煤质快速灰分检测仪在生产中的应用及效果

摘 要：随着大型新建矿井的陆续建成和投产，机械化采煤比例增加，客户对商品煤煤质要求也在不断提高。为满足不同用户的需求，大中型煤矿一般都配备有自动化程度较高的煤炭洗选厂。通过煤炭的洗选和分级，来满足客户的不同需求，从而达到对能源的充分利用并提高煤矿经济效益的目的。

煤炭工业分析仪应用于煤炭业已有20多年的历史，其稳定的销量足以证明其价值。在线分析仪通过提供实时信息为煤厂各煤种的质量控制和生产管理提供了极大的帮助，如果依赖化验室，这些数据只能在采样后的数小时甚至数天后才能得到。

为了满足煤炭洗选行业对进场原煤和产品煤煤质实时数据的需求，基于先进成熟的煤质在线检测技术，针对性推出了煤炭洗选行业的煤炭质量实时监控系统方案，即煤质在线采、制、检一体设备，可以检测出煤炭的灰分，为煤炭的洗选工艺提供数据支持。

关键词：煤质;检测;灰分;数据

1.  基本原理

灰分检测仪是近年来发展起来的一种自动化检测仪器。其工作原理为： 同位素射线照射煤炭时，不同灰分的煤炭对射线产生不同的影响，用专用的闪烁探测器将表征煤炭灰分的射线检测出来，转换成电信号进行运算处理，得出煤炭的实际灰分值。

1.1     灰分检测仪的组成

（1） 放射源

放射源为镅—241和铯一137，这两种放射线要从放射源里面直接射出并穿透煤层传向接收器。

（2） 接收器

接收器收到其传送的信号后送入光电倍加管，再次转换成电子信号送入前置放大器，传送到控制板面。

（3） 电子分析

电子分析的重要组成部分有 AD 转换器，数据采集接口电路，接口电路，其功能是将放大的电信号通过稳峰仪模块送入信息传送模块，信息传送模块将数字信号转化成可远距离传送的信号，送入电缆。

（4） 信号与传输电缆

可以实时传送准确的煤质化验数据。

（5） 计算机系统

计算机系统包括计算机、打印机。计算机为工业计算机。

1.2     γ 辐射煤灰分仪的功能

γ 辐射煤灰分仪有煤灰分测量、自动反应及显示和查询功能，以满足指导选煤生产的基本要求。这些功能的实现，除了必要的硬件设备外，主要靠的是计算机软件系统数学模型等最终的数据处理部分。

1.3     灰分测量

实现动态煤流灰分的在线测量，是 γ 辐射灰分仪的基本功能。测得的灰分以百分含量为单位，保存在灰分数据文件中，按设定要求能显示数据结果便于技术人员对历史数据的查询提供第一手煤炭质量数据。

1.4     参数校验和传送带參数测量

本系统具有独立的的自稳谱功能，可以通过检验来修正灰分仪参数的细微变化，消除灰分仪的漂移。参数校验可自动定时进行。

由于传送带的磨损或更换，这种影响不是恒定不变的，因此在煤灰分测量程序中提供了传送带参数修订功能，以便急时修正它对灰分测量结果的影响。

1.5     灰分仪所处状态的监测和控制

根据传送带运转情况，能自动确定工作状况，做到自动运用，不需要人工干预。即灰分仪接到传送带停止运转的信号，灰分仪将暂时停止灰分测量，在预先设定的等待时间内，如接到重新运转的信号，灰分仪将继续测灰。若测得灰分或煤层厚度超过预先给定的范围，系统上将给出提示警告。

1.6     测量计划制定

根据已知的生产计划制定相应的测量时间表，一旦时间到达了测量时间表中某测量计划所规定的起始时间，灰分仪自动按指定的参数，开始作该项计划所规定的煤种或编号煤的灰分测量。

1.7     工业标准的电流、电压输出

灰分仪配备有若干个模数转换电路，把测量到的灰分值转换为工业标准的模拟电流、电压，提供给用户，作为灰分值的反馈，用于生产过程的自动控制或输入显示终端，把测量结果显示出来，便于生产工作人员的及时调整使用。

3   选煤厂的实际应用

3.1     使用煤质快速测灰仪的优点

（1） 能对被测产品质量实时动态检测，快速得出检测结果。调整灰分仪时间参数，可使灰分仪每隔1分钟就产生一个瞬时灰分值。

（2） 检测结果准确，大大消除人工检查误差。为保证灰分仪测值的准确性，静态标定试验采用大量标准煤样，几乎每个0.50%灰分范围都有2～3个标准样，标定方程的准确性高;日常使用中，对灰分仪定期进行皮带空运转校准，以消除皮带磨损、仪器老化等引起的误差。

3.2     效益评价

（1） 产品质量趋于稳定

改造后，精煤产品灰分变化区间明显变窄。变化区间由以前的8.00%～13.20%控制在目前的9.00%～10.00%之间。改造后，矸石带煤、煤中带矸降低。尤其是矸石带煤，以前高时可达10%，目前基本稳定在3%～3.5%之间。矸石带煤不仅造成资源浪费，而且矸石带煤也使矸石山治理成为一大难题。现在，当矸石堆到一定厚度时，用黄土覆盖即可，其治理难度明显降低。

（2） 节约劳动成本，降低劳动强度，可实现现场无人值守改造前，为确保产品数质量，需要有人现场值守，以便及时调整运行参数。目前，不需要现场操作人员，实现了无人值守;更重要的是，再也不需要人工对产品进行频繁采样检查，极大减少了生产技术检查工作量。

4.结论

在线煤质快速灰分检测仪将成熟的核射线技术及先进的计算机技术有机地融合在一起，实现了煤质的快速检测，属非接触在线测量，能在设定时间内给出测试结果，具有快速高效、实时在线、准确方便等特点。探测器采用单元双探测结构专利实现温度主动补偿克服了温度的影响，提高了仪器的精确度与稳定性。标定简单方便，免除繁杂的标定过程，提高了仪器的使用效率，主机具有多种物料测量曲线预置装置，物料发生变化时无需重新标定，只需选择相应预置曲线。模拟信号就地处理变为数字信号，使得经由模拟传输线导入的工频及电磁干扰减到最小，保证了仪器稳定性 ，多项防雷击措施，最大限度保证了通讯安全。选用高可靠性能的微型计算机，专用硬件接口，WINDOWS 图形界面，运行稳定可靠操作简便，易于维护，便于升级。同传统的化验方法比，該仪器属连续全扫描非接触测量，快速高效，是指导电厂、煤矿、洗煤厂、水泥厂、炼焦厂等用户用煤、配煤、优化锅炉燃烧的最佳选择。该仪器测量是连续全扫描监测煤质的灰分、热值，实时性强，误差小。 省去繁杂的接线工作，安装方便，使系统更稳定可靠。

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作者简介：

田新平（1983.02）男，汉，陕西铜川，当前职务：科员，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：机电设备管理.