5E-MAG6700 型快速分析儀在選煤廠的實踐應用

郭文芳

（霍州煤電集團李雅莊礦選煤廠，山西 霍州 031400）

霍州煤電集團李雅莊選煤廠為李雅莊煤礦的配套選煤廠，近年來該選煤廠經多次技術改造后，入選能力提高到300 萬t/a。李雅莊選煤廠洗選入廠毛煤后，產品全部運輸到運銷車間進行配煤、檢測，然后使用自動裝車系統進行單點裝車。當前該選煤廠因配煤裝車合格率較低而影響經濟效益，因此需要針對這一情況進行調整改進[1]。

1 選煤廠配煤裝車現狀分析

選煤廠煤質檢驗包括采樣、制樣、化驗等多個工作環節，是一項技術性較強的工作。同時基于李雅莊煤礦開采區域和深度的擴大，導致李雅莊選煤廠煤質檢驗結果波動較大，裝車合格率僅55%左右，具體原因如下[2]：

（1）運輸車間煤質化驗結果滯后，不能實時準確掌握配煤結果。因李雅莊煤礦產量的增加，選煤廠年洗選毛煤達460 萬t，超過該選煤廠300 萬t/a 的設計能力，產品無存儲能力，化驗結果不及時，出現盲裝現象。

（2）煤質波動大，影響裝車配比。當前李雅莊煤礦的主采煤層由以往的3#煤層調整為5#煤層，煤質變化大，毛煤熱值波動范圍大，無法保證進倉產品煤熱值穩定，給運銷車間的裝車配比帶來麻煩。

（3）采制化方法落后，對于李雅莊煤礦煤質的大幅度波動較難適應。該選煤廠運銷車間當前仍采用傳統常規取樣方式，然后再送到化驗室化驗檢測，煤質分析結果一般要滯后生產1.5～2 h，檢測速度滯后裝車生產。

綜上所述，以上三種因素導致李雅莊選煤廠煤質檢測結果不準、檢測時間滯后、商品煤配出熱值不準，最終使得運銷車間裝車合格率較低，影響到公司的經濟效益。為解決選煤廠煤質實時快速檢驗問題，公司引入過DF-5753E X 型在線灰分儀和ATMHL-213W 無源離線灰分儀等產品，現場實踐應用效果不太理想，無法解決問題。同時灰分儀采用放射源，大大增加了檢驗設備的管理難度，因此該問題一直無法有效解決。長沙開元儀器公司基于快速單式測定法開發了5E-MAG6700型快速工業分析儀，可以快速對煤質進行檢測分析。基于工業性試驗的要求，李雅莊選煤廠運銷車間采用5E-MAG6700 型快速工業分析儀進行煤質檢測，采用實踐應用來判斷該設備是否滿足該選煤廠的需要。

2 5E-MAG6700 型快速工業分析儀

5E-MAG6700型快速工業分析儀采用熱重分析，該儀器結合遠紅外加熱設備與電子天平，在特定條件下對受熱過程中的煤樣予稱重，進行水分、灰分及揮發分等指標的計算。5E-MAG6700 型快速工業分析儀的整體結構如圖1[3]。

圖1 5E-MAG6700 型快速工業分析儀的整體結構示意圖

該設備采用分析儀Ⅰ進行揮發分的單獨放樣及檢測，采用分析儀Ⅱ進行水分和灰分的連測，測試效率大大提高。該設備35 min 完成一種煤樣的水分、灰分和揮發分指標測試，可連續多批次測試，實驗后不需降溫，操作簡便。設備采用帶爐門的立式加熱爐，大幅提升測量速度和工作效率，全程顯示質量變化溫升曲線，測量過程更直觀，優質元器件組裝安全更可靠。

采用5E-MAG6700 型快速工業分析儀進行水分、灰分和揮發分的測試，測試時間為35 min，比以往測試方案的時間要縮短近60 min。

3 實踐應用試驗過程分析

3.1 安裝檢測位置的選擇與確定

針對5E-MAG6700 型快速工業分析儀的安裝，制定了三種取樣方案：（1）檢驗設備安裝在末煤膠帶中部采樣機的給料膠帶上，經破碎進入到設備進行檢測；（2）檢驗設備安裝在裝車膠帶的端部采樣機上，經破碎及二次采樣后進入設備進行檢測；（3）檢驗設備安裝在裝車膠帶采樣機棄樣端進行取樣，經破碎后進入設備進行檢測。

以上三種安裝檢測方案，經靜態測試和動態測試的對比實驗發現，第一種、第二種實驗誤差較大，分析原因可能是采樣頻率低，采樣周期長，而第三種實驗誤差較小，適合檢測設備的安裝檢測，可準備檢測運銷車間的煤質，有效提高配煤裝車合格率。

3.2 新型煤質檢測設備的安裝

李雅莊選煤廠運銷車間從2019 年8 月進行5E-MAG6700 型快速工業分析儀的安裝改造工作。在運銷車間皮帶機上增設一條小膠帶，棄樣通過溜槽裝置落到小膠帶，運行一段距離落入緩沖倉中；在小膠帶上設置煤流成形裝置，預留檢驗設備的安裝空間；小膠帶采用變頻驅動，保障啟動、停止、運行的穩定性。2019 年10 月，設備完成安裝，并進行了相應的調試后，就投入到運銷車間進行煤質檢測的使用[4]。

3.3 運銷車間裝車合格率分析

該選煤廠運銷車間應用5E-MAG6700 型快速工業分析儀進行在線煤質檢測前后，對運銷車間裝車合格率的情況進行對比分析。主要是對1#煤、2#煤、3#煤 在2019 年4 月1 日—2019 年7 月1 日、2019年10 月1 日—2020 年1 月1 日兩個階段熱值、合格率及比例進行分析，檢測結果見表1。

表1 李雅莊選煤廠運銷車間裝車合格率數據

從表1 數據可知，李雅莊選煤廠運銷車間采用5E-MAG6700 型快速工業分析儀進行煤質分析后，可以實現煤質的快速檢測，從而實現精準配煤，有效提高運銷車間裝車合格率。裝車合格率從55.27%提高到了84.06 %，增值達28.79%，節約1#煤、2#煤、3#煤熱值共123 kcal/kg。因此可推定本次對于5E-MAG6700 型快速工業分析儀項目的應用是合理的，成功地提高了裝車合格率，項目經濟效益顯著。

4 總結

從2019 年10 月至今，該煤質檢驗設備在李雅莊選煤廠現場運行穩定，能實現煤質的快速準確檢測，有效提高了選煤廠運銷車間裝車合格率，為企業創造了較好的經濟效益，當前該設備已在霍州煤電集團各選煤廠進行了推廣應用。