入厂汽车煤机械化采样装置优化改造

摘要： 针对公司入厂汽车煤机械化采样装置运行使用中存在的问题，通过对该装置软硬件优化改造，既提高了设备可靠性，确保入厂汽车煤机械化采样装置投入率98%，又在设备安全及运行方式等方面对系统进一步完善，为公司标煤单价和热值差控制，商品煤交易的公平、公正，提供技术保证。

Abstract： To solve problems in the daily running of current mechanized sampling equipment for automobile-coal， we have optimized and transformed both the software and hardware of the equipment. The reliability of the equipment is improved ensuring the availability rate to be 98%. The equipment safety and operation mode of the system is further improved. This paper provides good technical supports for the control of the unit price and caloric value difference of standard coals， which guarantees fair trading of commercial coals.

关键词： 机械化采样装置；优化；改造；商品煤交易

Key words： mechanized sampling equipment；optimization；transformation；commercial coal trading

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0044-02

0 引言

在煤炭采制化工作中使用机械化采样装置，受使用条件制约，煤炭品质化验结果准确性的关键环节――采制环节得到有效改善，减少人为因素影响，保证买卖双方交易的公平，公正。从设备运行情况来看，机械化采样装置投入后，虽极大降低了采制环节误差，但受设备可靠性、采样装置设计局限，仍然存在一些问题。下面就入厂汽车煤机械化采样装置运行中遇到的问题[1]并结合相关解决方案做个介绍。

1 机械化采样装置简介

本公司入厂煤机械化采样装置型号为MCY-QQ型汽车桥式采样机，由大小车总成、采样器总成、制样机、给料皮带机、集样器，挡车器，电控操作系统组成。装置安装在汽车入厂来煤主路上，接卸车时设备连续运行。采样是螺旋全断面采样，双螺旋镶嵌硬质合金采样头以旋转方式将样料钻碎，同时将样料提升，再经螺旋叶片以大于垂直进给速度（3-4倍）向采样筒上部提升，进入集料斗内，单次采样量约45KG左右。由于本公司地处南方，煤中水分过大，单位质量煤体积变大，煤样粘结性增强，很容易造成制样系统堵塞，不能使用。另外煤炭中有异物或者煤块过大，超过制样系统设计尺寸也会使整个系统瘫痪。鉴于种种问题出现，已将制样机，给料皮带机，集样器等装置取消。样料直接通过流料管道，经2分器分为留料和弃料，留料经缩分后送实验室化验。

2 存在问题分析

2.1 设备故障率及采样代表性 受设备使用年限及工作环境影响，发现移动电缆老化甚至表皮磨损严重，进而引发信号不稳定，操作指令不到位，采样位置不准确。运行中出现采样允许下降信号误发，采样升降机直接下降，将集料斗撞坏。采样允许信号不稳定，采样过程中时有时无，表现为自动随机选点后，大小车到位后不下采。这种情况在车厢边缘时尤其严重，导致采样范围缩小，采样代表性[2]大大降低。

2.2 集料管道堵塞和混样 采样完毕后，料样从集料斗卸下，经流料斗，留料管道，从二分器处进行分离，一部分弃样，余下为存样。受设备安装条件限制，料样全水分较高或煤质粘结性较强时，料样经二分器，煤样就会粘附在管道表面。异或是余煤未清理干净就开始采取下一煤样，极易造成煤样污染，严重影响机械化采样公平性。

2.3 采样品质提升 为提升采样代表性、安全性、保密性，完善机械化采样装置采样方式，实现采样点随机离散。对控制程序进行系统升级，并根据设备工况对程序逻辑优化，提高设备可靠性。为加强设备安全管理，对电控设备，PLC，线缆等进行改造，并在采样上位程序中增加防篡改功能，提高采样程序安全性。

3 改造方案及实施

综合考虑各项问题，决定对入厂汽车煤机械化采样装置进行软硬件改造优化。

3.1 硬件改造

①大小车移动电缆更换。采样装置的运动形式是由计算机随机生成采样点，电控系统指挥控制大小车纵向和横向行走至随机点后，升降机构开始工作，将采样头送达指定深度，取得该点料样。控制电缆连接形式是从电控柜经大车移动电缆至大车接线箱，从大车接线箱经小车移动电缆至小车接线箱，最后到电气元件。设备运行中不停变换方位坐标，移动电缆不断拉伸、弯曲、形变，造成电缆磨损和疲软。对照设备图纸采购合格的带屏蔽软橡胶电缆，对16根移动电缆进行整体更换。

②设计加工流料斗。现有流料斗受使用年限及煤样腐蚀因素影响，遇到水分较高或煤质粘结性较强的煤样，为防止煤炭样品混样，经常人为对流料斗敲打，造成流料斗变形严重。煤品混样是非常严重的问题，易使煤样化验数据误差[3]较大，给公司标煤单价和热值差控制带来不利影响。采样装置取出煤样在从集料斗卸下后，经流料管道，进入垂直布置带有二分器管道，煤样一路进入弃料槽，一路进入留样。发生堵塞位置在弃料这半边，原因之一是二分器管道与弃料槽之间坡度过小，二是二分器管道与弃料槽之间没有实现无缝对接，存在死角，使得煤样残留在两部位连接处。针对这些问题，在流料斗材料选择上使用防堵材料，内表面处理光滑。设计上增大二分器管道与弃料槽坡度，使两者无缝对接。另外考虑煤样量及维护，二分器管道中将挡板设置成有指针显示的可调状，并在弃料槽上设置观察门，可对二分器管道进行检查。

3.2 软件改造

①随机采样点模式。机械化采样装置采样点的生成统一改成一种模式，该模式方案如下：将每车分为前后两部分，每部分平分成9块。每车采1点：随机从前部分或后部分取一块，再从块中随机取点。每车采2点：从前后两部分各取一块，再从块中随机取点。每车采3点：第1、2点的取法与每车采2点的方法一致。第3点的取法则与每车采1点时的方法一致，但第3点不能与第1点或第2点的所在块重复，其他点数与上述类似。

②采样控制程序优化。机械化采样装置采用三种方式进行采样：全自动方式；半自动方式；手动方式。前两种方式采样机自动完成采样，第三种方式由人工操作采样机完成采样。目前采样方案共有N套，每套采两个点，而每个车厢分区是分为X点，造成N套方案中部分点出现的概率偏高。在新程序中将半自动方式采样方案中2点时的方案扩大一倍。全自动方式采样方案设计2点或3点时均为随机模式，且每点间保证一定距离。

③采样机程序更新换代。应用最新采样机程序技术成果，对采样机程序框架结构全新设计开发。采用当前主流设计模式，开发标准及编程语言。对PLC通讯，数据库，安全保密等功能进行优化封装。系统安全性、可靠性、运行效率，可维护性将大幅提升。通过引入数字签名机制，防止控制程序受篡改。程序修改调试完毕后，使用数字证书对程序文件数字签名。在程序扩展方面，与公司一体化管理平台及汽车刷卡自动采样工作模式留有接口。

4 结论

通过对MCY-QQ型汽车桥式采样机优化改造，系统安全性、合理性、稳定性有较大提升。一方面为公司煤炭调运，调煤保电工作提供保障。另一方面设备可靠运行，为煤炭化验数据提供可靠来源，为公司热值差、标准煤耗、锅炉安全经济燃烧提供重要依据，更是公司节能降耗，成本控制的重要环节。

参考文献：

[1]林木松，张宏亮.入厂煤机械采样装置存在问题与改进[J].煤质技术，2000（3）.

[2]曹长武.电力用煤采制化技术及其应用[M].中国电力出版社.

[3]GB/T 19494-2004，煤炭机械化采样[S].