入厂煤制样存在的问题和解决措施

马辉平

（湖北华电襄阳发电有限公司，湖北 襄阳 441141）

为了降本增效，很多电厂加大对入厂燃料验收环节的管控，保证采制样的代表性和化验分析的准确性，从而保证电厂与煤炭供应方核算煤炭价格的公正性。煤炭是一种组成复杂的混合物，煤炭中游离矿物质的存在、不同粒度的分布及物理偏析作用使煤炭质量特性存在很大的变异性。煤炭分析由3个环节构成：采样、制样和化验。如果用它们在煤炭分析总误差（以方差计）中所占比例来评定，则采样方差占总方差20/25（80%）,制样方差占4/25（16%），化验方差占1/25（4%）[1]。可见，在除去化验误差的影响后，在采样代表性得到保证的前提下，如何提高制样环节的代表性就成了重中之重[2]。

1 制样系统简介

华电襄阳发电公司总装机容量为260万kW，年来煤量在500万t左右，入厂煤制备煤样主设备共3套，其中联合制样机2台，全自动制样系统1台，年约制备3000批次左右煤样。

联合制样机主要由锤式破碎机、对辊破碎机、缩分系统、加料输送器、弃料输送器组成。加料输送器以电动机为动力，通过蜗轮减速机带动传送带，由传送带将物料输送到锤式破碎机中进行破碎；经锤式破碎机破碎后的物料进入一级缩分器中，经过往复式切割，全断面截取物料缩分后进入对辊破碎机进行破碎；破碎后的物料进入二分器中进行缩分进入盛料斗中，一级缩分后在弃样中取全水分样；所有弃样进入弃样输送器中，完成整个制样过程。

全自动制样系统为改变传统煤炭制样方式，结合PLC控制系统，实现对所采煤样的自动除铁、输送、称重、破碎、缩分、干燥、制粉、废样回收、留样转运等自动化制样工艺，最终出料样品为一份6 mm全水分煤样、一份3 mm存查样、一份0.2 mm一般分析试样。所有样品均实现自动封装喷码且存查样和分析样均可通过各自转运皮带机转运至样品交接室，弃料自动收集集中堆放。

2 制样过程存在的问题

不同的电厂因其具体的设备配置、管理方法、人员设置等不同，存在着不同的问题，以下以该公司为例，具体分析生产运行过程中存在的问题。

2.1 全自动制样系统设备利用率不高

全自动制样系统虽具备自动化程度高、减轻人员劳动强度等优点，但其上料重量参数为 20～100 kg，实际运行中上料重量仅为 20～80 kg，入料粒度≤13 mm，极大地限制了不同来煤的制备。公司来煤主要为火车煤，因来煤煤种多、煤量大等限制条件，不能采用皮带采样机，采样方式采用桥式机械采样机，能够满足全自动制样系统制备条件的煤样仅占所采样品的20%左右，设备利用率不高。

2.2 过湿煤样增加制样机堵煤压力

火车煤在遇到雨季天气时在运输过程中被雨水打湿造成煤样水分很大，尤其对于某些较粉状的煤种遇到雨季天气更是容易粘结，给采制样设备带来严峻的挑战。遇到湿煤时，采样机可以采用过溜管（不经过制样系统过旁路）的方式进行采样，因采样机的溜管为一竖直型不锈钢材质管子，采样头采的煤样直接经过溜管下料口进入溜管，可以有效防止煤样堵塞，但是制样系统制备过溜管方式所采的湿煤，就会造成制样机堵塞。

2.3 弃煤处理效率低，作业环境差

全自动制样系统和2台联合制样机平行布置在制样楼房内，设备制样时产生的弃料均通过弃料皮带穿墙直接排放在制样楼后，并在制样楼后搭建简易弃煤棚避免弃料淋雨后处理困难。制样过程中，由于弃料皮带与地面高度差有限，必须由专人用铁锹将排到室外的弃煤铲开，否则弃料堆积至与弃料皮带相同高度时，弃料皮带将卡死导致设备无法运行。当弃煤棚堆满后，要用铲车将弃煤铲出，装车运送至煤场。在弃煤转运过程中，制样工作必须停止，要专门安排人员配合车辆进行装车工作。转运现场污染严重，作业环境非常恶劣。

2.4 空气干燥环节存在隐患

试样制备的目的是通过破碎、混合、缩分和干燥等步骤将采集的煤样制备成能代表原来煤样特性的分析（试验）用煤样。分析煤样的制备是整个煤样缩制过程中的最后一个环节，在煤样装瓶前必须处于空气干燥状态[3]。所谓空气干燥状态，是指试样在空气中连续干燥1 h，其质量变化应不大于0.1%。但是制样员用密封式磨粉机磨制粉样后，现场会存在一些问题：（1）粉盘摆放间距近，容易造成交叉污染；（2）空气干燥阶段无人值守，无关人员进入生产现场存在极大的廉政隐患；（3）习惯性的磨完粉后就装瓶，使煤样未达到空气干燥状态影响后续化验结果。

3 解决措施

3.1 前置缩分煤样处理系统

全自动制样系统投入资金相当于联合制样机的15～20倍左右，但其上料重量和入料粒度条件又极大地限制了设备利用率，投入使用情况严重不符预期。为提高全自动制样系统的设备利用率，建议在全自动制样机前端增加前置破碎、缩分处理单元，对于80 kg＜批煤重量≤500 kg的煤样，系统应具备根据人工离线称重后输入批煤重量，自动调节前置处理单元缩分比，将煤样破碎至≤13 mm，并将重量控制在（20～80 kg）范围内。完成破碎缩分的留样通过提升机与原有全自动一级破碎的进料单元上料口对接进入下一个制样流程，弃料通过皮带机运输至全自动制样间室外。

3.2 煤样干燥处理

对于来煤较湿问题，进行煤样干燥处理。《煤样的制备方法》（GB/T474-2008）中规定煤样干燥可用温度不超过50 ℃、带空气循环装置的干燥室或干燥箱进行，但干燥后、称样前应将干燥煤样置于环境温度下冷却并使之与大气湿度达到平衡。在现场根据实际情况设置煤样干燥室，在煤样干燥室配备热风机，控制干燥室温度不超过40 ℃，将所采的湿煤倒入制定的盘子中均匀摊开进行干燥，制样员定期进行煤样翻动加快干燥过程，记录干燥前后煤样的重量计入全水分损失。经过干燥处理的煤样再进入制样机进行制备，有效地解决湿煤堵塞制样机问题。

3.3 增设弃煤收集系统

基于现场弃煤处理存在问题，结合实际条件考虑，设计采用一条水平传输装置将3台制样主设备弃料口串联起来，再用一条大倾角传输装置将水平装置收集的煤样输送至弃料仓中。弃料仓设计容量20 t，按平均每天出3 t弃煤计算，可暂存1周弃料。弃料仓底部设置一套斜上传输装置，可将仓内余煤直接输送到转运车辆上。设备运行后弃煤可直接输送至弃煤仓中，无需安排专人铲煤，原弃煤棚区域文明生产情况得到极大改善，且实现了一键启停弃煤转运系统，仅由转运司机就可单独完成弃煤转运，无需铲车配合，大大提高了制样效率。

3.4 设置空气干燥装置

针对空气干燥环节存在的隐患，在制样间设置空气干燥装置，主要材料为长70 cm、高120 cm、厚30 cm的不锈钢箱体，箱体上加装控制面板、定时器、电磁锁、启停按钮，箱体两侧为可调节圆孔筛板，内设实心支撑托架，避免上层粉样掉下来污染下层粉样。要求制样员将已磨制好的粉样存放在该装置内进行空气干燥，通过时间继电器的设定，根据煤样放入时间的不同，分别设置不同的空气干燥时间，有效地使不同时间放入的粉样都能达到空气干燥效果。当粉样的空气干燥时间达到设定的时间，会启动自动提醒功能，提示制样员可以进行下一步（装瓶）操作，确保0.2 mm粉样达到空气干燥状态。空气干燥装置的设置，解决了0.2 mm粉样在空气干燥阶段可能出现的混样及交叉污染问题，全封闭和定时自动解锁装置，避免了0.2 mm粉样在空气干燥过程中被无关人员接触，提升了廉洁风险防控能力。0.2 mm粉样统一收集到该装置内进行空气干燥，既规范又整洁，提高了作业现场文明生产管理水平。

4 结语

影响入厂燃料验收制样环节的因素有很多，以上仅以该公司在生产实际运行中存在的问题进行分析，对全自动制样机运行现状提出增加前置缩分煤样处理系统以提高设备使用率的建议，对湿煤影响、弃煤处理效率、空气干燥环节存在问题提出了具体的解决措施，并且经过实施都收到了较好的效果，有效地提高了制样效率和作业现场生产管理水平。