煤炭采样设备研究及选型

姨 tc =d
n Sd
式中：d —— —成对样品之间差值平均值；
n—— —检验值的成对组数；
Sd—— —成对样品之间的差值标准差。 计算得到 1 号系统样本 tc=1.48，2 号系统 tc=1.85 查自由度（n-1）的 t 值表，得 t=2.083，所以两系统
的采样方法不存在偏倚，均能反映出样本信息。
收稿日期:2012-12-12;修订日期:2013-05-28 作者简介:冯伟东（1967-），男，吉林白城人，高级讲师，研究方向：机械制造工艺与设备。
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煤炭技术
第 32 卷
的煤炭的分离。为了避免对煤流的影响，必须规定采样 斗的运动速度，在美标 ASTM.D.中规定采样器切割煤 流的速度不能超过 457 mm/s。 这样低的切割速度能较 好地避免干扰煤流， 但是这样造成了每个子样的质量 都较大。这样在采用端部采样机时，需要配套较大的制 样系统和余煤处理系统， 这样导致了整个系统的体积 较大，结构较为复杂，一般为国外进口设备，需要较高 的维护费用和运行费用。 2.3 多级采样设备
FENG Wei-dong
（Recruit Students Employment Guidance Center, Baicheng Vocational and Technical College, Baicheng 137000, China）
Abstract:The coal quality is trading and processing of the main application of indicators,
in the sampling process. This paper discusses the most widely used several coal flow sampling
system, obtained by sampling system selection principle and matters needing attention. Key words:coal equipment; selection; coal technology
最少子样数目为 60，则采样单元的最小总字样数目 N：
姨 姨 N=n
m 1 000
wk.baidu.com
=60×
4 000 1 000
=120
式中：N—— —采样的最小子样数目，个；
n—— —每 1 000 t 最小子样数目，个；
m—— —实际被采样的煤量，t。
（2）采样斗的尺寸。依据 GB455-1996《商品煤样的
采取方法》，采样斗的开口尺寸及刮板的宽度至少应为
through standardized testing in order to obtain the reliable test results, the sampling, sample
preparation, testing the three detection part, influence on the measuring result was most marked
煤炭最大粒度的 2.5~3 倍。因此选用 125~150 mm 的采
样斗。文中选用的尺寸为 150 mm。
（3）采样头的切割速度。依据美标 ASTM.D 中有关
规定，取 400 mm/s。
（4）子样质量。中部采样子样质量=（流量×开口尺
寸）（ / 皮带速度）=21 kg； 端部采样子样质量=（流量×开
某电厂皮带运输线的基本参数为：流量 1 000 t/h， 粒度不大于 50 mm，评价干基灰分大于 20%的原煤，皮 带输送速度为 2 m/s，每次运行 4 h，要求每运行周期为 一个批量采取一个总样。
（1）子样数目的确定。依据 GB455-1996《商品煤样
的采取方法》， 干基灰分大于 20%的原煤每 1 000 t 的
2 煤流采样机的类型和特点
根据采样机安装位置的不同， 煤流采样机通常可 以分为 3 种类型：中部采样、端部采样和多级采样。
（a）采样头不随皮带运动
（b）采样头跟皮带沿煤流方向运动 图 1 中部采样机
2.2 端部采样机 以各种不同的接斗，按照不同的切割方式，从输送
皮带的卸料端煤流中采取必要的样品的设备为端部采 样机。根据端部采样机的特点，这种采样手段能完全避 免“底煤”残留。但是，在采样过程中，可能会因为采样 斗的运动影响整个煤流的流动， 造成不同密度和粒度
第 32 卷第 9 期 2013 年9 期
煤炭技术
Coal Technology
Vol.32,No.09 September,2013
煤炭采样设备研究及选型
冯伟东
（白城职业技术学院 招生就业指导中心， 吉林 白城 137000）
摘 要:煤炭质量是煤炭交易和加工应用的最主要指标，通过规范的检测才能获得可靠的测试结果，在采样、制样、
[1] M·劳里拉.煤炭采样及分析标准[J].中国煤炭，2010，24（12）：5057.
[2] 刘星魁，谢金亮.煤矿安全生产现状及对策探讨[J].煤炭技术, 2008（1）：23-29.
[3] 郁敬兰，张有立. 浅谈煤炭采样精密度[J]. 煤质技术，2011（9）： 67-73. （责任编辑 王秀丽）
1 煤炭采样的现状
煤炭是由不同粒度及不同化学组成的矿物质和有 机质组成的混合物， 并且有机质和矿物质分布极其不 均匀。 而采样是通过某种方法从大量物料中抽取能代 表全样性质的样品。因为煤炭的不均匀性，所以采样必 须具有代表性，能通过样品了解全样的性质。一般煤炭 的检验需要化验子样的发热量、灰分、水分和硫分等指 标，这些指标决定煤炭的价格及应用。工厂依据化验结 果决定操作效率和遵守环境保护部门颁布的相关排放 标准。可以说煤质分析是煤生产、加工利用、贸易以及 各种研究工作的基础。有数据统计，煤质分析的总误差 中 80%来源于采样，还有 16%来源于制样，分析化验仅 占 4%。因此既科学又方便快速的采样设备越来越被煤 炭工业重视。
表 1 调整后采样 A 与停带采样 B 数据值
序号
1号A
1号B
d
2号A
2号B
D
1
17.90
17.66
0.21
17.79
18.15
0.00
2
17.55
18.39
-0.86
18.41
18.89
-0.10
3
18.48
20.34
-1.87
18.81
17.54
1.63
4
16.64
18.45
-1.82
17.92
多级采样设备不仅仅是完成采样工作， 它是一整 套系统，包括采样系统、制样系统和余煤处理系统。在 一般的采样中，如果皮带流量大于 1 000 t/h，煤炭的粒 度为 50 mm，在端部采样时，单个子样的质量高达 100 kg 以上，如果系统运行 4 h，则采样会达 5 000 kg 以上。 这样需要较强的配套制样系统。
（2）煤炭的最大粒度，一般煤炭的标称最大粒度是 指筛上物累计百分率最接近 5%的筛子筛孔尺寸。粒度 是确定采样头尺寸的指标，同时也确定了采样的质量。
（3）皮带输送速度和流量。根据输送流量大小可以 计算子样的质量。
（4）皮带宽度和煤炭的水分及密度。根据煤炭的水 分和密度可以确定驱动采样头的动力大小， 根据皮带 的宽度可以确定活动臂的长度以及采样斗的容积。 3.2 计算过程及应用实例
口尺寸）（ / 切割速度）=104 kg；
（5）每小时最小样品量。中部采样系统为 630 kg；
端部采样系统为 3 120 kg。
3.3 对比分析
为了检验调整后采样器采样数据与停带采样数据，
笔者根据电厂皮带输送线上煤流的数据计算采用中部
采样机，开口为 150 mm 的采样斗采样分析数据如下表
1 所示。统计值 tc 由下面式子计算
针对大流量的输送系统， 国内外一般采用的为多级 采样。在 GB474-1996《煤样的制备方法》中规定了粒度大 于 25 mm 的煤样需要再次破碎才能进行缩分。 所有的 次级采样次数至少应该为初级采样次数的 6 倍。 因此， 多级采样系统一般具有较为复杂庞大的配套系统，进而 获得满足标准的样品。多级采样系统构造如图 2 所示。
0 前言
近年来，我国工业对煤炭质量要求越来越高，为此 对煤炭采样要求也越来越高， 机械化采样逐步取代了 人工采样。70 年代到现在， 我国在煤炭采制样设备方 面发展已经初具规模，种类齐全，自动化程度高的设备 大量涌现市场，设备的构造越来越复杂，功能也有最初 的单级采样发展成为多级采样，基本包括了采样、制样 全过程，有的甚至包含了煤质分析，越来越完善。但是 总的来说，我国采样-制样系统方面，仍然落后于世界 上的产煤用煤大国。 对于不同类型以及不同性能的采 样设备，在不同的现场工况选定原则不同。文章就采样 设备工作原理进行了研究分析， 简单介绍采样设备的 选型方法。
化验这 3 个检测环节中，对检测结果影响最为显著的是采样过程。文章通过研究讨论目前应用最广的几种煤流采
样系统，获得了采样系统选型的基本准则和注意事项。
关键词:煤炭设备； 选型； 煤炭技术
中图分类号:TD91
文献标识码:A
文章编号:1008-8725（2013）09-0045-02
Study and Selection of Coal Sampling Equipment
19.46
-1.17
5
15.17
16.12
-0.97
19.91
20.35
-0.04
6
16.41
18
-1.60
18.48
17.77
1.08
d
-0.387
0.452
Sd
1.197
1.248
4 结论
依据采样的相关国家、国际标准，以及各种采样设 备工作原理，结合文中对比试验结果，笔者认为用户在 选用煤炭采样设备时，应该根据自身的需要，结合原有 设备和场地情况， 考虑采用二级或者更高级的采样系 统，同时尽量简化流程，满足需求即可，避免浪费。最好 结合自身需求委托相关设计院和制造商共同合作，定 制经济合理的采样系统。 参考文献：
1.样品收集器 2.立式缩分器 3.二级给料机 4.破碎机 5.初级采样器 6.初级给料机 7.缩分器 8.二级缩分器 9.粒度分析系统 10.余料运回系统
图 2 多级采样系统典型流程
3 采样机的选择
3.1 需要了解的煤炭信息 （1）采样单元和煤炭种类。采样单元是从一定量的
煤中采取的一个总样所代表的煤量， 一批煤可以是一 个或者多个采样单元。 子样数目有采样单元和煤炭的 种类确定，而采样精密度决定于子样数目。一般可以根 据皮带的运输流量或者每个运行周期的运行总量作为 一个采样单元。
2.1 中部采样机 中部采样机是在煤流皮带上获取煤流的整个断面
的一种采样设备。这种采样又叫做皮带上切割采样。一 般可以分为两种，一种为采样头不随皮带运动；另一种 采样头跟皮带沿煤流方向运动。如下图（a），（b）所示。
这样的采样设备要求： ①采样斗的宽度至少为煤 料中最大粒度的 3 倍， 以保证采样能覆盖所有粒度大 小的煤质；②采取的煤料质量（即子样质量）必须满足 依据标准所规定的最小子样质量； ③采样斗必须与皮 带充分接触。因为根据标准要求，所有采取的子样必须 包括煤流完整断面。充分接触能避免“底煤”存在。④整 个取样过程中，包含取样斗中所有的煤料，无残留。