煤炭机械化采样装置在港口的应用范文

摘要：介绍移动煤流皮带中部机械化采样装置在芜湖港裕溪口煤码头的现场实际应用情况，同时指出该装置对港口开展采样工作的必要性，为机械化采样装置在港口的应用研究和设备改造提供了参考依据。

关键词：港口；机械化；采样装置；煤炭

0引言

当前随着煤炭贸易的快速发展，各贸易相关方对煤炭采制化工作的要求也在不断提高，想要准确高效的开展采制化工作，采取有代表性的煤样是关键。人工采样时往往受采样工具、人为因素等影响，且港口作为煤炭贸易的集散中心，其煤炭采样工作具有配煤多、煤种杂、涉及用户类型多的特点，容易引起质量纠纷事件的发生，因此近年来煤炭机械化采样装置在港口的应用越来越广泛，正逐渐取代人工采样，虽然在使用过程中仍存在一些问题，但机械化采样装置的使用，提高了数据的可靠性，从一定程度上消除了人为因素的干扰，得到了相关各方的一致认可。

1采样装置组成及主要技术性能参数

1.1采样装置组成

芜湖港裕溪口煤码头使用的机械化采样装置是移动煤流皮带中部采样装置，为刮板式二级采样系统。其由S70型刮板式初级采样机、破碎缩分单元、弃料返回系统、电气控制系统、连接溜槽和钢构框架组成。该采样装置采用PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）进行逻辑程序控制，利用设备上的零速开关对系统各设备进行运行状态监控，通过电气控制柜上部的液晶显示屏操作面板，可进行采样系统调整及主要参数的设定，且能对整个采样过程状态参数及故障信息进行实时显示。

1.2采样装置主要技术性能参数

采样方式为刮板式，适用带速（1.8～4.25）m/s，适用带宽（0.5～2.4）m，适用物料粒度≤300mm，适用流量≤2000t/h，水分适应性≤17%，出料粒度（3～13）mm。

2采样装置工作原理

安装在输煤皮带上的中部采样头，按设定的时间间隔在输煤皮带上旋转一周，采取一个完整的断面煤样，煤样通过落煤管缓冲后落入一级给料机，给料机将煤样连续均的送入破碎机进行破碎，破碎后的煤样送入二级给料机的输送带，煤样通过输送带上的煤层厚度调节器后均匀连续的通过安装在二级给料机上的旋转缩分器，缩分器按照设定的时间间隔旋转刮板一周，采取一个完整的断面煤样，从而获得一个子样，子样经落煤管进入样品收集器内作为留样。缩分后的弃料继续由二级给料机输送带进入斗提式提升机底部，由斗提机输送带将弃料提升到斗提机出口返排到正在运行的输煤皮带上。

3采样装置控制方式

采样装置同时具备手动控制和自动控制两种运行模式，装置设有手动和自动转换开关，在手动状态下，可人工启动系统的各设备并可通过逻辑报警、继电器、限位开关实现对电机的就地启动与控制；在自动状态下，系统由PLC逻辑程序控制，设备依照预先设定的连锁关系运行，一旦出现故障，将在系统操作画面进行报警、采样装置所有设备无法运行，直至问题完成处理，系统复位完毕后才能重新正常运行。采样装置的每个控制单元在系统画面中均有对应的操作按钮，通过操作按钮即可以实现采样机各个部分的单独操作。

4实际应用效果

目前芜湖港裕溪口煤码头应用的移动煤流皮带中部机械化采样装置符合采样的最基本原则，即煤流中任何部位的煤都有可能被采取到，且采取的是皮带全断面煤样，采样代表性较强，在提高采样自动化水平、节省人力和保持操作安全性等方面都取得了良好的效果，主要表现在3个方面。

4.1采样代表性强

该机械化采样装置的采样工艺符合《煤炭机械化采样》（GB/T19494—2004）国家推荐性标准要求，采样机能在瞬间均匀地截取到煤流全断面，因人工采样无法从移动煤流中截取全断面煤样，因此机械采样方法采取到的样品要比人工采取的煤样更具有代表性。并且采样机可根据煤质状况实时调整采样间隔时间、缩分器缩分间隔、每个初级子样缩分次数、单个样品收集器的集样次数，当皮带机输送煤质指标差异较大时，可通过缩短采样机的采样间隔以达到增加子样数量来提高所采集样品的代表性，同时可通过调整缩分器缩分时间间隔来控制每个初级子样的缩分次数和质量，这种技术和管理上的调整容易操作，对增加港口煤样采取的代表性起到了较好的效果。同时采用机械采样设备对煤样进行采取能够减少人为因素的影响，避免因为采样人员的自身采样水平及外界因素干扰而导致的采样偏差，通过这种采样方式的改变使得港口采样的代表性更强，采样的准确性更高，样品的安全性也得到了保证，有效减少了煤质贸易纠纷事件的发生。

4.2提高采样的自动化水平

引入机械化采制样装置后，大幅提高了采样工作的自动化水平。目前芜湖港裕溪口煤码头自动采样设备均采用易控和相对简单的液压与电动动力操作。初级采样机、二级采样机可由电气控制中心单独进行编程，按顺序启动或操作，具有变速、变量控制、重载切割器随时可变性，且采样系统中的设备均自动连锁运行，系统中安装的保护检测元件可以监控采样过程中的各级设备运行状态，以防止系统溜槽堵塞或设备故障，一旦采样系统出现故障，会迅速发出警铃和灯报警，系统自动停机并在触摸屏人机界面显示相应的故障信息，具有较高的自动化程度。同时伴随着港口采样自动化水平的提高，大大降低了采样人员的劳动强度，提高了采样工作效率。

4.3增加采样作业的安全性

港口作为煤炭贸易的中转站，其皮带机运行速度和煤炭流量一般较大，芜湖港裕溪口煤码头运送煤炭的皮带速度均超过了2m/s，皮带煤流量也大于1500t/h，超过了人工采样时皮带运行速度不应大于1.5m/s的要求，此时如果仍然采用人工采样方法则比较危险，容易发生人员滑到、摔伤、采样铲脱落等危险事件，因此在该种皮带运行工况下，已经不适应于进行人工采样了。采用机械化采样方式则避免了因皮带运行工况而可能给采样人员带来的伤害，且机械化采制样装置与主输煤皮带实时连锁，大大提高了采样过程中的设备和输煤皮带的运行安全性。

5常见问题分析及建议

5.1采样器存在留底煤现象

由于采样器运行轨迹与采样皮带段的弧度不能保持完全一致，采样器进料口边缘距离皮带表面平均约（15～40）mm，致使皮带弧度底部煤样无法被正常采取，存在明显的留底煤现象。留底煤直接影响采取煤样的代表性，特别是港口进行配煤时的混装煤炭采样作业时，容易导致采样结果偏差较大事件的发生。建议将初采器与皮带接触部位的辊轴由“3辊改为5辊”增加弧度一致性，同时定期更换和调整采样器底端的胶带与输煤皮带间的间隙，可有效减少严重留底煤现象的发生。

5.2采样装置堵塞问题

采样装置堵塞多发生在落煤管、破碎机、缩分器等部位，目前港口机械采样装置初级采样头动作一次可以采取15kg以上的煤样，样量较大，由于落煤管基本是垂直的，因此子样落至给料皮带时无缓冲，在皮带上形成了一个中间厚的丘状煤堆，这些子样进入破碎机时不均匀，易造成瞬时进入破碎机煤量超过破碎机最大出力，导致设备堵塞。特别是煤样湿度与粘性较大时，更容易引起采样装置的堵塞，使采样报警系统发出故障报警信号，导致采样装置停止运行。为减少堵塞问题的发生建议将落煤管等与煤样接触的部分全部改为采用不锈钢材质；保持内表面呈光滑圆角且涂抹防堵材料；适当增加破碎机功率；将破碎机最终出料粒度由6mm调整为13mm，通过以上方法可有效改善采样装置堵塞问题。

5.3破碎机筛条易断裂

港口机械化采样装置的破碎机筛条多为铸铁件，虽然其耐磨性较好，但强度不高，由于港口煤炭差异较大，煤质较为复杂，部分煤炭含矸石等不易破碎的异物较多，这些异物极易破坏筛条，影响采样装置的正常运转。建议将铸铁构件改成铸铁合金钢构件，既有好的耐磨性又有较高的强度，同时还可减轻构件的质量。

6结语

机械化采样装置在芜湖港裕溪口煤码头应用后，提高了采样作业的自动化水平；减少了人为因素的干扰；提高了样品检验结果的准确性；减轻了职工的劳动强度；提高了作业安全系数，在采样过程中遇到的常见问题可以通过设备改造等方式加以改进。同时采用机械化采样方法，为煤炭交易正处于快速发展时期的港口贸易相关方提供优质高效的采制化服务，有利于进一步促进港口煤炭交易事业的发展，给行业相关方带来了良好的经济效益。目前在港口开展机械化采样作业已经成为一种趋势。

参考文献

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作者:纪长顺 戴昭斌 单位:安徽省煤炭科学研究院