火电厂入厂煤机械化采样机应用及改进

周嘉陵+　迟青海

摘要： 阐述入厂煤机械化采样机的主要技术要求，结合采样机在某电厂的现场应用情况，分析运行中存在的问题，并提出相应的改进措施。

Abstract： The main technical requirements of mechanical sampling for coal as received are described. Combining with the application in the worksite， this paper analyzes several existing problems on mechanical sampling from a thermal power plant， and the appropriate improvement measures have been put forward.

关键词： 入厂煤；机械化采样机；采样头；破碎机

Key words： coal as receiveds；mechanical sampling；sampling head；crusher

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）32-0170-02

0 引言

对于火力发电企业而言，燃料占据了企业成本的80%左右，如何在燃料上做足文章，成为了企业降本增效、实现可持续发展的重要课题。在燃料供应市场环境日益复杂、掺杂使假方式不断翻新、廉洁风险防控难度加大的新形势下，现有燃料管理方式和手段已影响到企业挖潜增效能力的提升和经营风险的全面有效防控。通过安装入厂煤机械化采样机，规范入厂煤业务流程，并能将现场实时采集的数据自动上传到燃料管理信息系统中，及时发现和处理异常现象，减少人为干扰，提高工作效率，加大监督力度，确保燃料验收数据的准确性、安全性和透明性。

1 应用和技术要求

某电厂现有装机容量66万千瓦，主要采用火车、汽车运煤方式，年耗煤量约200万左右吨。设计锅炉燃煤运输方式为汽车与火车两种，现在主要以火车运输为主，占总来煤量的70%，来煤批次平均15批次。

某电厂于2015年4月投运一台XDCY-QZ汽车采样机和一台XDCY-QZ火车采样机。控制方式为计算机+PLC自动/手动，可全自动采样和远程控制。采样头形式为螺旋推进方式。缩分比为1-1/24可调，符合国标GB/T19494.1-2004的要求。样品水份损失≤0.7%。取样时间每车小于180s。采样机工作流程是：

采样头→大车、小车行走→落煤管→一级皮带机→破碎机→二级皮带机→缩分器→集样器

采样机的技术要求：

①根据设定的采样点数、深度、样品收集规则等条件，随机自动完成采制样过程；采样过程能够自动判定运煤重车是否在指定采样机区域；

②能够随机采取不同深度多点组成形成一个全断面，保留采样原始图片；能记录人工采样的授权和操作过程；

③能够自动实现采样批次的统计工作；来煤车辆总数、子样数；某车当日运输量及其采样的个数；当日各个矿点的批次情况；

④能够实现入厂煤采样的自动换罐；

⑤能够保持良好的密封性，尽量减少样品的水分损失，整个制样过程中水分损失小于0.5% 和避免煤粉飞扬粉尘浓度10 mg/m3；

⑥采用的设备、仪器及技术等应为成熟产品、技术，实时、准确、可靠地采集各项原始数据，为实现燃料管理自动化系统提供接口。

2 存在问题及原因分析

采样机由大车行走、小车行走、采样头、动力箱与制样部分等组成。但由于技术条件限制，车厢边角、底部、拉筋附近以及煤层超高后的样品则不能随机采集到。机械化采样机大多能正常运行，但因存在以下问题影响正常使用，设备投运率不能达到100%。

2.1 采样头振动跳闸

采样头由螺旋杆、筒体、升降齿轮、驱动装置组成。采样机在接到燃料管理信息系统发出的采样方案后，可以在大车行走和小车行走配合下准确、可靠地定位在车厢内各点。但在从原点到采样点上方过程中采样头螺旋杆空载运动，多次发生共振噪音，导致采样头旋转电机跳闸。煤中草绳、胶带、铁丝等，缩小或堵塞螺旋通道，造成煤样损失和污染，导致设备不能正常运行。

2.2 破碎机故障

破碎目的是为了增加煤样的颗粒数目，减小粒度分布不均匀，以减少后续缩分步骤产生的误差，提高制样精密度。布置一级挤压式破碎设备，当煤中含有大于6mm矸石时，驱动装置传动带磨损加快，甚至发生断裂，使该设备无法正常投入。而且影响采样的代表性，增加检修工作量。

2.3 制样系统堵塞

主要发生在落煤管、破碎机、缩分器等。随着煤中水分增大，由于煤粒表面的结合力作用，煤的堆积密度变小，单位质量煤体积变大，煤样粘结性增强，很容易造成制样系统堵塞。碎煤机易出现煤“结饼”现象。当木块、矸石较多时，破碎能力不足易造成缩分器堵塞。当煤的收到基全水份>30%时，制样系统堵塞严重，不能使用。

2.4 电气装置故障率较高

电气控制原采用常规电气元件，由于设备在运行中频繁动作，加之现场条件潮湿、粉尘大，致使电气装置故障率较高。

3 改进方案

3.1 增加采样头防共振装置

严格遵守操作规程和检修规程，应无负载起动，经常检视各紧固部位的所有连接螺栓，校正联轴器，齿条、齿轮润滑正常。保持螺旋杆长度、转速不变，设置中间支撑，使中间支撑来改变固有频率、缓解振动激励。在采样头外侧增加金属探杆和限位装置，确保从原点到采样点上方过程中采样头不进行螺旋杆空载运动。进行动平衡试验，以防止偏载，减少共振现象。完善机械和电气过载保护装置，以避免煤中木头、金属物品等异物损坏采样装置，如图1。

3.2 增加一级破碎装置

第一级选用鄂式、锥式（哈夫）等抗湿、防堵能力和水分适应能力较强的破碎机，进料允许最大粒度为150 mm，出料粒度为6mm。第二级为挤压式破碎设备，将B型皮带轮更换为C型皮带轮，增强破碎能力。将一、二级破碎机及缩分器进行重新布置，使上一级设备的出口垂直对着下一级设备的入口，使煤样无阻力下落，如图2。

3.3 制样系统防堵措施

保证所采的样不被污染，防止制样系统（主要是落煤管、破碎机、缩分器等）堵塞，要求系统内与物料接触的钢板皆为不锈钢，所有溜槽皆为圆角且内侧无焊缝及飞溅。下煤管出口、破碎机、缩分器进口直径不小于通过煤最大粒度的3～4倍。

3.4 优化可编程控制器

采样机采用西门子可编制控制器，实现采样机步序、循环控制。通过改善制样系统流程，各部件处理出力匹配，改变为“脉冲进煤”方式，单位时间内进入破碎机煤样减少，以防堵煤。同时，使电气系统具有一定的抗振动、粉尘、电磁干扰的能力，具备完整的保护方案，运转灵活可调，运行平稳，故障率大大减少。

3.5 加强“大燃料”管理工作

各部门协调配合，增强责任心，严格执行进煤验收管理标准，提升进厂煤质，提高燃料接卸速度，加大巡回检查力度，遵守设备检修规程，发生缺陷及时处理，保证机械化采样机投入率。

4 结语

总之，本文针对火电入厂煤机械化采样机采制样过程中出现的问题，提出了相应的解决对策，建议对采样机采制样系统进行科学的设计，通过智能化、信息化、流程化管控方式替代人为作业模式，提供实时可靠数据，实现与燃料管理信息系统的数据对接，从而展示进、耗、存煤的量、质、价、时间等参数状态，自动提供最优的配煤掺烧方案和采购供应方案并控制、指导实施，为企业生产、经营提供真实可靠的决策依据，实现企业效益最大化。

参考文献：

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[2]祝培，彭超.全自动汽车煤炭采制样机的研究[J].煤炭加工与综合利用，2011（03）.

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