電廠燃煤采制化智能一體機發(fā)生偏差的原因分析與改進探討

包哲文+馬海瑞+陳凡敏+周瑜

【摘 要】本文通過對煤炭從智能化一體機到進入火電廠的化驗等后續(xù)工作，期間發(fā)生的偏差問題進行原因分析與改進探討，使電廠在高效、簡便的同時，保證檢測結果準確，以確保電廠的效益上不會受損。

【關鍵詞】燃煤電廠；一體機；偏倚

中圖分類號： X773 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）23-0076-003

【Abstract】Based on the coal from the intelligent machine into the power plant laboratory follow-up work，analyze the reason and improvement of problems occurring during the period，so that the power plant in the efficient and convenient at the same time，ensure the accuracy of test results，to ensure that the power plant efficiency will not be damaged.

【Key words】Coal-fired power plant；Integrated machine；Bias

0 前言

在火電生產發(fā)展中，燃煤占發(fā)電成本的60%左右，經濟效益上占80%以上。隨著科技發(fā)展，采制化一體機的出現(xiàn)代替了原有的人工采制化工作所帶來的不便，效益、環(huán)境、精準方面都有所提高，所以智能化一體機能否合理運用成為當下很多火電廠的首要解決問題。本文參考相關文獻資料及在現(xiàn)場通過試驗遇到的問題進行了原因分析與改進探討，對這方面內容做了一個總結。

1 智能化一體機簡介

本文以在現(xiàn)場接觸的5E-APS9201 智能全自動制樣系統(tǒng)為例。

1.1 系統(tǒng)概述

5E-APS9201智能全自動制樣系統(tǒng)系長沙開元儀器股份有限公司為改變傳統(tǒng)煤樣制備方式，最大限度地減少制樣方差，提高試樣制備精密度，首創(chuàng)研發(fā)的煤炭制樣過程智能全自動化制樣系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)具備實現(xiàn)自動上料、稱重、輸送、除鐵、破碎、縮分、干燥、制粉、棄樣回收、留樣轉運、自動清洗等功能；最終制取樣品為一份13mm或6mm全水分煤樣、一份3mm存查樣、一份0.2mm一般分析試樣、一份0.2mm存查樣，以上煤樣均實現(xiàn)自動封裝寫碼、轉運，煤樣質量滿足國標要求；所有環(huán)節(jié)程序自動控制，可遠程操作，實現(xiàn)無人值守。

1.3 技術參數(shù)

2 試驗數(shù)據(jù)與結果分析

因廠內檢測發(fā)現(xiàn)，一體機制樣與人工制樣的煤質工業(yè)分析數(shù)據(jù)超差，故采取以下階段試驗以排查問題所在。

2.1 設備性能試驗：

選取原煤（1/3原煤、1/3篩選煤、1/3煤泥、少量矸石）配合而成，粒度≤25mm，分成4組煤樣進行試驗。其中4號試驗樣品矸石煤泥含量較其他3組減少一半。

（由于6mm棄樣灰分值最接近于參比樣灰分值，故在以下試驗中以6mm棄樣灰分暫時代替參比樣灰分，進行比較）

試驗目的：

通過收集6mm棄樣、6mm存查、3mm棄樣、3mm存查、0.2mm分析、0.2mm備查，對比各收集樣品灰分差值，檢查設備出樣是否超差。

由表1得：第一組試驗根據(jù)試驗結果發(fā)現(xiàn)整機存在明顯的負偏倚，從6mm棄樣到3mm棄樣，3mm棄樣到0.2mm分析樣，每一級縮分后留樣較棄樣灰分明顯偏低，故猜想可能是在整機的破碎縮分過程中存在固定性偏倚。[1]

由表2得：對6mm，3mm棄樣、存查樣進行過篩，數(shù)據(jù)顯示6mm過篩率達標，3mm篩上物為17%，根據(jù)國標要求篩上物應小于5%。[2]因此在當天與設備廠家協(xié)商并調整了3mm對輥破碎機的輥輪間距，通過試驗調整為3mm篩上物占總重的3%—4%，符合國標標準。[2]

2.2 對輥破碎機的影響：

試驗目的：

調整對輥破碎機間距后，各粒度級破碎粒度達到國標要求，開展后續(xù)試驗觀察數(shù)據(jù)結果有無改善。

由表3得：0.2mm分析樣與6mm棄樣灰分差較之前結果沒有很大差別，仍然存在整機的負偏倚現(xiàn)象，且灰分值超差在1%左右，故排除系統(tǒng)偏倚僅由破碎粒度不合格導致。[2]

2.3 矸石的影響：

試驗目的：

一體機的縮分系統(tǒng)采用圓盤縮分，6mm粒度縮分與3mm粒度縮分均是圓盤縮分方式，故猜想是否在縮分系統(tǒng)上出現(xiàn)問題。[1]期間設備廠家派來售后工作人員對現(xiàn)場是否存在機器運行故障、各環(huán)節(jié)是否有殘留的煤樣等問題進行檢查，檢查無誤后進行第三階段試驗。

由表4得：1-4組0.2mm分析樣與6mm棄樣灰分差值平均值：-1.0275。由于第4組試驗樣品矸石量減半，各粒度級煤樣灰分差較之前3組有了明顯變化，懷疑矸石在破碎機腔體中存在破碎滯留現(xiàn)象，不能與煤流同時進入縮分系統(tǒng)進行縮分，導致縮分系統(tǒng)不準。

2.4 進料粒度的影響：

試驗目的：

因設備在正常生產中，設備進料粒度≤13mm，故此次試驗決定采用經采樣機破碎后粒度為≤13mm混合均勻的煤樣進行試驗。其中最后一組試驗為3種精煤摻和而成。通過幾組對比試驗驗證一體機的入料粒度是否是影響整機偏倚的因素。

由表5得：5-10組0.2mm分析樣與6mm棄樣灰分差值平均值-0.94，抽檢樣灰分差值平均值-0.71。用粒度≤13mm的煤樣較之前粒度≤25mm的原煤灰分差值平均值減小，其中最后一組試驗結果灰分差值明顯小于其他各組試驗。endprint

設備在縮分過程中有效縮分次數(shù)、縮分時間是否合理，大顆粒、硬度高的物質是否通過圓盤縮分無法準確進入集樣口內，導致縮分系統(tǒng)選取的煤樣不具有代表性。

經過現(xiàn)場觀察，縮分器旋轉速度為47r/min，在煤流進入縮分器之前和煤流在縮分器走完期間，縮分器一直處于縮分狀態(tài)。

2.5 煤種的影響：

此次試驗采用5個礦點的單一煤種，另加一種5個礦點的混合煤，混合煤種是經過人工破碎縮分充分混合后投入使用，粒度為≤13mm，分兩組平行試驗，共12組進行對比試驗，試驗過程中無明顯摻混，每組入料均為30公斤左右。

試驗目的：

混合煤種是否是影響偏倚結果的因素。

A組6mm棄樣與分析樣灰分差值平均值：0.26

B組6mm棄樣與分析樣灰分差值平均值：0.26

由表6得：在采用經采樣機破碎后的單一煤種，試驗結果會得到明顯改善，但整機的負偏倚現(xiàn)象仍然存在。因第4組數(shù)據(jù)偏倚較大，故后續(xù)進行針對性的重復試驗，采用第4礦點的煤樣經6mm破碎縮分成等質量的4份煤樣，進行對比重復試驗，此次試驗中我們將烘干時間從30min調整為50min。

數(shù)據(jù)如下：

由表7得：6mm棄樣與0.2分析樣灰分差明顯較之前混煤試驗有了明顯改善，但仍然存在負偏倚現(xiàn)象。

3 整改建議

1）由于3mm對輥破碎機在破碎過程中易導致矸石等硬度高、灰分低的物質滯留，無法和煤樣同時進入縮分系統(tǒng)，故在縮分過程中矸石不易收取進入集料倉門，建議在對輥破碎機與縮分溜管之間增加混勻裝置。當3mm對輥破碎機將樣品完全破碎結束后混勻進入縮分器溜管。

2）適當增加樣品進行0.2mm研磨之前的烘干時間，保證0.2mm樣品不會粘附在研缽內壁，保證樣品完整性。

4 總結

1）當設備各粒度級粒度滿足國標要求情況下，設備仍存在固定性負偏倚現(xiàn)象。

2）煤泥、矸石等硬度高、灰分低的物質減少后，固定性負偏倚現(xiàn)象得到明顯的改善。

3）入料粒度均勻性也會影響一體機各級出樣結果。

4）當采用≤13mm充分混勻的煤樣進行試驗時，6mm棄樣與3mm棄樣灰分值基本沒有偏差，說明混合均勻、煤種單一的煤樣在一體機6mm破碎縮分系統(tǒng)中并不會出現(xiàn)固定偏倚，但投入均勻的煤質并不能改變3mm破碎縮分過程中的系統(tǒng)偏倚現(xiàn)象，3mm存查和0.2分析樣、0.2mm備查樣仍存在較大的灰分差。

【參考文獻】

[1]趙艷麗.淺談煤樣采制化存在的幾點問題[M].中國科技博覽，2014.

[2]韓立亭.電力用煤采制化標準匯編[M].中國標準出版社.2015.endprint