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电厂煤炭采样方法的分析与应用
电厂煤炭采样方法的分析与应用【1】
【摘要】电厂入厂煤煤质检测主要为商业结算提供依据，基于采样在检测环节中的重要性，以实例详细阐述了影响采样误差的因素及应对措施，重点探讨了皮带煤流机械化采样和煤堆采样方法的应用，指出了煤炭机械化采样的优越性和人工采样的必要性。
【关键词】煤炭;采样方法;应用
引言
在煤质检测各个环节中，如果用样本方差来表示误差的话，采样误差占80%，制样误差占16%，化验误差仅占4%。
可见，在煤质检测环节中，真正的关键是采样环节，严格执行采样操作规范、采用合理的采样方法意义重大。
1、采样
从大量煤中采取具有代表性的一部分煤的过程，叫采样。
采样的基本要求，是被采样批煤的所有颗粒都可能进入采样设备，每一颗粒都有相等的机率被采入试样中。
火电厂煤炭采样包括入厂煤煤样、入炉煤煤样、制粉系统煤粉煤样以及与煤有关的燃烧产物飞灰样等。
本文主要探讨用作商业结算的入厂煤采样。
2、影响采样误差的主要因素
除了煤质特性外，煤样代表性与采样方法的选择及采样操作关系密切。
对一个采样单元来说，子样数要满足采样精密度的要求;每个子样的质量应符合标准的规定;采样点要合理分配与正确定位;要使用适当的采样工具或机械。
采用提高采样的精密度来增加子样质量，远不如增加子样数有效果。
无论是人工采样还是机械采样，均不得存在系统偏差，这一点极其重要。
人工采样受生产安全、人力体力、工具使用、操作技术等因素的影响，代表性受限，效率不高。
机械采样正被普遍推广。
当然设备故障时，仍然需要人工采样作补充。
3、采样方法的合理应用
煤的人工采样和机械化采样都有相关标准规定，而在电厂实际操作中，需要根据不同情况选择相应的采样方法，其目的都是为了得到双方共同认可的有代表性的煤样。
3.1移动煤流采样
运输工具顶层采样，存在样品的代表性和攀爬运输工具的安全风险。
如果来煤有意分层装运，上层是好煤，下面是差煤，那么顶层采样无法取到有代表性的煤样。
因此，大煤量作业尽可能在移动煤流中采样。
移动煤流采样，分为人工采样和机械化采样。
由于电厂入厂煤皮带的带速、煤流量等均超出人工采标准规定的条件，而停皮带采样方法工作量太大，日常不采用。
目前，大多数电厂安装入厂煤样机械化采样装置。
3.1.1煤流机械化采样实践
某电厂采用铁路运煤，以往采用火车车顶采样方法，耗时耗力，如果遇到雷雨、冰雪以及极热天气还得暂停采样。
自从投用了皮带煤流机械化采样装置，采样的安全性和规范性有了质的提高。
当然，机械化采样装置的投运并不是一帆风顺的。
最初，采用一级采样、一级给料、一级破碎、二级给料、二级破碎、二级给料、一级缩分和斗提机余煤返回系统组成。
由于系统过于复杂和技术不到位，经常发生堵煤，造成装置无法正常运行。
经过多次改进，合理减小一级采样头开口尺寸(从750mm逐步改成250mm)、将二级破碎精减成一级破碎、将余煤返回系统由提升机改成经小皮带输送至主输煤皮带，最终运行良好，顺利通过验收。
目前，单台投运率达到90%以上(两路采样装置可以切换)，实际采样率达100%。
改造成后的皮带机械采样系统由一级采样器(一级采样头)、一级皮带给料机、一级破碎机、缩分皮带机、二级采样器(缩分器)、集样罐、余煤返回皮带组成。
主输煤皮带宽1600mm、带速3.15m/s、额定流量2500t/h，一级采样头开口尺寸250mm，采样头圆弧板与输煤皮带间隙6mm左右。
缩分皮带宽400mm、二级采样头(缩分器)开口尺寸40mm，采样头圆弧板与缩分皮带间隙6mm左右。
初级采样头间隔120s动作一次，延时30秒缩分器开始缩分取煤动作，间隔2秒动作一次，连续动作14次。
根据车型不同，3000吨的煤列，一次采样的子样数80～130个不等，子样质量20～50kg不等。
经破碎和缩分后，收集到13mm煤样质量达200kg左右。
3.1.2煤流机械化采样影响因素
煤流机械化采样也有诸多因素影响采样误差：(1)采样装置之前输煤系统的喷水(雾)影响煤样的全水分，需要控制喷水量或修正全水分;(2)采样头弧面与皮带表面形状的吻合不佳、间隙太大，需要适时调整，尽可能满足截取皮带煤流一个断截面的要求;(3)煤流尽量均匀，以免煤流层过薄或皮带空走影响采样的代表性;(4)破碎机、给料皮带、收集器落煤管堵煤，需加强巡检或合理调整，煤质过湿过粘的煤炭采用人工采样;(5)落煤管与样品收集器连接不严，水分散失，可以采用软连接会好些;(6)采样系统设备不够严密，有样品晒落现象或样品收集器溢煤;(7)样品粒度偏大，需要经常关注和更换破碎锤;(8)采样设备故障等。
应加强机械采样装置的日常巡检和维护，发生故障时暂停卸煤或改用人工采样。
因未能及时发现采样装置故障，而部分煤炭未采样即入场或入炉，则采取煤堆煤样参考或根据前港煤质报告协商解决，但这种情况是不应该发生的。
遇到计划外采购煤炭等特殊情况，需要在火车上和皮带煤流上分别独立采样进行对比。
3.2静止煤的采样
静止煤采样包括火车、汽车、驳船、轮船等运输工具和煤堆的采样。
由于技术和安全的原因一般不考虑直接从轮船的船舱采样;直接从静止的大煤堆(高度超过2米)上不能采取仲裁煤样。
在日常管理中，遇到一些特殊情况，经双方同意采用特殊的采样方式。
3.2.1火车采样
火车采样一般在顶部布置采样点，挖坑至0.4m～0.5m进行采样。
实际操作中，对一些有疑问的煤炭，防止分层装运，可以将车厢顶部采样后，翻卸一部分煤炭，车厢回到水平后再采样，如此往复分层采样。
汽车采样方式，与火车采样类似。
驳船顶部采样就很难分层采取了，如可疑，最好在煤流中采样。
3.2.2 煤堆采样
煤炭在运输工具或装卸输送过程中一般已经采样，煤堆采样的使用率不高。
但是，煤堆采样有其补充采样的用途。
某厂，对已经入场的某煤垛(约5000吨)的煤质产生分歧，而该煤垛没有条件进行翻场和装运，经双方同意进行煤堆采样(标称最大粒度25mm)：(1)在煤垛已开掘煤层截面(顶部)均匀布置100个子样点，单个子样质量不低于2kg，采样点采样去表皮挖深0.2米以下;(2)借用铲车，沿地平面在煤垛四周重新开挖八处新断面，各断面开挖作业从垛沿向内推进3米左右，宽约6米左右，在形成的新断面上均匀布点，每处子样点不少于20个。
顶部和各新断面取得的子样合成一个总样。
另一次，经双方协商可以对煤堆分层取煤，并在每层表面进行采样，各层的子样合并为一个总样。
结束语
采样是电厂燃煤管理中重要的环节，随着国标的提高，采样技术人员的素质也要相应提高。
掌握采样的本质要求，合理应用相应采样方法，是企业安全用煤和经济用煤的有力保障。
参考文献
[1]曹长武.《火力发电厂用煤技术》中国电力出版社，2006
[2]林永华.《电力用煤》中国电力出版社，2011
[3]GB 475-2008 商品煤人工采取方法
[4]GB/T 19494.1-2004 煤炭机械化采样 第1部分：采样方法
电厂煤炭采样方法的分析与应用【2】
摘 要：众所周知，电厂入厂煤炭的质量检测工作对于商业结算来讲是重要的依据。
在检测过程当中，采样具有重要的作用，文章通过实例研究了对采样误差造成影响的相关因素，并提出了相应的应对方法，对于皮带煤流机械化采样与煤堆采样的方法进行了具体的应用，并且阐述了煤炭机械化采样方法具备的优势以及人工采样的必要性。
关键词：电厂煤炭;采样方法;分析;应用;探讨
在电厂开展煤质检测工作的过程中，若使用样本方差的方式来表示误差，那么最终的采样误差就会占据80%的比重，而制样误差则占据16%，其余比重则是化验的误差。
因此，在煤质检测的过程当中，最重要的就是采样工作，始终遵循采样操作的具体规范，并且采取科学合理的采样方法具有积极的现实意义。
一、采样工作
在煤炭资源中，采取具有典型性的部分煤炭，这种过程被称作采样。
在采样工作中，最基本的要求就是要保证被采样的煤炭，其所有的颗粒都能够进入到采样的设备当中，而且各颗粒都具备相同被当作试样的几率。
在火电厂的煤炭采样工作中，设计到入厂煤、入炉煤、制粉系统煤粉的煤样，此外还包括和煤相关的燃烧产物所产生的飞灰样等等，而文章重点研究的是当作商业结算的入厂煤采样[1]。
二、影响煤炭采样误差的因素分析
在煤质特性以外，煤样代表性以及所选择的采样方法和采样的实际操作之间具有紧密的联系。
针对采样单元来讲，应保证子样的数量与采样精密度的具体需求，同时，各子样质量也应该与标准规定内容相吻合。
此外，采样点需要进行合理地分配并实现正确定位，还应该采取正确的采样工具或者是机械。
如果为了增强子样的质量而采取措施提升采样的精密程度，其实际的效果远远要比增加子样的数量更理想。
不管是采取人工采样还是机械采样的方式，都不应该出现系统的偏差，这是最重要的。
采用人工采样的方法会受到较多因素的影响，其中主要包括人力体力、操作的技术、所使用的工具以及生产安全等等，进而导致其典型性与代表性受到影响与限制，实际的效率较低。
因此，目前阶段，使用更广泛的采样方法就是机械采样，并且被普遍地推广，然而，一旦设备出现问题或者是故障，还需要使用人工采样的方法。
三、有效运用煤炭采样方法的具体途径
在煤炭的采样工作中，不管采取哪一种方法都需要具备标准性的规定，然而，在电厂的实际操作过程中，还应该根据实际的情况来选择出合理的采样方法，最终的目的就是能够取得双方的认可，并选择出最具代表性的煤炭样品。
(一)移动煤流采样
1.煤流机械化采样的具体实践
在电厂中使用铁路工具运输煤炭，传统的采样方法就是火车车顶采样，但是，在实际操作的过程中，不仅耗费时间也耗费精力。
如果遇到冰雪或者是雷雨等异常的天气必须要暂停采样工作。
而使用皮带煤流机械化的采样装置，保证了采样过程的安全与规范，并且有效地提高了煤炭采样的质量。
然而，机械化采样装置在实际投运的过程中也不可能始终顺利。
在初期，采样装置的组成部分主要包括斗提机余煤返回系统以及一级采样、给料、破碎，二级给料、破碎、给料和缩分[2]。
正是因为该系统装置相对复杂，并且采用的具体技术也不合理，所以，堵煤的情况频繁发生，导致装置的运行异常。
在经过改进与创新后，将一级采样头的开口尺寸适当地减小，并且把二级破碎精减为一级破碎，此外，还把余煤返回系统进行改进，将其从提升机转变成使用小皮带运输并送到主输煤皮带处，保证了运行的正常，进而通过验收工作。
经过改造的皮带机械采样系统，其主要的部分就是一级采样器、破碎机、皮带给料机，二级采样器、缩分皮带机和余煤返回皮带以及集样罐。
2.影响煤流机械化采样的因素
在煤流机械化的采样工作中，对于采样误差产生影响的因素有很多，主要表现在以下几点：
第一，输煤系统自身的喷水对于煤样全水分具有较大的影响，所以，应该对喷水量进行控制，也可以对全水分进行合理地修正。
第二，采样头的弧面以及皮带的表面形状不吻合，并且两者的间隙比较大，所以，需要对其进行适当地调整，计量符合截取皮带煤流截断面的具体需求。
第三，煤流最好始终保持均匀，否则会因为煤流层过薄或者是皮带空走的情况对煤炭采样的代表性产生影响。
第四，针对给料皮带、破碎机以及收集器落煤管的堵煤现象，一定要强化巡检工作，并适当地进行调整。
如果煤炭的质量过于湿或者粘可以使用人工采样的方法。
第五，因为落煤管和样品收集器实际的连接情况不严，所以出现水分散失的现象，如果出现这种情况，最好使用软连接的方法来进行连接。
第六，采样系统的设备不严密，所以，经常出现样品晒落的情况，同时还会出现样品收集器溢煤的现象。
第七，样品本身的粒度较大，所以应频繁更换破碎锤。
第八，煤炭采样的设备出现故障。
需要不断强化煤炭采样装置日常的巡检工作与维护工作，一旦出现故障就应该暂停卸煤工作，或者是使用人工采样的方法。
若无法及时找出采样装置的故障点，而且部分煤炭并未采样就进入到场地或者是炉中，一定要参考煤堆煤样，也可以根据煤质的报告来协商进行解决。
如果遇到较为特殊的情况，则应该在火车或者皮带煤流上开展独立的采样工作，并进行对比。
(二)静止煤采样
所谓的静止煤采样，主要涉及的就是汽车、轮船、或者是火车等的运输工具以及煤堆采样。
因为技术与安全问题，所以通常来讲不会在轮船船舱开展采样工作。
而在日常的管理工作中，如果出现相对特殊的情况，则需要经过双方的同意以后才能够使用特殊采样方法。
1.火车采样
这种采样的方法通常都是在火车的顶部布置采样点，并且开挖深度为0.4-0.5米的坑，对其进行采样。
在实际的操作过程中，针对存在疑问的煤炭应避免其分层进行装运。
所以，可以在车厢顶部进行采样工作以后，将部分煤炭进行翻卸，而当车厢处于水平状态的时候再次进行采样，进行往复分层的采样工作。
使用汽车来进行采样的方法同火车相似。
但是，在驳船顶部开展采样工作就无法使用分层方法，如果有可疑的情况尽量在煤流中开展采样工作。
2.煤堆采样
众所周知，煤炭在装卸输送的过程中或者是运输工具上通常已经完成采样的工作，所以，煤堆采样的使用几率并不是很高。
然而，这种方法却能够补充采样用途。
以某电厂为例，对于已经入厂的煤垛，在煤质方面存在分歧，但是却没有条件来翻场与装运，如果获得双方的认可就能够使用煤堆采样的方法。
首先，在煤垛已经开掘的煤层截面处，均匀地设置出100个子样点，但是，各子样的质量不应少于2千克，采样点采样的时候应该将表皮深入挖掘超过0.2米。
其次，使用铲车，沿着地平面在煤垛的周围重新地挖掘8处新的断面，并且各个断面的开挖工作需要沿着垛沿向内部推进大约三米，而宽度则应控制在6米，进而在新的断面中均匀布点，保证各子样点超过20个。
同时，还应该保证顶部与各个新的断面子样能够合成总样。
结束语：
综上所述，在电厂燃煤管理工作中，煤炭的采样工作是十分重要的环节。
所以，在国标不断提高的同时，采样技术工作人员自身的素质也随之提升。
因此，一定要熟练掌握采样工作本质的要求，并且科学合理地运用煤炭采样的方法，这也为企业用煤的安全性以及经济性提供了一定的保障。
文章介绍了煤炭采样工作，分析了对煤炭采样误差产生影响的因素，并且重点阐述了煤炭采样方法的具体应用方法，旨在更好地推动电厂燃煤工作的顺利开展。
参考文献：
[1] 罗胜.电厂煤炭采样方法的分析与应用[J].科技与企业，2015(12)：192-192.
[2] 王梅保.浅谈煤炭中低质煤、毛煤的采样方法[J].中小企业管理与科技，2013(21)：303-304.
煤炭采样机的类型及分析【3】
【摘 要】着重对目前市场上煤炭主流采样机进行分析，讨论了各自的利弊，以便给使用单位在采购时提供参考
【关键词】移动煤流采样;静止煤采样
煤炭是大宗散装不均一性商品。
煤炭商品以质计价，如何准确掌握煤炭产品质量，就需要对煤炭产品进行采样、制样与化验。
在煤炭分析过程中的采样、制样与化验三个环节，煤炭的采样是最重要的一环。
如果以方差表示误差，一般认为，采样带来的误差，占煤质分析误差的80%左右。
过去煤炭的采样方式主要为人工采样，近年来人工采样，在很多单位已经被淘汰，大部分都采用了机采样机。
相比于人工采样，采样机主要优点是：
(1)省去了人力，提高了工作效率;
(2)最大程度上避免了人工采样的人为弄虚作假;
(3)采样量大，代表性更强。
从结构上，煤炭采样机分为采样和制样两大部分。
在煤样的采制样过程中，采样的影响要比制样的影响大得多。
如果以方差表示误差，其中，采样占到80%，制样占16%，化验占4%。
煤炭采样机分类，按采样方式，分为移动煤流采样机和静止煤采样机。
1 移动煤流采样
移动煤流采样是在输煤皮带上进行的机械化采样。
移动煤流采样以时间基或质量基系统采样方式或分层随机采样方式进行。
从操作方便和经济性角度，时间基采样较好。
采样时，应保证截取一完整煤流横截段作为一子样，子样不能充满采样器或从采样器中溢出。
试样应尽可能从流速和负荷都较均匀的煤流中采取，尽量避免煤流的负荷和品质变化周期与采样器的运行周期重合，以免导致采样偏倚。
如果避免不了，则应采用分层随机采样方式。
移动煤流采样机采样部分，最常见的类型有皮带中部采样机和皮带端部采样机。
1.1 皮带中部采样机
常见的皮带中部采样机如下图a所示。
该设备采样时，采样头按照固定的时间间隔旋转一周，将煤样刮扫至图中右下侧接样斗，完成采样。
与皮带端部采样机相比，皮带中部采样机不容易采取全断面，可能会造成偏倚。
解决办法，采样机的安装尽量靠近上一级输煤皮带的落煤处，最大限度降低输煤皮带颠簸作用所造成的离析作用而导致的煤质的上下分层。
为此，可采取降低采样头，将输煤皮带下的滚轴升高，或在采样头的刮扫装置上加胶皮。
采取这两个对策，以尽量取全段面的样品。
1.2皮带端部采样机
常见的皮带端部采样机如下图b所示。
该设备采样时，接样斗按照固定的时间间隔旋转一周。
当接样斗旋转至落煤处，即完成一个样品的采取。
皮带端部采样机，安装在输煤皮带的煤流下落处。
在采样头旋转横过下落煤流，采取初级子样。
这种方式一般能采取全断面煤流，采样偏倚较小，是一种较先进的采样方式。
但在采样过程中，要保证采样头的开口应是被采批煤最大标称粒度的3倍以上，防止因为开口偏小造成偏倚。
2 静止煤采样机
主要在火车或汽车等运煤工具上进行的采样。
该种类型的采样机主要分为桥式采样机和悬臂式采样机。
静止煤采样只用质量基采样方式。
采样时，采样器应插人煤内由顶到底采取一全深度煤柱子样，或插人煤内一定深度取出一分层子样全深度和深部分层采样。
静止煤采样机采样头类型，主要有全深度螺旋钻、点式螺旋钻与螺旋钻带缩分。
标准上要求，尽量取全深度样品。
因此，本文主要讨论全深度采样的两种类型，即采样头不带缩分和带缩分两种。
2.1 不带缩分的螺旋钻采样头
常见不带缩分的螺旋钻采样头如图c所示。
该设备采样时，螺旋钻旋转下降，煤样进入螺旋钻。
当螺旋钻下降到底部时，即完成一个样品的采取。
不带缩分采样设备，初级子样量大，制样系统的压力大，缩分比例小，有可能引起偏倚。
对于该类采样，要求制样系统的出力足够大，能保证在一个采样周期内完成煤样的制样程序。
煤样制备过程中，出料粒度太小，易造成破碎机堵塞，不易维护。
所以，一般破碎到出料粒度为小于25mm或13mm即可。
2.2带缩分的螺旋钻采样头
常见带缩分的螺旋钻采样头 如图d所示。
该设备采样时，螺旋钻旋转下降，采样的同时进行缩分。
缩分的留样进入采样螺旋管的右侧样斗里，另一部分通过左侧的开口弃掉，完成一个样品的采取。
带缩分的采样装置，由于是对原煤样进行缩分，原煤样颗粒较大，因此很有可能出现偏倚。
对这一类设备，要求采样螺旋管上的开口，一定要达到煤样标称粒度的3倍以上，否则颗粒较大的煤样不能进到留样斗里，极有可能造成偏倚。
3 移动煤流与静止煤采样对比
(1)移动煤流最大程度避免了采样与煤质变化周期重合的几率。
比如：有一列火车入厂煤。
在火车煤翻到煤沟里，用皮带将煤沟的煤输送到煤场。
在煤炭迁移过程中，在输煤皮带上进行机械采样。
煤的质量变化周期可能是以一个车厢为单位，5 min翻一车煤，如果皮带上采样机的采样间隔也为5 min的话，采样与煤质变化周期很有可能相重合。
对此，只需将采样间隔缩短或加长即可避免采样与煤质变化周期相重合的问题。
(2)采样的目的是为获得一个其试验结果能代表整批被采样煤特性的试验煤样。
为此，采样的基本要求是，被采样批煤的所有颗粒都可能进入采样设备，每一个颗粒都有相等的机率被采入试样中。
移动煤流采样相比于静止煤采样，更能满足采样的基本要求。
静止煤采样时考虑到安全因素，车厢里的拉筋周围，不可能采集到车厢边上，也不能钻到车厢底部。
这就与采样的基本要求相违背。
(3)静止煤采样，大多在采样头部有一级缩分。
这一级缩分，由于是对原煤样所进行的缩分，因此极有可能造成偏倚。
4 总结及建议
(1)建议在条件具备情况下，尽量在移动煤流上进行采样。
(2)对于入厂煤采样机，由于采样最终结果涉及到煤炭交易双方的结算，对采样机，必须委托第三方进行性能鉴定，且性能试验符合国标要求。
参考文献：
[1]GB/T 19494-2004.煤炭机械化采样.
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