一種煤炭機械化采制樣裝置的設計

楊衛強　王維　汪后港　周璇　秦嶺

【摘 要】本文對常見的煤炭機械化采制樣裝置進行闡述，提出了一種煤炭機械化采制樣裝置的結構設計和工作原理，對該裝置的特點進行剖析，為火電企業在采制樣裝置的引進和優化提供幫助。

【關鍵詞】設計；采樣；水分樣；采制樣；精密度；縮分器

【Abstract】The structure of coal sampling and division device is introduced， proposing a new design and the working principle. This article analyzes the advantages of this design， helps the thermal power enterprise in the introduction and optimization.

【Key words】Design； Sampling； Moisture； Sample； Coal； Precision； Cutter

0 引言

近年來，隨著火力發電的不斷發展，商品煤的驗收越來越得到火電企業的認識。通常的驗收環節包括，采樣、制樣和化驗，其中采樣在整個環節中占有極其重要的地位。能否采集到具有代表性的煤樣關系到整個批次的煤炭驗收，直接影響煤炭買賣雙方的經濟效益。由于近年來技術水平的提高，火電企業逐步使用煤炭機械化采制樣裝置代替人工采樣，極大程度的避免了由于人工采樣造成的誤差。本文提出了一種機械化采制樣裝置的設計，解決采樣過程中的樣品堵塞、交叉污染等影響煤炭代表性的問題，保證采樣設備連續無故障的工作能力，提高自動化采樣工作效率。

1 常見的結構設計

傳統采樣裝置包括：初級采樣器、初級給料皮帶、破碎機、二級給料皮帶、縮分器和集樣器等，初級采樣器采集到的煤樣通過初級給料皮帶按照一定的流量輸送到破碎機內，破碎后到達一定粒度的煤樣再經過縮分器縮分，一部分進入到集樣器內，其余部分由二級給料皮帶輸送至棄料收集裝置。

2 本方案設計原理

本方案設計能實現樣品采取、樣品旁路收集、全水分樣收集、分析樣和存查樣制備及棄料返排。每車采樣過程包括全水分樣采取和分析樣（存查樣）采取，兩個流程相互獨立。采取全水分樣品時分析樣制樣系統暫停工作，全水分樣縮分機和集樣桶正常工作。采取分析樣（存查樣）時則全水分樣縮分機和集樣桶暫停工作，其它部件正常工作。如遇極端煤質超出采樣機制樣系統的設計煤質范圍則實行旁路采樣，設計原理圖如圖1。該裝置工作原理如下：

2.1 旁路采樣

采樣器（1）自動采樣后，采樣器行走至旁路系統（26）上方，采樣器（1）內煤樣從采樣器底部卸料，煤樣不經過破碎縮分過程由旁路系統（26）直接分批收集。

2.2 全水分樣采取

采樣器（1）自動采樣后，從一級皮帶入料口（2）處卸料，煤樣隨一級皮帶（6）往一級棄料口（11）方向輸送。輸送過程中，一級煤流整形器（3）對煤流進行規整，使煤樣均勻平鋪在一級皮帶（6）上，一級縮分機（4）對煤流從起始到末端進行均勻切割，全水分樣集樣桶（19）按不同礦點或公司分別收集全水分樣，未被切割的煤樣由一級皮帶（6）輸送至二通擋板（9）處從一級棄料口（11）排出。全水分樣采樣時制樣系統暫停工作。

2.3 分析樣采取

采樣器（1）自動采樣后，從一級皮帶入料口（2）處卸料，煤樣隨一級皮帶（6）輸送至二通擋板（9）處，煤樣經過一級皮帶落煤管（10）進入錘式破碎機（12），破碎后煤樣進入二級皮帶（13）向二級皮帶棄料口（23）方向輸送。輸送過程中，二級煤流整形器（24）對煤流進行規整，煤樣平鋪均勻后被二級縮分機（20）均勻切割，切割樣通過二級縮分機落煤管（15）落入電動二分器（16），樣品縮分為兩份后通過二分器落煤管（17）分別進入分析樣集樣桶（18）和存查樣集樣桶（25）。二級皮帶（13）上未被切割煤樣隨二級棄料口（23）排出。

分析樣（存查樣）采樣時全水分樣集樣桶（19）和一級縮分機（4）停止工作。

圖1 設計方案原理圖

1.采樣器；2.一級皮帶入料口；3.一級煤流整形器；4.一級縮分機；

5.一級縮分基玻璃觀察孔；6.一級皮帶；7.一級皮帶清掃器；

8.一級皮帶玻璃觀察孔；9.二通擋板；10.一級皮帶落煤管；11.一級棄料口；

12.錘式破碎機；13.二級皮帶；14.二級皮帶玻璃觀察孔；15.二級縮分機落煤管；16.電動二分器；17.二分器落煤管；18.分析樣集樣桶（旋轉接樣機）；

19.全水分樣集樣桶（旋轉接樣機）；20.二級縮分機；21.二級縮分機玻璃觀察孔；

22.二級皮帶清掃器；23.二級棄料口；24.二級煤流整形器；

25.存查樣集樣桶（旋轉接樣機）；26.旁路系統

3 本方案設計的優勢

本方案相比傳統機械采制樣裝置具有以下幾大改進：

1）在一級給料皮帶上加裝一級縮分器實現了全水分采樣和分析樣的分別采取。極大程度上減小了采樣過程中的水分損失，取得的全水分樣更具有代表性。

2）給料皮帶、二級給料皮帶均裝有玻璃觀察孔，便于日常使用中觀察沾煤、堵煤情況，給料皮帶示意圖見圖2。

3）一級給料皮帶和二級給料皮帶均裝有煤流整形器，整形器為二級整形，擋板設置在皮帶的兩側，煤流從兩側擋板中間通過，第一級擋板中間開口寬度較大，實現初次整形的目的，避免二級擋板出現積煤的現象。第二級整形擋板中間開口約為標稱最大粒度1.5倍，保證煤樣不卡堵的前提下有良好的整形效果。示意圖見圖3。

4）為避免皮帶上粘附煤樣導致樣品交叉污染，在一級給料皮帶和二級給料皮帶均設計皮帶清掃器，主要由橡膠刮片（1）、固定鐵片（3）、固定螺絲（2）和電磁振打器（4）構成，其正面結構如圖9（a），側面結構如圖9（b）。刮掃下的煤樣進入落煤管。示意圖見圖4。

5）二級縮分器后接有電動二分器，該電動二分器增加了防濺擋板，同時將密封的框架結構改為可拆卸的壁板結構，解決了常見電動二分器存在的煤樣飛濺、檢查不便等問題。煤樣經過二級縮分后的分析樣經過電動二分器，分別進入分析樣集樣桶和存查樣集樣桶，直接得到一個分析樣和存查樣，得到的存查樣較后續制樣過程中取出一部分作為存查樣更原始，更真實有效。其結構圖見圖5。

4 總結

本方案通過增加旁路系統解決了極端煤質情況下的制樣系統容易粘煤堵塞的問題，且對未破碎的原煤樣縮分采樣作為全水分樣提高了采樣的精密度和準確性，避免了過多的水分損失。制樣系統能夠同時制備分析樣及存查煤樣，存查樣直接由監督人員收取保管，存查樣的客觀真實通過對制樣系統增加煤流整形器、觀察孔，增加設備的密封，提高了制樣精密度，便于日常過程中對設備進行觀察，以便出現異常情況及時檢修。