入廠煤制樣存在的問題和解決措施

馬輝平

（湖北華電襄陽發(fā)電有限公司，湖北 襄陽 441141）

為了降本增效，很多電廠加大對(duì)入廠燃料驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管控，保證采制樣的代表性和化驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性，從而保證電廠與煤炭供應(yīng)方核算煤炭?jī)r(jià)格的公正性。煤炭是一種組成復(fù)雜的混合物，煤炭中游離礦物質(zhì)的存在、不同粒度的分布及物理偏析作用使煤炭質(zhì)量特性存在很大的變異性。煤炭分析由3個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成：采樣、制樣和化驗(yàn)。如果用它們?cè)诿禾糠治隹傉`差（以方差計(jì)）中所占比例來評(píng)定，則采樣方差占總方差20/25（80%）,制樣方差占4/25（16%），化驗(yàn)方差占1/25（4%）[1]。可見，在除去化驗(yàn)誤差的影響后，在采樣代表性得到保證的前提下，如何提高制樣環(huán)節(jié)的代表性就成了重中之重[2]。

1 制樣系統(tǒng)簡(jiǎn)介

華電襄陽發(fā)電公司總裝機(jī)容量為260萬kW，年來煤量在500萬t左右，入廠煤制備煤樣主設(shè)備共3套，其中聯(lián)合制樣機(jī)2臺(tái)，全自動(dòng)制樣系統(tǒng)1臺(tái)，年約制備3000批次左右煤樣。

聯(lián)合制樣機(jī)主要由錘式破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)、縮分系統(tǒng)、加料輸送器、棄料輸送器組成。加料輸送器以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過蝸輪減速機(jī)帶動(dòng)傳送帶，由傳送帶將物料輸送到錘式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎；經(jīng)錘式破碎機(jī)破碎后的物料進(jìn)入一級(jí)縮分器中，經(jīng)過往復(fù)式切割，全斷面截取物料縮分后進(jìn)入對(duì)輥破碎機(jī)進(jìn)行破碎；破碎后的物料進(jìn)入二分器中進(jìn)行縮分進(jìn)入盛料斗中，一級(jí)縮分后在棄樣中取全水分樣；所有棄樣進(jìn)入棄樣輸送器中，完成整個(gè)制樣過程。

全自動(dòng)制樣系統(tǒng)為改變傳統(tǒng)煤炭制樣方式，結(jié)合PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所采煤樣的自動(dòng)除鐵、輸送、稱重、破碎、縮分、干燥、制粉、廢樣回收、留樣轉(zhuǎn)運(yùn)等自動(dòng)化制樣工藝，最終出料樣品為一份6 mm全水分煤樣、一份3 mm存查樣、一份0.2 mm一般分析試樣。所有樣品均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)封裝噴碼且存查樣和分析樣均可通過各自轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至樣品交接室，棄料自動(dòng)收集集中堆放。

2 制樣過程存在的問題

不同的電廠因其具體的設(shè)備配置、管理方法、人員設(shè)置等不同，存在著不同的問題，以下以該公司為例，具體分析生產(chǎn)運(yùn)行過程中存在的問題。

2.1 全自動(dòng)制樣系統(tǒng)設(shè)備利用率不高

全自動(dòng)制樣系統(tǒng)雖具備自動(dòng)化程度高、減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，但其上料重量參數(shù)為 20～100 kg，實(shí)際運(yùn)行中上料重量?jī)H為 20～80 kg，入料粒度≤13 mm，極大地限制了不同來煤的制備。公司來煤主要為火車煤，因來煤煤種多、煤量大等限制條件，不能采用皮帶采樣機(jī)，采樣方式采用橋式機(jī)械采樣機(jī)，能夠滿足全自動(dòng)制樣系統(tǒng)制備條件的煤樣僅占所采樣品的20%左右，設(shè)備利用率不高。

2.2 過濕煤樣增加制樣機(jī)堵煤壓力

火車煤在遇到雨季天氣時(shí)在運(yùn)輸過程中被雨水打濕造成煤樣水分很大，尤其對(duì)于某些較粉狀的煤種遇到雨季天氣更是容易粘結(jié)，給采制樣設(shè)備帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。遇到濕煤時(shí)，采樣機(jī)可以采用過溜管（不經(jīng)過制樣系統(tǒng)過旁路）的方式進(jìn)行采樣，因采樣機(jī)的溜管為一豎直型不銹鋼材質(zhì)管子，采樣頭采的煤樣直接經(jīng)過溜管下料口進(jìn)入溜管，可以有效防止煤樣堵塞，但是制樣系統(tǒng)制備過溜管方式所采的濕煤，就會(huì)造成制樣機(jī)堵塞。

2.3 棄煤處理效率低，作業(yè)環(huán)境差

全自動(dòng)制樣系統(tǒng)和2臺(tái)聯(lián)合制樣機(jī)平行布置在制樣樓房?jī)?nèi)，設(shè)備制樣時(shí)產(chǎn)生的棄料均通過棄料皮帶穿墻直接排放在制樣樓后，并在制樣樓后搭建簡(jiǎn)易棄煤棚避免棄料淋雨后處理困難。制樣過程中，由于棄料皮帶與地面高度差有限，必須由專人用鐵鍬將排到室外的棄煤鏟開，否則棄料堆積至與棄料皮帶相同高度時(shí)，棄料皮帶將卡死導(dǎo)致設(shè)備無法運(yùn)行。當(dāng)棄煤棚堆滿后，要用鏟車將棄煤鏟出，裝車運(yùn)送至煤場(chǎng)。在棄煤轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，制樣工作必須停止，要專門安排人員配合車輛進(jìn)行裝車工作。轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)污染嚴(yán)重，作業(yè)環(huán)境非常惡劣。

2.4 空氣干燥環(huán)節(jié)存在隱患

試樣制備的目的是通過破碎、混合、縮分和干燥等步驟將采集的煤樣制備成能代表原來煤樣特性的分析（試驗(yàn)）用煤樣。分析煤樣的制備是整個(gè)煤樣縮制過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在煤樣裝瓶前必須處于空氣干燥狀態(tài)[3]。所謂空氣干燥狀態(tài)，是指試樣在空氣中連續(xù)干燥1 h，其質(zhì)量變化應(yīng)不大于0.1%。但是制樣員用密封式磨粉機(jī)磨制粉樣后，現(xiàn)場(chǎng)會(huì)存在一些問題：（1）粉盤擺放間距近，容易造成交叉污染；（2）空氣干燥階段無人值守，無關(guān)人員進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)存在極大的廉政隱患；（3）習(xí)慣性的磨完粉后就裝瓶，使煤樣未達(dá)到空氣干燥狀態(tài)影響后續(xù)化驗(yàn)結(jié)果。

3 解決措施

3.1 前置縮分煤樣處理系統(tǒng)

全自動(dòng)制樣系統(tǒng)投入資金相當(dāng)于聯(lián)合制樣機(jī)的15～20倍左右，但其上料重量和入料粒度條件又極大地限制了設(shè)備利用率，投入使用情況嚴(yán)重不符預(yù)期。為提高全自動(dòng)制樣系統(tǒng)的設(shè)備利用率，建議在全自動(dòng)制樣機(jī)前端增加前置破碎、縮分處理單元，對(duì)于80 kg＜批煤重量≤500 kg的煤樣，系統(tǒng)應(yīng)具備根據(jù)人工離線稱重后輸入批煤重量，自動(dòng)調(diào)節(jié)前置處理單元縮分比，將煤樣破碎至≤13 mm，并將重量控制在（20～80 kg）范圍內(nèi)。完成破碎縮分的留樣通過提升機(jī)與原有全自動(dòng)一級(jí)破碎的進(jìn)料單元上料口對(duì)接進(jìn)入下一個(gè)制樣流程，棄料通過皮帶機(jī)運(yùn)輸至全自動(dòng)制樣間室外。

3.2 煤樣干燥處理

對(duì)于來煤較濕問題，進(jìn)行煤樣干燥處理。《煤樣的制備方法》（GB/T474-2008）中規(guī)定煤樣干燥可用溫度不超過50 ℃、帶空氣循環(huán)裝置的干燥室或干燥箱進(jìn)行，但干燥后、稱樣前應(yīng)將干燥煤樣置于環(huán)境溫度下冷卻并使之與大氣濕度達(dá)到平衡。在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置煤樣干燥室，在煤樣干燥室配備熱風(fēng)機(jī)，控制干燥室溫度不超過40 ℃，將所采的濕煤倒入制定的盤子中均勻攤開進(jìn)行干燥，制樣員定期進(jìn)行煤樣翻動(dòng)加快干燥過程，記錄干燥前后煤樣的重量計(jì)入全水分損失。經(jīng)過干燥處理的煤樣再進(jìn)入制樣機(jī)進(jìn)行制備，有效地解決濕煤堵塞制樣機(jī)問題。

3.3 增設(shè)棄煤收集系統(tǒng)

基于現(xiàn)場(chǎng)棄煤處理存在問題，結(jié)合實(shí)際條件考慮，設(shè)計(jì)采用一條水平傳輸裝置將3臺(tái)制樣主設(shè)備棄料口串聯(lián)起來，再用一條大傾角傳輸裝置將水平裝置收集的煤樣輸送至棄料倉中。棄料倉設(shè)計(jì)容量20 t，按平均每天出3 t棄煤計(jì)算，可暫存1周棄料。棄料倉底部設(shè)置一套斜上傳輸裝置，可將倉內(nèi)余煤直接輸送到轉(zhuǎn)運(yùn)車輛上。設(shè)備運(yùn)行后棄煤可直接輸送至棄煤倉中，無需安排專人鏟煤，原棄煤棚區(qū)域文明生產(chǎn)情況得到極大改善，且實(shí)現(xiàn)了一鍵啟停棄煤轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，僅由轉(zhuǎn)運(yùn)司機(jī)就可單獨(dú)完成棄煤轉(zhuǎn)運(yùn)，無需鏟車配合，大大提高了制樣效率。

3.4 設(shè)置空氣干燥裝置

針對(duì)空氣干燥環(huán)節(jié)存在的隱患，在制樣間設(shè)置空氣干燥裝置，主要材料為長(zhǎng)70 cm、高120 cm、厚30 cm的不銹鋼箱體，箱體上加裝控制面板、定時(shí)器、電磁鎖、啟停按鈕，箱體兩側(cè)為可調(diào)節(jié)圓孔篩板，內(nèi)設(shè)實(shí)心支撐托架，避免上層粉樣掉下來污染下層粉樣。要求制樣員將已磨制好的粉樣存放在該裝置內(nèi)進(jìn)行空氣干燥，通過時(shí)間繼電器的設(shè)定，根據(jù)煤樣放入時(shí)間的不同，分別設(shè)置不同的空氣干燥時(shí)間，有效地使不同時(shí)間放入的粉樣都能達(dá)到空氣干燥效果。當(dāng)粉樣的空氣干燥時(shí)間達(dá)到設(shè)定的時(shí)間，會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)提醒功能，提示制樣員可以進(jìn)行下一步（裝瓶）操作，確保0.2 mm粉樣達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。空氣干燥裝置的設(shè)置，解決了0.2 mm粉樣在空氣干燥階段可能出現(xiàn)的混樣及交叉污染問題，全封閉和定時(shí)自動(dòng)解鎖裝置，避免了0.2 mm粉樣在空氣干燥過程中被無關(guān)人員接觸，提升了廉潔風(fēng)險(xiǎn)防控能力。0.2 mm粉樣統(tǒng)一收集到該裝置內(nèi)進(jìn)行空氣干燥，既規(guī)范又整潔，提高了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)文明生產(chǎn)管理水平。

4 結(jié)語

影響入廠燃料驗(yàn)收制樣環(huán)節(jié)的因素有很多，以上僅以該公司在生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行分析，對(duì)全自動(dòng)制樣機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀提出增加前置縮分煤樣處理系統(tǒng)以提高設(shè)備使用率的建議，對(duì)濕煤影響、棄煤處理效率、空氣干燥環(huán)節(jié)存在問題提出了具體的解決措施，并且經(jīng)過實(shí)施都收到了較好的效果，有效地提高了制樣效率和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理水平。