入厂煤皮带中部机械采样装置性能试验 方案

试验方案
阜阳華潤電力有限公司
China Resources Power (Fuyang) Co.,Ltd.
技术支持部
2009 年12 月16 日
试验名称：入炉煤皮带中部机械采样装置性能试验
报送: 王总
抄送：策划部、发电部
试验摘要：燃煤的炉前采样工作是火力发电厂计算煤耗及验证入厂煤采样准确性的前提条件，是火力发电厂加强燃料监督，降低煤耗的重要技术措施。

为了验证入炉煤采样机性能参数，我司准备对入炉煤采样机进行性能试验。

通过实验，可以确定该装置的技术指标及所采煤样是否具有代表性，并以此为依据进行完善和提高。

本次试验方案由安徽新力电业科技咨询有限责任公司提供，并提供技术指
导。

拟定：杨宏烈初审：
审核：会审：
核准：
批准：
1、前言我司入炉煤皮带中部机械采样装置主要由旋转刮板式采样头（两套）、落
为进一步确定该装置的技术指标及所采煤样是否具有代表性，需要对该入炉
煤自动采制样装置进行技术性能检验。

2. 项目内容
2.1.最大水分适应性及整机水分损失率检验。

2.2.破碎机出料粒度检验。

2.3.整机采样精密度检验。

2.4.缩分机缩分比及调节范围检验。

2.5.缩分机缩分偏倚检验。

2.6.采样机采样偏倚检验（与人工采样对比检验）。

3.检验依据依据以下国家标准及电力行业标准： GB/T19494-2004 煤炭机械化采样DL/T747-2001 发电用煤机械采样装置性能验收导则； GB475-1996 商品煤样采取方法；
GB474-1996 煤样的制备方法；
GB/T211/1996 煤中全水分的测定方法；
GB/T212-2001 煤的工业分析方法。

GB/T477－1998 煤炭筛分试验方法。

4 .试验时间安排
机械采制样设备能够正常使用，各项前期准备工作完成时开始。

两周内完成
现场工作，10 天内完成煤样化验分析，结果统计，提出检验报告。

5.方法
5.1现场条件：
5.1.1机械采制样设备能够正常使用。

5.1.2安全措施落实，有关人员到位并对试验方案有所了解。

5.1.3完备的制样室，包括磅秤、专用采样框、样品桶、样品瓶、铁板、铁铲、破碎设备、缩分设备、制粉设备及制样标准筛等。

5.1.4有测定水分等的干燥箱、高温炉及天平。

5.1.5有熟练的采制样人员。

5.2整机水分适应性及水分损失率检验方法
水分损失率是指煤样经机采装置包括采样和制样后水分损失的程度。

它是机
采装置的一项重要指标，因它涉及检质，又影响计量，同时也是考核整机严密性的一项指标。

在煤场按煤堆采样采取 300kg，取回制样室后密封保存。

试验前一天在制样
室根据这两种煤的全水分，经计算加入适量水分，掺合均匀后放入密闭塑料采样桶过夜，使其全水分较均匀的达到 10％－13％（估算）。

试验前人工采集测定全水分。

然后运至皮带采样机，开启机采装置的皮带给煤机、开启破碎缩分单元及以下
部分（采样部分不动作），以 3min 的周期每次 5kg 由人工送样到皮带给煤机内，经破碎缩分收集留样并测定全水分，计算水分损失率；在此过程中如果系统无卡堵，则以每次 1%增加煤样全水分后再作试验。

否则，以每次 1%减少原样全水分（稍晾干）后再作试验，直至找出最大适应水分和相应的水分损失率。

注：此处堵煤是指破碎机上部落煤管内大量积煤。

5.3破碎机出口粒度破碎机的主要作用是将由给料机送入的煤样给予破碎，以减小粒度，使之符合进一步处理的技术要求。

测试方法如下：取出经过破碎机破碎的煤样5 铁桶（每桶约15 公斤，分别做），用 13mm、6mm 标准制样筛进行筛分，测试煤样粒度是否符合要求。

表 3 出料
5.4缩分机
缩分机是机采装置的关键组件之一，是制备阶段产生误差的主要来源，因此需要检测缩分比、缩分精密度和缩分器是否存在偏倚等技术指标。

5.4.1 缩分比：对机采装置而言，此处所测的缩分比为系统总的缩分比。

根据现场实际条件及来煤情况，将某一班上煤量作为一个采样单元。

待带式输送机正常运行后上煤前，启动采样设备，使系统投入运行。

初级采样头按已确定的采样间隔采取子样，每个子样经破碎缩分单元破碎后将煤样缩分成少量最终留样和弃样两部分，收集每一采样单元的弃样与留样组成双分煤样，每双份煤样含留样和相应弃样各一；分别称其质量，根据与煤样总质量（留样加弃样质量之和）之比，就可算出其缩分比。

计算公式如下：缩份比=留样质量/煤样总质量该试验在常用缩分比下进行。

5.4.2 缩分偏倚检验
按照 5.4.1同样操作进行20个试验，可获得20对煤样，每对煤样均含有留样和相应弃样，在称重后分别制样，化验水分（Mad）、灰分（Aad）并换算成干基灰分（Ad），然后计算两者干基灰分的差值（△Ad=Aad *100/（100-Mad）），每对煤样均含有留样和相应弃样，分别制样，按GB212化验空干基水分（Mad）、空干基灰分（Aad），算出干基灰分△Ad =Aad *100/（100-Mad）。

求出弃样与留样干基灰分的差值h（验收分析样减对比分析样）。

5、4、2、1 缩分精密度试验
做 20 个同次同种煤的煤样。

连续的 10 个 h 值的绝对值为一组（不能选择分组），求出每组的平均值。

连续两组的平均值均小于 0.37A，则认为煤样制备精密度符合要求。

如果有一组的平均值大于 0.37A，则不符合要求。

5、4、2、2 缩分偏移试验
先计算两者干基灰分的差值（d），计算 20 对差值的标准偏差。

根据标准偏差 Sd 和最大允许偏倚 B 计算试样因数 g ，并求得统计试样对数 n ；
求出平均值d和标准偏差 S d，
d i 为差值
n
d2- （d）/n
S d= n - 1
根据标准偏差 Sd 和最大允许偏倚 B 计算试样因数 g，并求得统计试样对数n pR （求出g 值后查GB/T19494.3-2004 估算最少试样对数的式样因数g 值表求得）；B
g =s d
如果n pR >n p，则本试验的试样对数不足，需增加对数（10 的倍数）后再进行
分析；
n pR <n p可进行最后的偏倚测定，比较 B（暂按20%）和 20对干基灰分差值的平均值，
如果d大于B则有显著性偏倚存在，试验不再继续；
如果d不大于 B：
则假设真实偏倚=B，如成立则存在具有实际意义的、与最大允许偏倚相当的偏倚。

如不成立则进行零假设，如果零假设不成立，则存在统计上的显著偏倚，但系统可接受为无实质性偏倚（认可存在的统计偏倚）；如果零假设成立，则系统为无偏倚系统。

5.5采样精密度的检验本方法适用于单一批量的采样精密度的核定，如入炉煤中由同一煤源（同一矿别，同一批进厂）组成的批量。

将一个班上煤为一采样单元，按十分样采取并单独制备，化验每分样，而后对结果进行数据统计处理，就可确定采样是否达到期望的精密度要求。

试验步骤如下：
5、5、1 某班上煤如果是同一矿煤（采样 100-120 点），如果子样数目不能用 10 除尽，则可适当增加子样数，使之达到 10的倍数。

5、5、2 按正常运行操作启动一级机采样装置，采样器采到的子样交替地放到预先编号为 1、2、…9、10 的各容器内（破碎缩分单元不参与）。

每个容器内含有 10-12 个子样，每个分样单独制备，化验水分 Mad、灰分 Aad 并换算成干基灰分 Ad。

5、5、3 通过十分样的灰分（Ad）值，计算总体标准差及精密度P 并确定精密度范围。

试验日期煤种
分样号Mad % Aad % Ad %
1
2
3
4
5
利用上表中数据计算灰分测定标准差（式中 d 为双份试样间差值，n p 为双份试
样对数）：
2n p
95%置信概率下 m个采样单元平均值的精密度为：
查 GB/T19494.3-2004 精密度范围计算因素表的αL 、βu 值，则精密度为：精密度下限=αL P
精密度上限=βu P
因此该批煤在 10 个采样单元下，灰分测定的真实精密度在 95%置信概率下
落在和范围内。

5.6煤样代表性检验（人工对比偏倚检验）煤样代表性是指机采装置采取的煤样具有被采煤的平均煤质特性的程度。

它是机采装置最重要的技术指标，若机采装置在设计或使用上存在问题，都有可能引起实质性偏倚，这时取得的煤样就失去了代表性，这势必影响入炉煤质量数值，因此有必要对机采装置进行整机偏倚检验。

依据GB/T19494 推荐最理想的参比方法是采用停皮带人工采样与机采装置采样相比较，具体步骤如下：
5.6.1准备一个铁质专用采样框，框的宽度为煤最大粒度的 3 倍以上（约
150mm），框的两侧挡板要高出皮带上中间煤流厚度，与皮带接触的框边弧度要与采样段皮带的弧度一致。

此外，还备制一只刮煤用的铁质扒子，如下图所示。

5.6.2根据现场实际条件及上煤情况，划分为30个采样单元（启停30次，每次为一段），为减少皮带启动时的负荷，可采用间断上煤（采取停皮带试样前停止向皮带供煤，以便在皮带局部负载下收集停皮带试样和重新启动）。

每一上煤间隔作为一个采样单元。

5.6.3启动机采装置中除了采样器外的其他各组件使之正常运行。

为了避免带式输送机在全负荷下频繁启动而可能损坏电动机，采用手动操作采样器工作方式。

当皮带上煤流段到达采样点部位时，由人工操作采样器采取煤样，采完后立即停止皮带运行，在采样器采样处附近放上采样框并下压插入煤流中直至与皮带接触，然后用扒子把采样框内全部煤样扒入盛样盒内。

若采样框插入煤流遇到块煤而无法插入时，可由人工取出块煤。

框左边块煤要计入煤样中，框右边块煤要弃去（或者相反），停皮带子样在预先选定的采样点采取，其位置应与初级子样采样点尽量靠近，但不得交叉。

一般布置在初级采样器前，如不能布置在前面，则可布置在采样器后面煤流未被扰乱的部位。

通过上面操作可得到机采子样和停皮带手工采子样各一，每一采样单元机采子样合并成一个煤样，手工采子样合并成一个煤样，从而构成一对煤样。

5.5.4按照同样操作一套采样头进行30次，共获得30对煤样。

5.
6.5每个子样单独制样，化验水分（Mad）、灰分（Aad）并换算成干基灰分（Ad），然后计算两者干基灰分的差值△Ad（为简单计算时记为d），通过统计计算判断机械采样是否存在实质性偏倚。

11
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
平均值 方差
利用本次试验数据分别求出平均值d 和标准偏差S d ，
d i 为差值
d i
根据标准偏差 Sd 和最大允许偏倚 B 计算试样因数 g ，并求得统计试样对数
n p R （求出 g 值后查 GB/T19494.3-2004 估算最少试样对数的试样因数 g 值表求
得）；
B g =
s d
如果n p >n p R ， 则本试验的试样对数或数据数已足够，可进行最后的偏倚测定。

S d =
d 2
-(d )2
/n n - 1
如果d ≥B 或d ≦B，则证明有偏倚，无需进一步分析。

如果-B< d <B ，则计算d 和B 间差值的统计量t n Z ,
由 GB/T19494.3-2004 表 95% 置信概率下双尾和单尾分布的 t 值表查得 n-1 时单尾 t 值（t β值）；
如果t n Z <t β，证明存在显著大于 0且显著不小于 B 的偏倚，即试验结果证 明存在实质性偏倚。

如果t n Z ≥t β，则认为d 显著小于B ，即试验结果证明不存在实质性偏倚； 此时计算差值得统计量 t Z
由 GB/T19494.3-2004 表 95% 致信概率下双尾和单尾分布的 t 值表查得 n -1
时双尾 t 值（t α值），如果t Z <t α，证明差值平均值与0 无显著性差异，被检 系统或部件在现行试验条件下可接受为无偏倚；
如果t Z ≥t α，证明被检系统或部件存在小于B 的偏倚。

如 n p R 远大于 30 则需要增加试验对数（值由 GB/T19494.3-2004 估算最少试 样对数的试样因数g 值表的出且为10的倍数），算出增加数据后的d 值，方差平
方、方差，此时进行方差一致性试验
式中： V1---大方差组之方差
V2---小方差组之方差 根据V1和V2相应的观测数n 1和n 2，从GB/T19494.3-2004表95%致信概率下的 F 值中查出横排自由度为n 1-1和竖排自由度为n 2-1的 F 值，将F c 和 F 比较，如 F c <F
，则认为两组数据来自一个具有共同方差的总体；Fc =V 1
V 2
如 F c≥F，则认为两组数据方差不一致。

然后进行均值一致性试验
（n1 - 1）s + （n2 - 1）s
s x =
n1 + n2 - 2
式中：
n1和 s1---原数据的观测数和标准差
n2和 s2---原数据的观测数和标准差
x1-x2
t m=
s x1+ 1
n 2 n 2
式中：
x1 --原数据平均值
x2 --新数据平均值
s x --结合标准差由GB/T19494.3-2004表95%致信概率下双尾和单尾分布的t 值表查出自由度为（n1+n2-2）双尾t值tα.如t m<tα，则认为新旧两组数据来自一个具有共同均值的总体；t m≥tα，则两组数据均值不一致。

如果方差、均值一直性试验均证实两组数据具有统计一致性，则合并后重新
计算平均值、标准差。

重复上述过程，经计算试样对数足够，则可进行偏倚评
定。

通过以上统计计算、分析，判断出机采装置与人工采样有无显著性差异。

6.实验说明
6.1本次实验时间长，任务重，参与人员要有思想准备。

6.2人机对比实验 C6 皮带启停次数多，需要带载启动，程控室控制好节奏，保证及时启动，以不损坏电机、皮带，又不影响试验为原则。

7.安全措施
7.1 试验相关人员均应熟悉试验方案，遵守安全规程制度；
7.2输煤皮带及种各种有关设备旁边的人行通道，应保持畅通，所有转动部分均应有遮拦；
7.3在启动皮带前，应先按警告铃，通知工作人员离开皮带机；
7.4无论在运行中或停止运行中，禁止在皮带上或其它设备上站立、越过、爬过及传递各种工具。

跨越皮带必须经过通行桥；
7.5皮带在运行中不准对设备进行维修工作，在运行皮带上用人工采取煤样时，工作人员应扎好袖口，以防被皮带挂住，禁止人身触及皮带或转动部分，同时将拉线开关拉开；
7.6禁止与工作无关的人员在输煤皮带的通廊及各种有关设备的室内通行或逗留，外人进入以上地点时，应先得到值班人员的许可，并遵守进入皮带机场所的注意事项；
7.7有关操作应遵循工作票制度，并落实有关安全措施后方能进行操作；
7.8工作场所应有通信工具实时与程控人员联系，落实皮带启停事宜。