神华粤电珠海港装船采样系统设备缺陷分析与改造

摘要：装船线煤样的采集是制样和化验的前提，采样的目的是为了获取最具代表性的煤样，并通过化验反映煤炭的根本属性，为入厂煤炭的验收和结算提供依据。为进一步保障买卖双方的利益，保证采样系统的精确性显得尤为重要。现针对广东地区雨季湿黏煤容易堵料的情况，在原有装船采樣系统设备的基础上进行了优化，并针对极端天气情况制定了一套应急改造方案，旨在提高自动采样系统的运行及使用时长，提高采制样精度。

关键词：装船采样;机采率;贸易结算;应急方案

0 引言

神华粤电珠海港煤炭码头有限责任公司（以下简称我司）主要设备包括：4台桥式抓斗卸船机、2台链斗式连续卸船机、4台移动回转式装船机、8台堆取料机、2台取料机、筛分装置、汽车衡装置以及带式输送机等设备。同时，在装船线（BZ1-BZ4）、卸船线（BX1/BX2）及汽运装置上设立了7套采制样系统。煤炭的采制样工作是企业计算煤耗及贸易结算的重要依据，是相关方加强燃料监督的重要技术措施，因此，煤炭的机械化采制样工作需严格按照国家机械采样与制样的相关标准进行，设备使用与管理单位应不断提升对采制样设备的故障处理、运行与维护能力，进一步提高设备作业的科学化程度，旨在提升煤炭机械采制样工作的效率，为生产和贸易结算提供可靠依据。本文主要介绍我司装船采样4条线（以装船采样BZ1为例）的优化、改造及应急方案。

1 立项背景与装船采样系统设备缺陷分析

我司装船采样设备已投入使用近5年，一直面临雨季湿黏煤堵料严重的情况。在雨季期间，机采效率大大降低。针对湿黏煤堵料情况，我司安排维修人员24 h值班及时处理堵煤、卡煤问题，效果不甚理想，有时甚至出现4条线同时堵料的现象，不仅效率难以提升，还浪费了很大一部分维修力量。如果采用人工采制样方式，不但人员上垛采样存在严重的安全隐患，制样结果较机采结果也有较大出入，影响化验精度，同时，也增加了采制样的人工成本。此外，由于该套系统弃料较多，在低流量或1 000 t以下小船装船作业时，很难达到1 000 t采样不低于15 kg的国标要求。

2 研究内容及预期目标

近期，针对我司装船自动采样出现低流量采样量不足及湿黏煤易堵料等情况，进行了重点立项研究。针对我司装船采样系统存在的缺陷，制定的研究内容与预期目标如下：

（1）对于低吨位、低流量装船作业均可达到所需采制样量;（2）提高采样、制样精度，避免取料时所取煤流上方块煤煤样居多，造成化验热值不准确;（3）大幅降低设备故障率，减少堵料次数，预计改造后机采率可达85%以上，争取达到90%或更高;（4）在煤严重湿黏，无法正常作业的情况下，直接通过采样头而不通过缩分和破碎机构刮取样品，然后手工制样，将 这作为应急方案投入使用;（5）进一步优化设备设施，对采样系统钢结构进行专业的打磨、防锈处理，对塑金软管、电缆桥架等处进行电路优化;（6）尽量控制成本，用现有的技术水平、维修力量低成本完成设备改造，争取将改造费用控制在5万元以内。

3 制定具体改造实施方案

（1）通过采样系统程序设定，调整采样头动作周期，将现在的120～600 s设定缩短为90 s，正常作业设定为120 s，对于低吨位、低流量装船作业手动修改为90 s，确保作业达到所需采制样量。（2）针对采样头距主皮带、缩分器距一级给料机皮带间隙过大，所取煤样以块煤居多，制样后热值与实际热值有所出入的问题，初步计划提高缓冲床高度，增加采样头与主皮带煤流接触面积，以提升采样量及采样精度。后经调整缓冲床高度至最高点，采样头切割器与主皮带仍有20 mm间隙，如增加硬装置，在上料过程中皮带会发生径向跳动，易与主皮带相互干涉，造成皮带撕裂风险。现已在采样头切割器三面增加挡料胶皮，采样头可正常使用，且制样准确，但挡料皮在运行过程中易发生磨损，需经常更换，浪费维修力量。后经过研究，将缓冲床替换成五联组托辊，可减少甚至基本消除皮带径向跳动的现象。现已经提报采购计划，待备件到货后替换缓冲床并适当延长采样头切割器长度。（3）对易堵料位置进行分析，对主体结构进行改造。平移破碎机，改变落料角度，同时拆除二级给料机、二级缩分器及破碎机部分筛条，增加采样量并减少堵料情况。此外，改变斗提机落料口角度、弃料管形状，降低两个易堵料部位的故障率。（4）在原有设备基础上增加一套直取溜槽装置。在采样头和一级给料机中间安装翻板及溜槽，在煤严重湿黏无法正常机采的情况下，直接通过采样头刮取样品，然后手工制样，作为应急方案投入使用。该套设备虽然无法成功机采样品，但在雨季，采取湿黏煤无需人工上垛，可避免安全隐患，同时也可获得均匀料流。在极端天气下，可作为应急方案临时使用;使用应急方案时，避免料流过大，采样头动作周期调整为600 s。（5）针对采制样系统钢结构老化情况，对其进行打磨、修补、防锈刷漆等，同时对电机接线进行重新梳理，及时更换老化电线并添加塑金软管，对电缆桥架、电气室等重点部位进行清灰处理，确保设备设施用电安全。（6）所有改造方案设计、所需材料、施工人员皆为我司设备维保人员，下料、改造、安装及后续维保工作可自行完成，大幅降低了施工成本，总费用可控制在5万元以内。

4 优化改造后的试用效果及后续维保相关事宜

对现场改造已完成的项目延长设备观察试用时间，保证改造项目完成后持续3个月的观察试用，同时要加强设备巡点检力度，保证改造后的设备运行正常。

（1）组织对全场设备进行全面检查，尤其要对结构焊接部位进行排查，焊接必须是满焊，不得点焊，并将重点焊接部位的检查纳入到日常点检中，优化更新相关设备检查表项目。特别是与主流程发生干涉的钢格栅、采样头、落料管等处在周检之余增加专项检查内容，对于存在问题的应及时调整。（2）提高外委人员点检质量，通过技术员带领检查、检查结果留痕等措施，提高外委人员自主检查质量;同时将外委检查质量情况纳入外委单位考核内容，提高外委人员自身责任心。在设备点检的基础上，还应加强对照明、监控等辅助设备的检查，及时更换损坏的设备。（3）对相关设备操作单位人员进行培训，提高设备操作人员故障隐患的排查意识，能够第一时间察觉设备运行过程中的故障，减少设备损失。（4）在改造及优化初期需做好相应改造和优化的可行性研究，设备局部改造优化需从整体进行分析，将相关其他设备的影响纳入到改造方案设计中。（5）加强电控系统故障的排查力度，详细检查相关设备的配电柜，检测其空气断路器、热继电器等电器元件是否完好。

5 结语

我司通过设备改造及后续近6个月的观察可确定，低吨位、低流量采样量不足及湿黏煤堵料情况得到了明显改善，有效避免了人工垛采存在的安全隐患。此外，装船采样平均机采率由68.43%提升为87.97%，装船机采兑现率更是达到95%以上。通过机采率、机采兑现率的提升，使得采制样的检测结果更为精确。同时，机采费用更低，可大幅节约成本;减少了给料机、破碎机、缩分器、斗提机、落料管的堵料情况，减小了维修人员的工作压力。后续我司准备开展装船采样系统五联托辊的安装、改造工作，进一步优化设备设施，在提高设备管理水平的同时，可有效避免煤炭采制样环节出现较大的偏差，从而减少了煤炭供需双方的贸易纠纷，提升我司货运质量管理水平。

[参考文献]

[1] 商品煤样人工采取方法：GB/T 475—2008[S].

[2] 煤炭机械化采样 第1部分：采样方法：GB/T 19494.1—2004[S].

[3] 胡志伟.浅析煤炭机械化采制样设备缩分器的工作原理及其应用[J].煤质技术，2017（4）：41-43.

[4] 宋寿增.皮带中部自动采样机在太原第一热电厂的应用[J].科技情报开发与经济，2012，22（23）：151-154.

[5] 赵若冰，刘金国.煤炭机械化采制样电控系统设计[J].煤质技术，2008（3）：44-47.

[6] 纪长顺，戴昭斌.煤炭采制样设备常见故障与对策[J].化工管理，2019（30）：44-47.

收稿日期：2020-05-09

作者简介：秦伟（1990—），男，吉林洮南人，工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化。