電廠煤炭采樣方法的分析與應用
科技專論
作者：羅勝
【摘要】電廠入廠煤煤質檢測主要為商業結算提供依據，基於采樣在檢測環節中的重要性，以實例詳細闡述了影響采樣誤差的因素及應對措施，重點探討了皮帶煤流機械化采樣和煤堆采樣方法的應用，指出了煤炭機械化采樣的優越性和人工采樣的必要性。
【關鍵詞】煤炭；采樣方法；應用
引言
在煤質檢測各個環節中，如果用樣本方差來表示誤差的話，采樣誤差占80%，製樣誤差占16%，化驗誤差僅占4%。可見，在煤質檢測環節中，真正的關鍵是采樣環節，嚴格執行采樣操作規範、采用合理的采樣方法意義重大。
1、采樣
從大量煤中采取具有代表性的一部分煤的過程，叫采樣。采樣的基本要求，是被采樣批煤的所有顆粒都可能進入采樣設備，每一顆粒都有相等的機率被采入試樣中。火電廠煤炭采樣包括入廠煤煤樣、入爐煤煤樣、製粉係統煤粉煤樣以及與煤有關的燃燒產物飛灰樣等。本文主要探討用作商業結算的入廠煤采樣。
2、影響采樣誤差的主要因素
除了煤質特性外，煤樣代表性與采樣方法的選擇及采樣操作關係密切。對一個采樣單元來說，子樣數要滿足采樣精密度的要求；每個子樣的質量應符合標準的規定；采樣點要合理分配與正確定位；要使用適當的采樣工具或機械。采用提高采樣的精密度來增加子樣質量，遠不如增加子樣數有效果。無論是人工采樣還是機械采樣，均不得存在係統偏差，這一點極其重要。人工采樣受生產安全、人力體力、工具使用、操作技術等因素的影響，代表性受限，效率不高。機械采樣正被普遍推廣。當然設備故障時，仍然需要人工采樣作補充。
3、采樣方法的合理應用
煤的人工采樣和機械化采樣都有相關標準規定，而在電廠實際操作中，需要根據不同情況選擇相應的采樣方法，其目的都是為了得到雙方共同認可的有代表性的煤樣。
3.1移動煤流采樣
運輸工具頂層采樣，存在樣品的代表性和攀爬運輸工具的安全風險。如果來煤有意分層裝運，上層是好煤，下麵是差煤，那麼頂層采樣無法取到有代表性的煤樣。因此，大煤量作業盡可能在移動煤流中采樣。移動煤流采樣，分為人工采樣和機械化采樣。由於電廠入廠煤皮帶的帶速、煤流量等均超出人工采標準規定的條件，而停皮帶采樣方法工作量太大，日常不采用。目前，大多數電廠安裝入廠煤樣機械化采樣裝置。
3.1.1煤流機械化采樣實踐
某電廠采用鐵路運煤，以往采用火車車頂采樣方法，耗時耗力，如果遇到雷雨、冰雪以及極熱天氣還得暫停采樣。自從投用了皮帶煤流機械化采樣裝置，采樣的安全性和規範性有了質的提高。
當然，機械化采樣裝置的投運並不是一帆風順的。最初，采用一級采樣、一級給料、一級破碎、二級給料、二級破碎、二級給料、一級縮分和鬥提機餘煤返回係統組成。由於係統過於複雜和技術不到位，經常發生堵煤，造成裝置無法正常運行。經過多次改進，合理減小一級采樣頭開口尺寸（從750mm逐步改成250mm）、將二級破碎精減成一級破碎、將餘煤返回係統由提升機改成經小皮帶輸送至主輸煤皮帶，最終運行良好，順利通過驗收。目前，單台投運率達到90%以上（兩路采樣裝置可以切換），實際采樣率達100%。
改造成後的皮帶機械采樣係統由一級采樣器（一級采樣頭）、一級皮帶給料機、一級破碎機、縮分皮帶機、二級采樣器（縮分器）、集樣罐、餘煤返回皮帶組成。主輸煤皮帶寬1600mm、帶速3.15m/s、額定流量2500t/h，一級采樣頭開口尺寸250mm，采樣頭圓弧板與輸煤皮帶間隙6mm左右。縮分皮帶寬400mm、二級采樣頭（縮分器）開口尺寸40mm，采樣頭圓弧板與縮分皮帶間隙6mm左右。初級采樣頭間隔120s動作一次，延時30秒縮分器開始縮分取煤動作，間隔2秒動作一次，連續動作14次。根據車型不同，3000噸的煤列，一次采樣的子樣數80～130個不等，子樣質量20～50kg不等。經破碎和縮分後，收集到13mm煤樣質量達200kg左右。