煤炭機械化采樣裝置在港口的應(yīng)用范文

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摘要：介紹移動煤流皮帶中部機械化采樣裝置在蕪湖港裕溪口煤碼頭的現(xiàn)場實際應(yīng)用情況，同時指出該裝置對港口開展采樣工作的必要性，為機械化采樣裝置在港口的應(yīng)用研究和設(shè)備改造提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：港口；機械化；采樣裝置；煤炭

0引言

當前隨著煤炭貿(mào)易的快速發(fā)展，各貿(mào)易相關(guān)方對煤炭采制化工作的要求也在不斷提高，想要準確高效的開展采制化工作，采取有代表性的煤樣是關(guān)鍵。人工采樣時往往受采樣工具、人為因素等影響，且港口作為煤炭貿(mào)易的集散中心，其煤炭采樣工作具有配煤多、煤種雜、涉及用戶類型多的特點，容易引起質(zhì)量糾紛事件的發(fā)生，因此近年來煤炭機械化采樣裝置在港口的應(yīng)用越來越廣泛，正逐漸取代人工采樣，雖然在使用過程中仍存在一些問題，但機械化采樣裝置的使用，提高了數(shù)據(jù)的可靠性，從一定程度上消除了人為因素的干擾，得到了相關(guān)各方的一致認可。

1采樣裝置組成及主要技術(shù)性能參數(shù)

1.1采樣裝置組成

蕪湖港裕溪口煤碼頭使用的機械化采樣裝置是移動煤流皮帶中部采樣裝置，為刮板式二級采樣系統(tǒng)。其由S70型刮板式初級采樣機、破碎縮分單元、棄料返回系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、連接溜槽和鋼構(gòu)框架組成。該采樣裝置采用PLC（ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器）進行邏輯程序控制，利用設(shè)備上的零速開關(guān)對系統(tǒng)各設(shè)備進行運行狀態(tài)監(jiān)控，通過電氣控制柜上部的液晶顯示屏操作面板，可進行采樣系統(tǒng)調(diào)整及主要參數(shù)的設(shè)定，且能對整個采樣過程狀態(tài)參數(shù)及故障信息進行實時顯示。

1.2采樣裝置主要技術(shù)性能參數(shù)

采樣方式為刮板式，適用帶速（1.8～4.25）m/s，適用帶寬（0.5～2.4）m，適用物料粒度≤300mm，適用流量≤2000t/h，水分適應(yīng)性≤17%，出料粒度（3～13）mm。

2采樣裝置工作原理

安裝在輸煤皮帶上的中部采樣頭，按設(shè)定的時間間隔在輸煤皮帶上旋轉(zhuǎn)一周，采取一個完整的斷面煤樣，煤樣通過落煤管緩沖后落入一級給料機，給料機將煤樣連續(xù)均的送入破碎機進行破碎，破碎后的煤樣送入二級給料機的輸送帶，煤樣通過輸送帶上的煤層厚度調(diào)節(jié)器后均勻連續(xù)的通過安裝在二級給料機上的旋轉(zhuǎn)縮分器，縮分器按照設(shè)定的時間間隔旋轉(zhuǎn)刮板一周，采取一個完整的斷面煤樣，從而獲得一個子樣，子樣經(jīng)落煤管進入樣品收集器內(nèi)作為留樣。縮分后的棄料繼續(xù)由二級給料機輸送帶進入斗提式提升機底部，由斗提機輸送帶將棄料提升到斗提機出口返排到正在運行的輸煤皮帶上。

3采樣裝置控制方式

采樣裝置同時具備手動控制和自動控制兩種運行模式，裝置設(shè)有手動和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，在手動狀態(tài)下，可人工啟動系統(tǒng)的各設(shè)備并可通過邏輯報警、繼電器、限位開關(guān)實現(xiàn)對電機的就地啟動與控制；在自動狀態(tài)下，系統(tǒng)由PLC邏輯程序控制，設(shè)備依照預(yù)先設(shè)定的連鎖關(guān)系運行，一旦出現(xiàn)故障，將在系統(tǒng)操作畫面進行報警、采樣裝置所有設(shè)備無法運行，直至問題完成處理，系統(tǒng)復(fù)位完畢后才能重新正常運行。采樣裝置的每個控制單元在系統(tǒng)畫面中均有對應(yīng)的操作按鈕，通過操作按鈕即可以實現(xiàn)采樣機各個部分的單獨操作。

4實際應(yīng)用效果

目前蕪湖港裕溪口煤碼頭應(yīng)用的移動煤流皮帶中部機械化采樣裝置符合采樣的最基本原則，即煤流中任何部位的煤都有可能被采取到，且采取的是皮帶全斷面煤樣，采樣代表性較強，在提高采樣自動化水平、節(jié)省人力和保持操作安全性等方面都取得了良好的效果，主要表現(xiàn)在3個方面。

4.1采樣代表性強

該機械化采樣裝置的采樣工藝符合《煤炭機械化采樣》（GB/T19494—2004）國家推薦性標準要求，采樣機能在瞬間均勻地截取到煤流全斷面，因人工采樣無法從移動煤流中截取全斷面煤樣，因此機械采樣方法采取到的樣品要比人工采取的煤樣更具有代表性。并且采樣機可根據(jù)煤質(zhì)狀況實時調(diào)整采樣間隔時間、縮分器縮分間隔、每個初級子樣縮分次數(shù)、單個樣品收集器的集樣次數(shù)，當皮帶機輸送煤質(zhì)指標差異較大時，可通過縮短采樣機的采樣間隔以達到增加子樣數(shù)量來提高所采集樣品的代表性，同時可通過調(diào)整縮分器縮分時間間隔來控制每個初級子樣的縮分次數(shù)和質(zhì)量，這種技術(shù)和管理上的調(diào)整容易操作，對增加港口煤樣采取的代表性起到了較好的效果。同時采用機械采樣設(shè)備對煤樣進行采取能夠減少人為因素的影響，避免因為采樣人員的自身采樣水平及外界因素干擾而導(dǎo)致的采樣偏差，通過這種采樣方式的改變使得港口采樣的代表性更強，采樣的準確性更高，樣品的安全性也得到了保證，有效減少了煤質(zhì)貿(mào)易糾紛事件的發(fā)生。

4.2提高采樣的自動化水平

引入機械化采制樣裝置后，大幅提高了采樣工作的自動化水平。目前蕪湖港裕溪口煤碼頭自動采樣設(shè)備均采用易控和相對簡單的液壓與電動動力操作。初級采樣機、二級采樣機可由電氣控制中心單獨進行編程，按順序啟動或操作，具有變速、變量控制、重載切割器隨時可變性，且采樣系統(tǒng)中的設(shè)備均自動連鎖運行，系統(tǒng)中安裝的保護檢測元件可以監(jiān)控采樣過程中的各級設(shè)備運行狀態(tài)，以防止系統(tǒng)溜槽堵塞或設(shè)備故障，一旦采樣系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會迅速發(fā)出警鈴和燈報警，系統(tǒng)自動停機并在觸摸屏人機界面顯示相應(yīng)的故障信息，具有較高的自動化程度。同時伴隨著港口采樣自動化水平的提高，大大降低了采樣人員的勞動強度，提高了采樣工作效率。

4.3增加采樣作業(yè)的安全性

港口作為煤炭貿(mào)易的中轉(zhuǎn)站，其皮帶機運行速度和煤炭流量一般較大，蕪湖港裕溪口煤碼頭運送煤炭的皮帶速度均超過了2m/s，皮帶煤流量也大于1500t/h，超過了人工采樣時皮帶運行速度不應(yīng)大于1.5m/s的要求，此時如果仍然采用人工采樣方法則比較危險，容易發(fā)生人員滑到、摔傷、采樣鏟脫落等危險事件，因此在該種皮帶運行工況下，已經(jīng)不適應(yīng)于進行人工采樣了。采用機械化采樣方式則避免了因皮帶運行工況而可能給采樣人員帶來的傷害，且機械化采制樣裝置與主輸煤皮帶實時連鎖，大大提高了采樣過程中的設(shè)備和輸煤皮帶的運行安全性。

5常見問題分析及建議

5.1采樣器存在留底煤現(xiàn)象

由于采樣器運行軌跡與采樣皮帶段的弧度不能保持完全一致，采樣器進料口邊緣距離皮帶表面平均約（15～40）mm，致使皮帶弧度底部煤樣無法被正常采取，存在明顯的留底煤現(xiàn)象。留底煤直接影響采取煤樣的代表性，特別是港口進行配煤時的混裝煤炭采樣作業(yè)時，容易導(dǎo)致采樣結(jié)果偏差較大事件的發(fā)生。建議將初采器與皮帶接觸部位的輥軸由“3輥改為5輥”增加弧度一致性，同時定期更換和調(diào)整采樣器底端的膠帶與輸煤皮帶間的間隙，可有效減少嚴重留底煤現(xiàn)象的發(fā)生。

5.2采樣裝置堵塞問題

采樣裝置堵塞多發(fā)生在落煤管、破碎機、縮分器等部位，目前港口機械采樣裝置初級采樣頭動作一次可以采取15kg以上的煤樣，樣量較大，由于落煤管基本是垂直的，因此子樣落至給料皮帶時無緩沖，在皮帶上形成了一個中間厚的丘狀煤堆，這些子樣進入破碎機時不均勻，易造成瞬時進入破碎機煤量超過破碎機最大出力，導(dǎo)致設(shè)備堵塞。特別是煤樣濕度與粘性較大時，更容易引起采樣裝置的堵塞，使采樣報警系統(tǒng)發(fā)出故障報警信號，導(dǎo)致采樣裝置停止運行。為減少堵塞問題的發(fā)生建議將落煤管等與煤樣接觸的部分全部改為采用不銹鋼材質(zhì)；保持內(nèi)表面呈光滑圓角且涂抹防堵材料；適當增加破碎機功率；將破碎機最終出料粒度由6mm調(diào)整為13mm，通過以上方法可有效改善采樣裝置堵塞問題。

5.3破碎機篩條易斷裂

港口機械化采樣裝置的破碎機篩條多為鑄鐵件，雖然其耐磨性較好，但強度不高，由于港口煤炭差異較大，煤質(zhì)較為復(fù)雜，部分煤炭含矸石等不易破碎的異物較多，這些異物極易破壞篩條，影響采樣裝置的正常運轉(zhuǎn)。建議將鑄鐵構(gòu)件改成鑄鐵合金鋼構(gòu)件，既有好的耐磨性又有較高的強度，同時還可減輕構(gòu)件的質(zhì)量。

6結(jié)語

機械化采樣裝置在蕪湖港裕溪口煤碼頭應(yīng)用后，提高了采樣作業(yè)的自動化水平；減少了人為因素的干擾；提高了樣品檢驗結(jié)果的準確性；減輕了職工的勞動強度；提高了作業(yè)安全系數(shù)，在采樣過程中遇到的常見問題可以通過設(shè)備改造等方式加以改進。同時采用機械化采樣方法，為煤炭交易正處于快速發(fā)展時期的港口貿(mào)易相關(guān)方提供優(yōu)質(zhì)高效的采制化服務(wù)，有利于進一步促進港口煤炭交易事業(yè)的發(fā)展，給行業(yè)相關(guān)方帶來了良好的經(jīng)濟效益。目前在港口開展機械化采樣作業(yè)已經(jīng)成為一種趨勢。

參考文獻

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作者:紀長順 戴昭斌 單位:安徽省煤炭科學(xué)研究院