煤炭采制樣系統堵料故障分析及改造

夏文浩

摘 要：煤質分析是煤炭生產、加工利用、貿易以及煤的各種研究的基礎工作。隨著市場經濟和科學技術的發展，對煤質分析提出了越來越高的要求，既要求試驗方法科學，又要求采、制、化儀器設備方便、快速。70年代以來，我國煤質分析的制樣和分析化驗的儀器設備已發展到相當規模。

關鍵詞：機械化采樣；材料改進；堵料改造

煤質分析是煤炭生產、加工利用、貿易以及煤的各種研究的基礎工作。隨著市場經濟和科學技術的發展，對煤質分析提出了越來越高的要求，既要求試驗方法科學，又要求采、制、化儀器設備方便、快速。70年代以來，我國煤質分析的制樣和分析化驗的儀器設備已發展到相當規模。

煤炭市場要求我們生產出適銷對路的產品，用戶要求得到物美價廉的產品，煤炭企業的營銷方式已相應發生了一定的變化改變了原來的以產定銷，取而代之為以銷定產，營銷理念也有原來的以生產為中心轉變為市場為中心，以用戶的需求為中心。以顧客為關注焦點，是質量管理的基本原則，也是現代營銷的核心。

基于市場的需要，煤炭質監部門是一個重要的職能單位，按國家標準對產品煤進行檢測工作，而其中最重要的一項是對商品煤特性進行采制樣，它是煤質檢測中最為重要的環節，是獲得可靠檢測結果的必要前提。大量實驗表明：若以方差表示誤差的話，采樣誤差占80%，制樣誤差占16%，化驗誤差4%，因此，在商品煤的采制化中，采制樣工作顯得尤為重要。

傳統的人工采制樣存在大量不確定因素，煤炭采制樣過程中常見問題主要有對采制樣崗位的重視程度低，未按標準采制樣，人工采制樣工具及設備規格不統一，采樣人員不同采樣方式及尺度存在差異等方面原因。

21世紀以來，我國煤炭采制樣系統設備已發展到相當規模，不僅種類齊全，而且正在逐步實現全程自動化、一體化，很多技術已達到國際領先水平。許多國內采制樣設備生產廠家的產品遠銷中東、歐美等地區。目前，國內大多數煤炭碼頭都采用專業機械化采制樣系統來代替過去的人工采制樣，機械化采制樣可有效避免人工采制樣帶來的人為誤差及人工工作的繁瑣，保證送檢樣品的代表性，實現對卸船、裝船的煤的質量監控管理，有利于內部管理，也符合貿易常規。

煤炭采制樣設備根據運送介質的不同分為皮帶采樣、火車采樣、汽車采樣等，其中皮帶采制樣又根據采樣頭采樣方式的不同分為頭部采樣和中部采樣兩種。

相對來講，中部采樣則是從皮帶料流斷面中取樣，根據物料標稱粒度選用采樣機，安裝于輸送廊下，整套系統布置靈活，環節少，結構穩定、功能全面，人工勞動量小等特點，越來越多的受到用戶青瞇，特別是大皮帶、高帶速、大流量現場基本全部采用此種方式，目前國內絕大多數專業化煤炭碼頭都采用中部采樣方式，也是被國際進出口貿易中認可、并常見的采樣方式，采樣后通過破碎，縮分等環節實現煤炭的機械化采樣。

根據設備作業環境及主設備相關參數，采制樣設備設計安裝滿足空氣潮濕及鹽霧腐蝕海邊露天等作業環境，煤種方面可滿足存在高濃度沒粉塵煤種等作業工況，大部分煤種作業可做到安全可靠。

但采樣過程中，由于煤炭的種類、粒度、煤炭表面含水率、散密度不可控制，導致采樣過程中會遇到種種原因導致設備故障，采樣的比例主要受煤炭買賣業主及煤炭化驗機構要求控制，總體所需子樣比例不大，導致采制樣破碎機、縮分、導料、回收的設備體積較小，內部空間有限，煤流大流量、濕黏煤、煤炭顆粒較大時，易造成破碎設備等產生堵塞，現場作業過程中，作業煤種為濕黏煤的情況，會在設備溜煤管處、破碎機及斗提機等處產生堵料情況，會導致設備系統大量堵塞且不易處理，影響設備正常運行及現場流程運轉。

1 設備故障及堵料原因分析

根據以上情況，分析其原因，機械采制樣項目位于海邊，具有強腐蝕性及酸堿性。同時由于設備多年使用，系統中部分位置處于比較惡劣的工況下運行，設備出現老化及鹽霧腐蝕等現象。目前問題主要集中在以下幾點：（1）對輥破碎機容易發生堵塞，堵塞原因分析為物料濕黏易黏附在對輥破碎機滾齒之間不易掉落，且物料持續加注，導致對輥上黏附的物料積累，同時因為破碎機本身體積較小，對輥與破碎機外罩間間隙較小，極易產生積壓，再有下料口為倒梯形，形成一個微型收口，更不易物料的下排，易產生堵料風險。（2）部分落煤管容易發生堵塞，堵塞原因分析為設備工作環境為亞熱帶季風氣候，且位居海邊，常年經受潮濕、鹽霧等腐蝕性空氣侵襲，同時濕黏煤含水量較大，易對落煤管內部產生腐蝕，導致落煤管內部發生變質，落煤管內部表面變得粗糙，易導致煤粉或煤料黏附在落煤管內部表面，導致落煤管橫截面變小，煤流大量落下時易產生堵塞。（3）環錘破碎機易發生堵塞，環錘破碎機本身由環錘、破碎機外殼及底部篩網組成，發生堵塞分析原因主要是，環錘本身由于老化、腐蝕、變形等原因易黏附濕黏煤的物料，同時，篩板間隙較小且腐蝕較為嚴重易發生濕黏煤黏附發生篩網網孔堵塞，造成環錘破碎機整體堵塞。（4）斗提機頂部易發生堵塞，斗提機頂部由于落煤管連接處有一個收口，有一個方形變圓形的法蘭，大量煤流經過時收口處及方變圓個頂角處易發生堵塞，煤流不斷經過會導致排煤不暢，會導致整個斗提機內部發生堵塞。

2 設備改造及材料改進方案

考慮現場實際情況及客戶對子樣要求，設備內部不宜加設風干及其他改變子樣內部成分的系統，設備的整改只能從設備本身硬件進行整改，整改方案如下：（1）針對對輥破碎機易發生堵塞故障改造，根據分析原因濕黏煤易在對輥上黏附，建議加大輸出電機功率，加大對輥運轉轉速，提高煤炭黏附對輥上的離心力，便于煤炭破碎，同時對雙對輥進行相應改造，將對輥牙齒進行細化，將輥齒本身3cm直徑改為2cm直徑牙齒，便于牙齒對煤樣進行破碎，同時破碎機罩殼進行材料更改，使用更光滑，不易變形材料，避免破碎過程中與側壁發生堵塞。（2）落煤管堵料及不暢問題改造，通過分析堵料原因，對設備本身材料及結構進行改造，材料由原有普通材質鋼材更換為304或306不銹鋼材質，避免潮濕環境對設備本身產生腐蝕及銹蝕，確保落煤管內部管壁光滑，利于煤流舒暢排泄，同時將設備原有傾斜角度縮小，減小入口同出口的大小比例，減少大煤流發生堵塞的風險。（3）環錘破碎機方面，根據煤炭子樣的要求，對破碎機篩網進行相應的改造，將原有的圓形篩網改造為方形或六邊形篩網，增大篩網密度，減小篩網間間隔，同時將設備材質打磨光滑，減少煤流同篩網本身的摩擦力，環錘系統本身方面，一方面加大輸出電機功率及轉速，加大輸出動能，針對兩個環錘進行更換，將原有材質改進為防銹防腐材質，同時增加相應尺寸，加大質量，提高環錘慣性及動能，更有利于對煤樣進行破碎。（4）斗提機堵料情況改造，針對現場實際情況，考慮提升頻率過快會導致煤流不斷增流導致頂部堵塞，故增設減速機，將斗提機提升頻率減小，使得煤流舒緩通過斗提提升至斗式提升機頂部，針對棄料溜煤管易造成斗提機頂部堵料的情況，將斗提機頂部同溜煤管連接的方形變圓形法蘭改為入口大圓出口小圓的法蘭，同時加大棄料溜煤管管徑，便于熟料排放。

3 結束語

煤炭機械化采制樣已經成為港口現代化建設和發展中重要的一部分，設計合理和運行正常的機械化采制樣設備所采集的樣品的代表向和精密度高，已經被越來越多的煤炭生產、使用和經營企業所認同，被煤炭檢驗單位廣泛運用，在設備原有的基礎上進行設備的改造及完善，將故障率降到最低，通過我公司對機械化采樣設備的改造，實現了從設備源頭至設備尾部全方位系統化的優化，減少了設備運行中設備內部堵料導致設備系統停機的情況，證實了針對堵料現象故障分析的有效性，一系列的整改改善了現場堵料的情況，體現了設備改造的實效性，可對其他設備及其他采制樣設備起到借鑒意義，但設備持續健康運行及設備故障率的減少還需要所需采樣煤種參數在設備有效運行的范圍內，減少設備超負荷、超設計范圍的不良運行，同時需保證設備日常的維護保養，根據設備使用的工況及使用環境做好設備防腐、防銹等工作，總之，做好設備的改造、潤滑、緊固、清潔、防腐等工作設備運行的故障率將大幅下降，有利于設備的順暢運行及設備使用壽命。