电厂燃煤采制化智能一体机发生偏差的原因分析与改进探讨

包哲文+马海瑞+陈凡敏+周瑜

【摘 要】本文通过对煤炭从智能化一体机到进入火电厂的化验等后续工作，期间发生的偏差问题进行原因分析与改进探讨，使电厂在高效、简便的同时，保证检测结果准确，以确保电厂的效益上不会受损。

【关键词】燃煤电厂；一体机；偏倚

中图分类号： X773 文献标识码： A 文章编号： 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

在火电生产发展中，燃煤占发电成本的60%左右，经济效益上占80%以上。随着科技发展，采制化一体机的出现代替了原有的人工采制化工作所带来的不便，效益、环境、精准方面都有所提高，所以智能化一体机能否合理运用成为当下很多火电厂的首要解决问题。本文参考相关文献资料及在现场通过试验遇到的问题进行了原因分析与改进探讨，对这方面内容做了一个总结。

1 智能化一体机简介

本文以在现场接触的5E-APS9201 智能全自动制样系统为例。

1.1 系统概述

5E-APS9201智能全自动制样系统系长沙开元仪器股份有限公司为改变传统煤样制备方式，最大限度地减少制样方差，提高试样制备精密度，首创研发的煤炭制样过程智能全自动化制样系统。

1.2 系统特点

该系统具备实现自动上料、称重、输送、除铁、破碎、缩分、干燥、制粉、弃样回收、留样转运、自动清洗等功能；最终制取样品为一份13mm或6mm全水分煤样、一份3mm存查样、一份0.2mm一般分析试样、一份0.2mm存查样，以上煤样均实现自动封装写码、转运，煤样质量满足国标要求；所有环节程序自动控制，可远程操作，实现无人值守。

1.3 技术参数

2 试验数据与结果分析

因厂内检测发现，一体机制样与人工制样的煤质工业分析数据超差，故采取以下阶段试验以排查问题所在。

2.1 设备性能试验：

选取原煤（1/3原煤、1/3筛选煤、1/3煤泥、少量矸石）配合而成，粒度≤25mm，分成4组煤样进行试验。其中4号试验样品矸石煤泥含量较其他3组减少一半。

（由于6mm弃样灰分值最接近于参比样灰分值，故在以下试验中以6mm弃样灰分暂时代替参比样灰分，进行比较）

试验目的：

通过收集6mm弃样、6mm存查、3mm弃样、3mm存查、0.2mm分析、0.2mm备查，对比各收集样品灰分差值，检查设备出样是否超差。

由表1得：第一组试验根据试验结果发现整机存在明显的负偏倚，从6mm弃样到3mm弃样，3mm弃样到0.2mm分析样，每一级缩分后留样较弃样灰分明显偏低，故猜想可能是在整机的破碎缩分过程中存在固定性偏倚。[1]

由表2得：对6mm，3mm弃样、存查样进行过筛，数据显示6mm过筛率达标，3mm筛上物为17%，根据国标要求筛上物应小于5%。[2]因此在当天与设备厂家协商并调整了3mm对辊破碎机的辊轮间距，通过试验调整为3mm筛上物占总重的3%—4%，符合国标标准。[2]

2.2 对辊破碎机的影响：

试验目的：

调整对辊破碎机间距后，各粒度级破碎粒度达到国标要求，开展后续试验观察数据结果有无改善。

由表3得：0.2mm分析样与6mm弃样灰分差较之前结果没有很大差别，仍然存在整机的负偏倚现象，且灰分值超差在1%左右，故排除系统偏倚仅由破碎粒度不合格导致。[2]

2.3 矸石的影响：

试验目的：

一体机的缩分系统采用圆盘缩分，6mm粒度缩分与3mm粒度缩分均是圆盘缩分方式，故猜想是否在缩分系统上出现问题。[1]期间设备厂家派来售后工作人员对现场是否存在机器运行故障、各环节是否有残留的煤样等问题进行检查，检查无误后进行第三阶段试验。

由表4得：1-4组0.2mm分析样与6mm弃样灰分差值平均值：-1.0275。由于第4组试验样品矸石量减半，各粒度级煤样灰分差较之前3组有了明显变化，怀疑矸石在破碎机腔体中存在破碎滞留现象，不能与煤流同时进入缩分系统进行缩分，导致缩分系统不准。

2.4 进料粒度的影响：

试验目的：

因设备在正常生产中，设备进料粒度≤13mm，故此次试验决定采用经采样机破碎后粒度为≤13mm混合均匀的煤样进行试验。其中最后一组试验为3种精煤掺和而成。通过几组对比试验验证一体机的入料粒度是否是影响整机偏倚的因素。

由表5得：5-10组0.2mm分析样与6mm弃样灰分差值平均值-0.94，抽检样灰分差值平均值-0.71。用粒度≤13mm的煤樣较之前粒度≤25mm的原煤灰分差值平均值减小，其中最后一组试验结果灰分差值明显小于其他各组试验。endprint

设备在缩分过程中有效缩分次数、缩分时间是否合理，大颗粒、硬度高的物质是否通过圆盘缩分无法准确进入集样口内，导致缩分系统选取的煤样不具有代表性。

经过现场观察，缩分器旋转速度为47r/min，在煤流进入缩分器之前和煤流在缩分器走完期间，缩分器一直处于缩分状态。

2.5 煤种的影响：

此次试验采用5个矿点的单一煤种，另加一种5个矿点的混合煤，混合煤种是经过人工破碎缩分充分混合后投入使用，粒度为≤13mm，分两组平行试验，共12组进行对比试验，试验过程中无明显掺混，每组入料均为30公斤左右。

试验目的：

混合煤种是否是影响偏倚结果的因素。

A组6mm弃样与分析样灰分差值平均值：0.26

B组6mm弃样与分析样灰分差值平均值：0.26

由表6得：在采用经采样机破碎后的单一煤种，试验结果会得到明显改善，但整机的负偏倚现象仍然存在。因第4组数据偏倚较大，故后续进行针对性的重复试验，采用第4矿点的煤样经6mm破碎缩分成等质量的4份煤样，进行对比重复试验，此次试验中我们将烘干时间从30min调整为50min。

数据如下：

由表7得：6mm弃样与0.2分析样灰分差明显较之前混煤试验有了明显改善，但仍然存在负偏倚现象。

3 整改建议

1）由于3mm对辊破碎机在破碎过程中易导致矸石等硬度高、灰分低的物质滞留，无法和煤样同时进入缩分系统，故在缩分过程中矸石不易收取进入集料仓门，建议在对辊破碎机与缩分溜管之间增加混匀装置。当3mm对辊破碎机将样品完全破碎结束后混匀进入缩分器溜管。

2）适当增加样品进行0.2mm研磨之前的烘干时间，保证0.2mm样品不会粘附在研钵内壁，保证样品完整性。

4 总结

1）当设备各粒度级粒度满足国标要求情况下，设备仍存在固定性负偏倚现象。

2）煤泥、矸石等硬度高、灰分低的物质减少后，固定性负偏倚现象得到明显的改善。

3）入料粒度均匀性也会影响一体机各级出样结果。

4）当采用≤13mm充分混匀的煤样进行试验时，6mm弃样與3mm弃样灰分值基本没有偏差，说明混合均匀、煤种单一的煤样在一体机6mm破碎缩分系统中并不会出现固定偏倚，但投入均匀的煤质并不能改变3mm破碎缩分过程中的系统偏倚现象，3mm存查和0.2分析样、0.2mm备查样仍存在较大的灰分差。

【参考文献】

[1]赵艳丽.浅谈煤样采制化存在的几点问题[M].中国科技博览，2014.

[2]韩立亭.电力用煤采制化标准汇编[M].中国标准出版社.2015.endprint