煤炭采样器的设计与开发

煤炭采样器的设计与开发

杨兴

大唐三门峡发电有限责任公司  河南省三门峡市  472000

摘要：结合当前发展来看各国发展速度加快，在这个竞争力不断增加的时代我们要抓住机遇，重视资源的高效开发和利用。火电厂煤炭采集装置研究运用取得发展和进步，并且凸显出其价值。煤炭资源能源在当前发展中取得显著成就，主要原因是生产力和资源需求的刺激。在石油资源危机出现的当前，煤炭资源越来越重要，但是由于管理水平、运输方式和开采方式上的差异，煤炭质量存在差异，所以需要采样工作的支持。

关键词：煤炭；采样器；设计

煤炭是重要的资源能源，将会在很长一段时间之内占据我国能源的主导地位，但是由于管理水平、运输与开采方式上的差异，导致煤炭质量存在很大差距，不同用煤单位对煤炭质量需求也存在差异，目前煤炭供应商在分析煤炭质量的时候可以选择方式有采样、制作、化验三个环节，在这一过程中采样与制样两个环节都被称为煤炭的采样制作环节。在这一环节中普遍使用煤炭采制样装置分析与化验、评价样品。但是这一装置存在误差，导致煤炭质量结果不合理从而造成煤炭资源浪费的情况。

1. 煤炭采集装置

结合当前能源资源消耗情况来看火力发电厂消耗成本巨大，为保证可以实现高效进行煤炭采样，行业人士提出采样分析多的方式，采样环节很容易出现偏差，这也是煤炭采样装置使用中很容易遇到的问题，近几年来我国实力不断增强，在火力发电上面取得很大的进步，不断发现问题并且解决存在的问题。传输煤炭设备在传输过程中，由于原煤含有少部分水分，在原煤打碎后很容易形成糊状，堵塞出口部分，随着火电厂生产，这种堵塞现象越来越严重，最终煤炭都不能通过传输系统，入炉煤自动采样传输装置筛子本身间隙就比较小，堵塞后就不能采样了，所以采样设备就失去了意义，筛选煤炭失去代表性，这是十分令人头疼的事情，如果堵塞现象一直出现，不仅会影响到设备项目与质量，甚至会影响到机械本身，造成机械设备不能使用，进而造成对资源的浪费[1]。另外这不符合我国发展的需要，火力发电厂煤炭采集装置的基本设定是只有破碎机被煤炭堵死才会发出警告，并且自动停止机械运行，但是部分时候机械其他部位也会存在堵塞，破碎机在这一过程中持续破碎煤块，此时材料不断堆积，不能通过采样区正常采样，导致运输皮带被煤炭挤压，此时设备暂停使用，需要进行维修。设备停机维修将会造成巨大的损失，同时耽误生产使用，在煤炭堆积的时候采样装置与各个设备之间都没有联系，不能及时做出反应，所以就存在堵塞现象导致设备损坏，这也让机械的采样缺乏代表性，采样装置无法完全发挥价值和作用，进而影响到火力发电的发展。

2. 煤炭采样装置的设计

这种采样装置是针对运煤皮带设计的机械化采样装置，适合使用在火力发电厂的原料煤、皮带煤的制作中。这种设备可以在使用过程中实现自动采样、制样、集样、余煤的返排全过程中，系统结构紧凑合理、坚固耐用，后期的维护、检修方便，当前这一设备运行是使用PLC工业可编程控制器实现自动控制的过程，具备技术含量好和自控性能强等诸多优势[2]。

其工作原理是使用采样头、皮带机、破碎机、缩分器、集样器、斗提机、电气控制系统组成。采样装置使用两路采样和两套系统的布置方式，采样头使用的煤样经过密闭皮带机进入到细碎破碎机中实现破碎，破碎之后的细煤进入到旋鼓式缩分器中实现缩分，经过缩分后的煤样进入到集样瓶中，缩分后余煤进入到斗提机内，煤样经过斗提机提升到一定高度之后，将余煤排回到正在采样的输送机上面。

该设备特征是：采样头由刮板式采样头和带防尘罩的钢结构件组成，刮扫头是不锈钢制作成的，并且配置了平衡块， 装在钢结构架上，配置钢刷，保证采样头扫过煤流后能够取得整个断面的样品。驱动电机具备制动功能，可驱动设备、让设备停止采样。采煤样在每次的行程终点卸下样品，接近开关控制行程的终点，而采样头可以保证实现全断面的采样，而不损伤皮带以及丢失煤样。刮扫头由齿轮减速电机驱动和电机带电磁制动，当设备开始采样，进行一个周期作业时，减速电机驱动刮扫头快速旋转，贴近皮带之后快速取样，达到一定角度之后旋阻开关跳动，刮扫头360°旋转后停在下一个周期的出发位置，煤样由出料口进入到管内。刮扫头在旋转的过程中不会接触到皮带和煤流。

密闭皮带给料机能够防止粉尘污染设备以及减少设备造成的损失，而且设备均设置了均料装置来调节采煤量，避免出现短时间之内堵塞破碎机的现象，可以让煤样均匀输入到破碎机内。

破碎机入料口为全进料式结构，煤可以顺利进入到腔内，预留出足够的破碎空间，防止瞬时煤量过大出现堵塞现象。破碎机设置破碎腔，这样可以在煤进入破碎区之前实现筛分，可以让煤进入到破碎区段减少堵塞现象。破碎出料筛分区设置筛板架，根据不同的出料度调整筛板，视具体可以根据火电厂实际情况选择筛板，部分筛板也可以调整筛板多少，既可以保证粒度以及减少筛板数量，破碎出料筛分区是进料口的0.3倍，让破碎后的煤可以均匀排出，避免出现堵塞现象。破碎机箱设置为门式双开启结构，方便更换锤头、清理堵煤，可以让整个破碎腔裸露出来，工作十分方便。破碎机锤头材质要选择具备高耐磨性、高韧性的材质，使用寿命应达到10000小时以上

[3]。

缩分器作为采样装置的主要设备，设备由驱动电机和旋鼓组成，煤在破碎后煤样经过煤管进入到缩分器中，旋鼓在减速电机的带动下旋转，样品进入到集样管中进入到瓶内，溜管与瓶口均采取密封的形式，避免煤样的水分流失或者是遭到粉尘的污染。这种设备结构简单，缩分范围广，不容易堵塞，调整维修相对方便。在使用的时候可以使用PLC作为调节器，其调节范围比较大。

集样器主要是放置集样瓶，进行不同矿种、车次区分的专用设备，使用PLC控制，实现精准定位、取瓶，选择ABS材质制作，方便运输和搬运、存储。

结语：

综上，煤炭采样器在设计方面，要与现代技术相结合，充分优化的采样装置，让其为当前的火力发电厂工作而服务。在实际发展中需要积极不断探索，引进更多先进人才实现创新，解决煤炭采样装置存在的问题。

参考文献：

[1]何波, 付宇, 刘洋,等. 煤炭采样器的设计与开发[J]. 武汉工程职业技术学院学报, 2022, 34(2):7-7.
    [2]马娜, 陈玮. 仿真技术在微型生物颗粒采样器设计中的应用[J]. 机电产品开发与创新, 2020, 33(3):3-3.

[3]王泰华, 董征, 刘加奇,等. 基于手机图像处理的煤炭GSI检测系统设计与实现[J]. 煤炭科学技术, 2021, 49(3):6-6.