧）影響煤樣的全水分，需要控制噴水量或修正全水分;（2）采樣頭弧面與皮帶表面形狀的吻合不佳、間隙太大，需要適時(shí)調(diào)整，盡可能滿足截取皮帶煤流一個(gè)斷截面的要求;（3）煤流盡量均勻，以免煤流層過薄或皮帶空走影響采樣的代表性;（4）破碎機(jī)、給料皮帶、收集器落煤管堵煤，需加強(qiáng)巡檢或合理調(diào)整，煤質(zhì)過濕過粘的煤炭采用人工采樣;（5）落煤管與樣品收集器連接不嚴(yán)，水分散失，可以采用軟連接會(huì)好些;（6）采樣系統(tǒng)設(shè)備不夠嚴(yán)密，有樣品曬落現(xiàn)象或樣品收集器溢煤;（7）樣品粒度偏大，需要經(jīng)常關(guān)注和更換破碎錘;（8）采樣設(shè)備故障等。應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械采樣裝置的日常巡檢和維護(hù)，發(fā)生故障時(shí)暫停卸煤或改用人工采樣。因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)采樣裝置故障，而部分煤炭未采樣即入場(chǎng)或入爐，則采取煤堆煤樣參考或根據(jù)前港煤報(bào)告協(xié)商解決，但這種情況是不應(yīng)該發(fā)生的。遇到計(jì)劃外采購煤炭等特殊情況，需要在火車上和皮帶煤流上分別獨(dú)立采樣進(jìn)行對(duì)比。

3.2靜止煤的采樣

靜止煤采樣包括火車、汽車、船等運(yùn)輸工具和煤堆的采樣。由于技術(shù)和安全的原因一般不考慮直接從輪船的船艙采樣;直接從靜止的大煤堆（高度超過2米）上不能采取仲裁煤樣。在日常管理中，遇到一些特殊情況，經(jīng)雙方同意采用特殊的采樣方式。

3.2.1火車采樣

火車采樣一般在頂部布置采樣點(diǎn)，挖坑至0.4m至0.5m進(jìn)行采樣。實(shí)際操作中，對(duì)一些有疑問的煤炭，防止分層裝運(yùn)，可以將車廂頂部采樣后，翻卸一部分煤炭，車廂回到水平后再采樣，如此往復(fù)分層采樣。汽車采樣方式，與火車采樣類似。船頂部采樣就很難分層采取了，如可疑，最好在煤流中采樣。

3.2.2煤堆采樣

煤炭在運(yùn)輸工具或裝卸輸送過程中一般已經(jīng)采樣，煤堆采樣的使用率不高。但是，煤堆采樣有其補(bǔ)充采樣的用途。某廠，對(duì)已經(jīng)入場(chǎng)的某煤垛（約5000噸）的煤質(zhì)產(chǎn)生分歧，而該煤垛沒有條件進(jìn)行翻場(chǎng)和裝運(yùn)，經(jīng)雙方同意進(jìn)行煤堆采樣（標(biāo)稱最大粒度25mm）;（1）在煤垛已開掘煤層截面（頂部）均勻布置100個(gè)子樣點(diǎn)，單個(gè)子樣質(zhì)量不低于2kg，采樣點(diǎn)采樣去表皮挖深0.2米以下;（2）借用鏟車，沿地平面在煤垛四周重新開挖八處新斷面，各斷面開挖作業(yè)從垛沿向內(nèi)推進(jìn)3米左右，寬約6米左右，在形成的新斷面上均勻布點(diǎn)，每處子樣點(diǎn)不少于20個(gè)。頂部和各新斷面取得的合成一個(gè)總樣。另一次，