一种新型煤质快速检测技术的研究

王广新

（山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿， 山西 长治 046102）

引言

1 煤质检测存在波动的原因

1）由于煤的生产环境不同，因此煤炭在本质上存在差异性。主要由于井田内，不同采区以及不同煤层等，其煤质有所不同。由于各个井下采煤区工作进度不同，对于同一个工作面不同时间内，其出煤数量也存在较大的差异性，由此可以看出，每日的出煤量在质与量方面都会存在较大的差异性[1]。

2）对煤质检测的方式相对落后，这样不能满足煤质变化的问题。采煤厂在进行生产及装车采样时，都是在胶带机中部实现，并在化验室进行常规检验，通常生产装车点样需要1～2 h 才可以出结果，因此检测结果滞后生产过程。

为了能够快速提高检测，该选煤厂采用TG800快速工业分析仪实现对煤质进行迅速的检验。

2 TG800 快速工业分析仪结构及原理分析

图1 表示TG800 快速工业分析仪工作示意图，图2 表示水分测试模块结构示意图。

此设备主要包括如下几个模块：第一，水分测试单元；第二，灰分测试模块；第三，挥发分测试模块。其可以借助相应的检测技术对水分、灰分以及挥发分进行检测。其中各个模块采用的组件基本相同，除传感器以及加热炉组件不同，以水分测试模块进行简要的介绍。

图1 测试方法结构连接示意图

图2 水分测试单元结构示意图

水分测试工作原理首先由第一加热炉加热，接着借助第一天平对样品实施称重实验。样品放置在水分增竭内，第一天平放置在第一升降平台下端，水分增竭设置在第一送样盘机构。第一天平的天平支架设置有第一送样杆，当工作时需要有第一电机给第一升降平台传输动力，进而实现起落与下降，这样能够保证水分增竭进人第一加热炉，最终实现水分测试。在第一加热炉组件中安装温度传感器，这样能够及时检测加热炉的温度变化。

快速工业分析仪测试模块包含天平、送样杆、放样盘机构、增竭、加热炉组件以及对应的升降平台等组件，并且在天平支架上面安装有送样杆，升降平台设置有放样盘机构以及加热炉组件，其水分测试传感器、灰分测试传感器、挥发分测试传感器被独立地设置在对应的模块中，每个模块负责对应的测试项目。不同于当前采用的低温炉测试水分，而是借助高温炉分别测试灰分与挥发分。与此同时，由于送样杆不再穿过低温炉，这样不需要改造低温炉，低温炉不需要穿孔，因此密封性较好，从而提高了检测精确性。

借助该系统进行测试水分、灰分以及挥发分三个指标，测试时间取三指标中的最大值，经过测试发现测试时间在20 min 以内，与传统测试时间相比缩短了一半。

3 实践应用中试验过程的分析

3.1 安装检测位置的选择与确定

该洗煤厂引入TG800 快速工业分析仪的过程中，不仅进行安装调试，而且制定了如下三种取样安装检测方案：

1）将检测仪设置在煤胶带中部采样机上，煤样必须经过破碎、缩分处理之后，才可以使用快速工业分析仪实现检测。采用动态与静态检测，经过分析发现，实验值与化验值之间存在较大的误差，因此此方案不合理。

2）将检测仪设置在煤胶带中部采样机上，需要进行破碎以及相应的二次采样之后，才可以进行检测。采用动态与静态检测，经过分析发现，实验值与化验值之间存在较大的误差，因此此方案不合理。通过比较两次实验，实验值与化验值之间存在较大的误差，研究发现导致上述现象的原因主要是由于采样频率相对较低以及周期较长等，为此进行优化设计第三种方案。

3）将检测仪设置在装车胶带采样机弃样上，实现取样与检测试验。采用动态与静态检测，经过分析发现，实验值与化验值之间存在较小的误差，因此方案合理。

3.2 装车站装车胶带采样机弃样端的实践应用

通过分析皮带端部采样机发现，其具有如下优点：第一，采样频率较大；第二，采样周期55 s；第三，弃样量约75 kg 等。

3.2.1 新型煤质检测设备

该洗煤厂在2018 年1 月实施对机器的改造。设计人员在皮带运输机器增加溜槽装置以及小胶带，这样在实施采样的过程中，弃样可以顺利进入缓冲仓。与此同时，在小胶带上安装了煤流成形装置，并且设置一定的安装空间与安装煤质检测设备的空间。对于小胶带工作频率主要是变频驱动，从而可以有效地促进小胶带的启动停止以及运行等，此类设置能够保障快速工业分析仪实现检测的目的。在2018 年3 月实现设备的安装与调试，并且投入使用。

3.2.2 检测结果的对比分析

采用TG800 快速工业分析仪对煤质检测与化验进行比较，对于静态煤样所具有的灰分数据经过拟合，如图3 所示。

图3 静态煤样的灰分对比数据拟合图

通过分析图3 可以发现，装车灰分与对应的实验室化验热值之间具有较小的误差。经过调研发现，该煤厂自从引入该分析之后，运销车间装车合格率上升到83.36%，总体提高30.68%。由此可以看出，该仪器能够有效地提高装车外运合格率，提高工作效率，满足用户的需求。实现了经济效益最大化[2]。

4 结语

该选煤厂在引入TG800 快速工业分析仪检测设备时间内，设备运行平稳，并且检测效果理想，可以极大地优化运销车间装车合格率，能够有效地指导配煤装车的工作。该设备能够有效地提高产品质量，优化洗煤选煤效率。与此同时能够有效地降低化验实验室从业人员的工作强度，减少人为引起的实验误差，提高煤质检验的精确度，从而能够提高洗煤厂的经济效益以及提升煤厂自身的竞争力，提高了企业的经济效益。