灰分儀儀器技術(shù)特點(diǎn)

a) 按照礦區(qū)煤種要求刻度儀器，在線灰分儀采用分層標(biāo)定，計算機(jī)自動校正，消除了人為影響。

b) 在線標(biāo)定,當(dāng)皮帶開動時利用采樣機(jī)構(gòu)采集的樣品來標(biāo)定儀器工作曲線,使標(biāo)定時的煤樣與工作時的狀態(tài)保持一致.

c) 采用灼燒法化驗(yàn)標(biāo)定煤樣的灰分值作為約定真值。

d) 電子測量箱安置在皮帶現(xiàn)場,將探測器傳來的信號處理后通過485通訊給計算機(jī).

e) 計算機(jī)與電子測量箱之間可進(jìn)行1500米全雙工通訊.

f) 操作軟件基于WINDOWS操作平臺開發(fā)，方便、實(shí)用，并預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口

γ輻射煤灰分測量儀執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) EJ/T1078-1998

2.1 雙γ放射源，采用241Am，137Cs放射源。

2.2 高 壓:根據(jù)探頭的實(shí)際情況而定。

2.3信號處理箱體，對信號進(jìn)行收集和處理。其中一些參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場而定。

2.4計算機(jī)處理系統(tǒng):采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制計算機(jī)。

單元:由輻射源(241Am和 137Cs)和探測器(NaI晶體和光電倍增管及前置放大部分)組成。

信號處理及控制單元:包括高壓電源、低壓電源、雙單道放大處理板、CPU板、計算機(jī)和操作軟件。

雙能量透射法煤質(zhì)分析儀測量方法框圖

測量原理:

快速煤質(zhì)分析儀技術(shù)原理:

該方法的原理為:煤炭中碳、氫、硫等組成的有機(jī)物以及碳都是可燃燒性物質(zhì)，在煤炭中這些物質(zhì)的元素含量雖然不同，但是大體上原子序數(shù)都比較低，平均值為6左右。煤灰中硅、鋁、鈣、鐵的氧化物以及鹽類物質(zhì)是代表著不可燃燒的物質(zhì)，即灰分，這些元素的原子序數(shù)都比較大，灰分的平均原子序數(shù)大于12。

由以上所述，可燃物質(zhì)與灰分之間平均原子序數(shù)相差大于6左右，可以利用雙能γ射線照射煤流，其中低能Am(镅)源用來檢測煤質(zhì)灰分，中能Cs(銫)源來消除厚度、密度帶來的影響。由理論推導(dǎo)可以得出灰分(Ash)與雙源的吸收關(guān)系(R)為線性關(guān)系，即可得出公式Ash=kR+b(R為被吸收后的Am源、Cs源特性參數(shù)之比)。從而就確定了原子序數(shù)較低的可燃燒物質(zhì)的含量，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后以灰分的形式顯示出來。

TK型煤質(zhì)分析儀

1 TK-2000型灰分儀主要由以下幾部分組成:

雙γ放射源;電子測量柜; 計算機(jī)處理系統(tǒng);

實(shí)際上，煤炭交易中的弄虛作假和企業(yè)監(jiān)管中的漏洞主要是以下幾個方面:

①通過煤炭混裝，以次充好。比如供煤方在煤炭裝車時將低于標(biāo)準(zhǔn)的劣質(zhì)煤裝進(jìn)車底，而將達(dá)到或者超過標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)煤裝在車廂上部，

②另外一種比較難以發(fā)現(xiàn)的是測量數(shù)據(jù)滯后無法及時杜絕不符合合同要求的煤入場，等等。

以上情況是用煤量相對較大的企業(yè)在入廠煤驗(yàn)收方面普遍存在的問題。即使電廠管理嚴(yán)格，也不可能完全避免以上情況的發(fā)生;同時從節(jié)約和充分利用能源、控制生產(chǎn)成本、提高管理運(yùn)營水平的角度來講，企業(yè)也迫切需要改變?nèi)霃S煤驗(yàn)收環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀。

綜觀以上各種作弊手段，之所以能夠有機(jī)可乘，無非是因?yàn)橛妹浩髽I(yè)普遍采用的入廠煤監(jiān)管手段落后所致，具體到電廠:

首先,傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量驗(yàn)收方法比較煩瑣，除了采樣、制樣縮分，水分的測量，一直到通過灼燒法得到灰分，再用氧彈或者量熱裝置得到發(fā)熱量等，至少需要幾個小時，甚至更長時間。

這樣做的最大弊端就是煤炭質(zhì)量數(shù)據(jù)的得出嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)需要;同時由于環(huán)節(jié)多，必然帶來更多的人工誤差;或者帶來諸多人為因素影響煤質(zhì)數(shù)據(jù)的情況發(fā)生;也容易帶來廠礦之間的糾紛等等。

作為一個年用煤量較大的火力發(fā)電企業(yè)，無論在入廠煤質(zhì)量監(jiān)管方面存在以上所列舉的哪一種情況，都會給企業(yè)造成巨大的浪費(fèi)和損失。正是基于以上客觀存在的事實(shí)，在經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)地勘測和初步了解企業(yè)情況以后，建議企業(yè)使用入廠煤質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)。

1. 分析類型:主要對各種類型煤的不同灰分值的不間斷測定。

2. 儀器長期穩(wěn)定性:漂移量≤±0.5%(八小時連續(xù)工作所得)。

3. 灰分在線測量時間6秒至60秒可選。

4. 測量精度:測量精度受煤種的影響。一般同一煤源條件下:

低灰分煤 ≤0.5% (1σ)

中灰分煤 ≤2.0% (1σ)

高灰分煤 ≤3.0% (1σ)

5. 電源:輸入電壓:AC220±2V，50±1Hz. 消耗電功率:800W.

6. 接地電阻:< 3Ω

7. 工作環(huán)境:

最大潮濕:探測裝置相對濕度90±2%(40℃)，

測量裝置相對濕度85±2%(30℃)。

電源變化:供電電壓為220V，變化范圍242~193.6V。

為保證向需方提供合格的產(chǎn)品，公司產(chǎn)品嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)質(zhì)量文件要求。根據(jù)ISO9000國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，為提高本產(chǎn)品的質(zhì)量做出了特別的努力:

1. 嚴(yán)格器件篩選;

2. 嚴(yán)格按照工藝要求，做到組裝一道檢查一道，確保證整機(jī)性能;

3. 整體器件均由專業(yè)生產(chǎn)單位完成;每臺儀器均由高溫、低溫、潮濕、震動、長穩(wěn)五項(xiàng)檢測保證整機(jī)的可靠性.

TK型煤質(zhì)分析儀分為TK-2000在線型和TK-200離線型兩大系列

1. TK-2000在線型適用于皮帶輸煤機(jī)構(gòu)在線測量，儀器現(xiàn)場安裝自支架分為立式簡易支架和臥式支架兩種

1.1立式簡易支架

立式簡易支架適用要求:

適用于皮帶上煤料的直接測量但對皮帶上煤的厚度有要求:

煤層厚度:厚度:≤350mm，≥100mm(當(dāng)皮帶上煤層厚度變化超過平均值的10%時，應(yīng)加束流、刮平裝置，皮帶中應(yīng)無鋼絲、鋼筋等物質(zhì))。

待測煤的粒度: 厚度 粒度要求

100~150mm < 13mm

150~300mm < 40mm

1.2 臥式支架

該支架為非標(biāo)件根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)計，對輸送機(jī)構(gòu)無要求并具有子樣采集系統(tǒng)可收集化驗(yàn)室分析樣。

2. TK-200離線型適用于進(jìn)場汽運(yùn)和火車運(yùn)輸煤離線測量，該系列產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、洗煤廠、煤焦廠、水泥廠、化肥廠、鋼鐵廠等大量使用粘煤、原煤和各種煤產(chǎn)品的單位，能快速測量出煤炭的灰分值、發(fā)熱量等重要性能指標(biāo)。具有性能穩(wěn)定、測試速度快、精度高、操作簡便等特點(diǎn)，同時儀器具有儲存和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，并可與局域網(wǎng)相聯(lián)。使用時可單獨(dú)離線使用或與入廠煤機(jī)械化采樣機(jī)配套使用，各種配置均屬該公司用戶使用成熟技術(shù)。

2.1 TK-200離線型單獨(dú)使用

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):TK-200離線型結(jié)構(gòu)上分為兩大部分，即測量裝置，數(shù)據(jù)處理部分(含計算機(jī)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng))，結(jié)構(gòu)布局明晰維護(hù)簡便。

安裝方式:儀器安裝在室內(nèi)，它可以多點(diǎn)采樣，不需要復(fù)雜制樣過程，逐一測量。

2.2 TK-200離線型與入廠煤機(jī)械化采樣機(jī)配套使用

入廠煤機(jī)械化采樣機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):入廠煤機(jī)械化采樣機(jī)結(jié)構(gòu)上分為，取樣裝置，樣品預(yù)處理部分。

安裝方式:入廠煤機(jī)械化采樣機(jī)采用橋式安裝，TK-200離線型與采樣機(jī)構(gòu)一體安裝，結(jié)構(gòu)合理維護(hù)簡便

ZZ-89(B/C/D/G)型系類煤灰分儀(清華大學(xué)研發(fā))

ZZ-89C/D型在線式灰分儀是在ZZ-89A型灰分儀的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來。ZZ-89A型灰分儀采用DOS操作系統(tǒng)，一臺工控計算機(jī)只能帶一套測量設(shè)備。ZZ-89C/D型除了具備A型灰分儀基本功能外，采用了Windows操作系統(tǒng)，具備了聯(lián)網(wǎng)功能，1臺工控機(jī)可以控制多臺灰分儀。

C型是旋轉(zhuǎn)式架構(gòu)，帶標(biāo)準(zhǔn)測量測塊，可以根據(jù)設(shè)定的校驗(yàn)時間(一般每日1次)進(jìn)行參數(shù)校驗(yàn)，自動對儀器的慢漂移進(jìn)行校正;而D型則是固定式架構(gòu)，所需安裝空間小，便于安裝，但需要定時校驗(yàn)。

性能指標(biāo)

対被測煤流要求:輸送皮帶上被測煤流質(zhì)量厚度(射線束位置)應(yīng)大于2.5g/cm&sup2;,灰分無系統(tǒng)性差異;

水分影響:水分每變化1%，灰分測量值一般變化約0.05%~0.1% (與煤種有關(guān));

穩(wěn)定性:連續(xù)測量標(biāo)準(zhǔn)塊，任取8小時數(shù)據(jù)，其中任一"10分鐘灰分"值與平均值的最大偏差不超過±0.5%。

功能特點(diǎn)

能顯示1分鐘、10分鐘、1小時內(nèi)的灰分值;

可查詢10分鐘、小時、日、月以及任何時間區(qū)間灰分值;

自動校正儀器慢漂移和放射源衰減等因素影響;

設(shè)遠(yuǎn)距離LED灰分顯示儀，向操作人員及時顯示灰分?jǐn)?shù)據(jù);

根據(jù)皮帶運(yùn)行狀況和皮帶上煤流狀況，自動確定工作狀態(tài);

可以存儲多種煤種參數(shù)，數(shù)量無嚴(yán)格的限制;

超大規(guī)模集成電路FPGA集成芯片，模塊化計算機(jī);

提供兩路4-20mA模擬信號和串行通信接口輸出，用于灰分顯示或與集控系統(tǒng)連接;

Windows2000以上版本，一臺工控機(jī)最多可以帶16套灰分儀主機(jī);

測量系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)，且關(guān)鍵參數(shù)軟件可調(diào);

利用網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程管理，進(jìn)行煤種參數(shù)標(biāo)定，查詢測量數(shù)據(jù);

遠(yuǎn)程故障判斷、維修、軟件升級;

提供數(shù)據(jù)庫接口、ModBus總線等，用于基于網(wǎng)絡(luò)的灰分儀數(shù)據(jù)共享與編程。

ZZ-89B型離線掃描式γ輻射煤灰分儀，具有獨(dú)特的γ射線束對煤樣作掃描測量的專利技術(shù)，確保絕大部分煤樣都被等權(quán)重地測量，因此即使灰分分布很不均勻，一次測量的可信度也很好，大大方便了實(shí)際使用。對一個煤樣，作20次以上重新裝桶測量，結(jié)果的均方根誤差約為0.2%~0.3%，比其他離線測量方式的結(jié)果約好3倍。

ZZ-89B型灰分儀被廣泛應(yīng)用于焦化廠，電廠的入廠煤質(zhì)監(jiān)測，以及洗煤廠各工藝流程中煤灰份的監(jiān)測。

性能指標(biāo)

樣品量:大于5千克，小于10千克;

水分影響:水分每變化1%，灰分測量值一般變化約0.05%~0.1%(與煤種有關(guān));

穩(wěn)定性:連續(xù)測量標(biāo)準(zhǔn)塊，任取其中8小時測量結(jié)果，任一"10分鐘灰分"值與平均值最大偏差不超過±0.5%;

重復(fù)性:同一樣品作重新裝桶多次測量，結(jié)果的均方根誤差約為0.2%~0.3%。

功能

無需復(fù)雜制樣，3~5分鐘即可測得樣品灰分;

提供詳細(xì)的歷史灰分測量數(shù)據(jù)查詢功能;

自動對儀器慢漂移和放射源衰減影響進(jìn)行校正;

測量結(jié)果可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查詢;

可以存儲多種煤種參數(shù)，數(shù)量無嚴(yán)格的限制。

ZZ-89G型用于鋼絲皮帶的在線煤灰分儀

應(yīng)用背景

在一些大型煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸企業(yè)中，由于其煤炭運(yùn)輸量很大，為了提高輸煤皮帶強(qiáng)度，增加壽命和安全性，往往采用內(nèi)嵌鋼絲皮帶。普遍使用的在線煤灰分儀應(yīng)用在鋼絲皮帶上，其測量結(jié)果會受鋼絲影響，將產(chǎn)生很大的誤差。

本廠品利用獨(dú)特的設(shè)計解決了這個難點(diǎn)，可以應(yīng)用在鋼絲皮帶運(yùn)輸煤炭的系統(tǒng)上，測量灰分不受皮帶中鋼絲的影響。

技術(shù)難點(diǎn)

普遍使用的煤灰分檢測技術(shù)是雙能量γ射線透射衰減技術(shù)，其缺點(diǎn)是灰分測量結(jié)果受鐵元素含量變化影響很大。如果這種灰分儀安裝在鋼絲皮帶上，由于皮帶在工作過程中會發(fā)生跑偏以及不可避免的晃動，鋼絲對低能射線的強(qiáng)烈吸收，低能射線的強(qiáng)度衰減量將隨皮帶的橫向運(yùn)動發(fā)生強(qiáng)烈變化，而該衰減量正是灰分計算的主要參數(shù)之一，因而會有較大誤差，導(dǎo)致普通灰分儀在鋼絲皮帶上不能正常使用。

解決方案

我們通過獨(dú)特的設(shè)計方案，使得不管鋼絲皮帶如何晃動，其中鋼絲對射線衰減量的影響固定，再通過零點(diǎn)標(biāo)定，將鋼絲影響排除，這樣的在線灰分儀就可以在鋼絲皮帶上應(yīng)用。

性能指標(biāo)

主要功能

具有普通灰分儀的基本功能;

能夠測量用鋼絲皮帶輸送煤的灰分;

主界面顯示多種灰分?jǐn)?shù)據(jù)與系統(tǒng)信息;

可以各種形式查詢灰分歷史記錄;

提供遠(yuǎn)端LED灰分顯示儀，供現(xiàn)場操作員使用;

提供4-20mA模擬量、串行通信、網(wǎng)絡(luò)通信等多種接口供與用戶其他系統(tǒng)連接;

提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)視與查詢的客戶端軟件;

灰分儀程序操作分級管理，擁有管理權(quán)限的人員才可以修改、設(shè)置運(yùn)行參數(shù)。

應(yīng)用效果

現(xiàn)已申請專利并授權(quán)，在煤炭企業(yè)成功應(yīng)用了多套，應(yīng)用效果很理想，測量精度與本公司其他產(chǎn)品的精度相當(dāng)，現(xiàn)場運(yùn)行已經(jīng)很長時間，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

現(xiàn)場應(yīng)用舉例如下:

山西某洗煤廠，煤灰分范圍8-11，實(shí)際測量精度為0.47%;

山西某洗煤廠，煤灰分范圍20-35，實(shí)際測量精度為1.23%;

內(nèi)蒙某洗煤廠，煤灰分范圍25-45，實(shí)際測量精度為1.33%。