用于煤样的一体化采制方法及一体化采制系统的制作方法
【专利摘要】一种用于煤样的一体化采制方法及一体化采制系统，该方法的步骤为：S1：取样；在堆料或运输设备中进行取样；S2：粘度判断；S201：使采集到的煤样落下，掉落至样盘上，然后送入下一级处理设备中；S202：利用样盘在煤样落下前后的重量差判别样盘上煤样的粘附量；S203：通过煤样的粘附量判别煤样的粘度，以选择是否进入自动采样制样环节；如不满足粘度要求，则先进行干燥、再送入自动化采样制样设备，或者直接将煤样输出进行人工采样制样环节；S3：采样制样；在煤样在步骤S2中通过粘度判断，在满足粘度要求的前提下，进行自动采样制样及之后的制样环节。该系统用来实施上述方法。本发明原理简单、操作简便，能够大大提高自动化作业可靠性和流水作业顺畅度。
【专利说明】
用于煤样的一体化采制方法及一体化采制系统
技术领域
[0001] 本发明主要涉及到煤质分析技术领域，特指一种适用于煤样的一体化采制方法及 一体化采制系统。
【背景技术】
[0002] 对于煤质的分析，实际上是一种抽样分析的过程。煤炭是一种不均匀的物质（粒 度、质量特性分布等），被抽样的母本一般比较大（几十吨到几万吨不等），最大限度地抽到 能代表整个母本质量及特性的代表性样品的过程叫"采样"。目前，有机械采样、人工采样、 半机械采样等多种方式方法。各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行采样工作。按标准 采到样品后，下一过程是"制样"，制样过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把样品 粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）要求。
[0003] 近年来，随着各大发电集团燃料智能化管理建设的启动，减少燃料采样、制样、化 验H个环节的人工干预，提升其一体化、自动化水平日益引起各大发电集团及其下属火力 发电厂的重视。
[0004] 从目前的技术实现来看，虽然采样、制样和化验单个环节的自动化已基本实现，但 是由于采制样环节存在若干难W克服的技术难题，煤进入采样和制样环节前仍然需要人工 干预，送成为自动"采、制、化"一体化设计甚至整个燃料智能化管理的短板。
[0005] 由于煤炭产品是天然形成的，虽然经过加工，仍然是不均匀产品。它是一种组成复 杂的混合物，煤炭中游离矿物质的存在、不同粒度的分布及物理偏析作用使煤炭质量特性 存在很大的变异性，如按方差计，采样误差占80 %，制样占16 %，化验占4 %，因此煤炭制样 工作非常重要。由于煤源、煤的品种、品位和批次不同，有些煤进入采样、制样环节就有可 能会出现粘煤、堵煤、设备卡死等现象。为此，必须通过一些前期的分辨才能够使采样、制样 W及采样与制样之间的过程能够顺畅进行，在保证自动化程度的前提下，提高采制样的可 靠性和精确性。传统的方式全都不是基于采制化全自动作业来设计的，所W其存在W下不 足：
[0006] 在整个采样、制样过程中，目前全部仍然是人工通过肉眼识别来区分煤的性状，再 进入采样和制样环节。然而，由于人工识别的主观性太强，经常会出现漏判、误判等现象。 因此，煤炭进入采制样系统之前需要有专人值守、专人判断，对自动采制样设备无法处理的 煤，必须通过工人手动分离出来，送就造成了其劳动强度高、周期长、精确度差等不足。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题就在于；针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种原理简单、操作简便、能够大大提高自动化作业可靠性和流水作业顺畅度的用于煤样的 一体化采制方法及一体化采制系统。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0009] -种用于煤样的一体化采制方法，其步骤为：
[0010] SI;取样；在堆料或运输设备中进行取样；
[0011] S2;粘度判断；
[0012] S201 ;使采集到的煤样落下，掉落至样盘上，然后送入下一级处理设备中；
[0013] S202 ;利用样盘在煤样落下前后的重量差判别样盘上煤样的粘附量；
[0014] S203 ;通过煤样的粘附量判别煤样的粘度，W选择是否进入自动采样制样环节； 如不满足粘度要求，则先进行干燥、再送入自动化采样制样设备，或者直接将煤样输出进行 人工采样制样环节；
[0015] S3 ;采样制样；在煤样在步骤S2中通过粘度判断，在满足粘度要求的前提下，进行 自动采样制样及之后的制样环节。
[0016] 作为本发明方法的进一步改进；在所述步骤S2中进行粘度判断时，预先设定有用 来进行比较判断的煤样标准粘附量1% :
[0017]
[0018] 当薇>预设的标准煤粘附量1%时，煤样不可W进入自动采样制样设备；
[0019] 当攝《预设的标准煤粘附量1%时，煤样可W直接进入自动采样制样设备；
[0020] 其中；M为煤样落样量，h为落样高度，V为煤样下落前的初速度，W为煤样水分含 量，T为煤样特性指数，4为煤样粒度；M、K V为系统预设值，通过系统设置来调节，W、T、 4为煤样参数值，煤样不同各参数不同，通过在线检测设备来测定或通过调集化验室对相 同煤源的煤样的化验结果来确定；m为多次落样的粘附量平均值。
[0021 ] 作为本发明方法的进一步改进；所述煤样标准粘附量1%中f 1 (M, h, V)= 0. 6a+0.化+0. 2c，所述函数中M、K V为系统预设值，H个系统预设值对f 1权值的比重为 6:2:2。
[0022] 作为本发明方法的进一步改进；当所述煤样落样量M为0 < M《100g时，系数a 为0.2 ;当所述煤样落样量M为100g <M《 500g时，系数a为0. 1 ;当所述煤样落样量M为 500g<M《 1000 g时，系数a为1.2 ;当所述煤样落样量M > 1000 g时，系数a为0.8。
[0023] 作为本发明方法的进一步改进：当所述落样高度h为0 < h《IOOmm时，系数b为 0. 2 ;当所述落样高度h为IOOmm < h《300mm时，系数b为0. 5 ;当所述落样高度h为300mm < h《500mm时，系数b为1 ;当所述落样高度h为500mm < h《1000mm时，系数b为1. 5 ; 当所述落样高度h > 1000 mm时，系数b为5。
[0024] 作为本发明方法的进一步改进；当所述煤样下落前的初速度V为0 < V《Im/s， 系数C为0. 5 ;当所述煤样下落前的初速度V为Im/s < V《2m/s，系数C为1 ;当所述煤 样下落前的初速度V为2m/s < V《3m/s，系数C为1. 5 ;当所述煤样下落前的初速度V为 3m/s < V《4m/s，系数C为1 ;当所述煤样下落前的初速度V为4m/s < V《5m/s，系数C 为0. 5 ;当所述煤样下落前的初速度V > 5m/s，系数C为0. 2。
[0025] 作为本发明方法的进一步改进：所述煤样标准粘附量叫^中 .Z非r，?-，的 = 0.7。' + 0.2?' + 0.レ，|:述f2函数中，w、T、(6为煤样参数值，ミ个参数值对f淑 值的比重为7:2:1，H个参数数值来自于化验室对相同煤源的煤样的化验结果。
[0026] 作为本发明方法的进一步改进；当所述煤样粒度4为0 < 4《3mm时，系数e 为I ;当所述煤样粒度4为3mm < 4)《6mm时，系数e为0. 8 ;当所述煤样粒度4)为6mm < 4《20mm时，系数e为0. 5 ;当所述煤样粒度4为20mm < 4《50mm时，系数e为0. 2 ; 当所述煤样粒度4为50mm < 《IOOmm时，系数e为0. 1 ;当所述煤样粒度> IOOmm 时，系数e为0。
[0027] 作为本发明方法的进一步改进；在完成步骤S3采样制样之后、进入自动制样之 前，进行第二次粘度判断，判断过程与步骤S2 -致；如不满足粘度要求，则先进行干燥、再 送入自动化制样设备，或者直接将煤样输出进行人工制样环节。
[0028] 本发明进一步提供一种用于煤样的一体化采制系统，包括：
[0029] 取样单元，用于在堆料或运输设备中进行取样；
[0030] 粘度判断单元，包括输样组件、样盘组件、称量组件和处理单元，所述输样组件用 于使采集到的煤样落下，掉落至样盘组件上，然后送入下一级处理设备中；所述称量组件用 于利用样盘称量煤样落下前后的重量差判别样盘上煤样的粘附量；所述处理单元用于通过 煤样的粘附量判别煤样的粘度，W选择是否进入自动采样制样环节；如不满足粘度要求，贝U 先进行干燥、再送入自动化采样制样设备，或者直接将煤样输出进行人工采样制样环节；
[0031] 自动采样制样单元，用于在煤样通过粘度判断后，在满足粘度要求的前提下，进行 自动采样制样。
[0032] 作为本发明系统的进一步改进；还包括：自动制样单元和自动制样前粘度判断单 元，所述自动制样前粘度判断单元用于在采样制样之后、进入自动制样之前进行第二次粘 度判断，在满足粘度要求后送入自动制样单元进行自动制样。
[0033] 与现有技术相比，本发明的优点在于；本发明的采制化一体化方法和系统，经过粘 度自动检测判断后，符合要求的样品方进入该系统，确保系统长期稳定运行，误差低、精密 度高。整个方法和系统运行稳定，提高了效率，节约了人力成本，实现了煤采样、制样和化验 全过程自动化控制，可从源头上把好商品煤入厂关，消除人为因素影响，能够使入厂煤的样 品更具代表性、可靠性高。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明方法的流程示意图。
[0035] 图2是本发明在具体应用实例中进行粘度判断的流程示意图。
【具体实施方式】
[0036] W下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0037] 如图1和图2所示，本发明的用于煤样的一体化采制方法，其步骤为：
[0038] Sl ;取样；
[0039] 通过常规的方式在堆料或运输设备中进行取样；根据实际需要，可W选择机械采 样、人工采样、半机械采样中的一种或多种方式进行取样。
[0040] S2 ;粘度判断；
[0041] S201 ;使采集到的煤样落下，掉落至样盘上，然后送入下一级处理设备中；
[0042] S202 ;利用样盘在煤样落下前后的重量差判别样盘上煤样的粘附量；
[0043] S203 ;通过煤样的粘附量判别煤样的粘度，W选择是否进入自动采样制样环节； 如不满足粘度要求，则先进行干燥、再送入自动化采样制样设备，或者直接将煤样输出进行 人工采样制样环节。
[0044] S3 ;采样制样；
[0045] 在煤样在步骤S2中通过粘度判断，在满足粘度要求的前提下，进行自动采样制样 及之后的制样环节。自动采样制样设备和自动制样设备一般包括破碎机、缩分器、干燥机、 输样机构等等。
[0046] 作为较佳的实施例，在完成步骤S3采样制样之后、进入自动制样之前，进行第二 次粘度判断，判断过程与步骤S2 -致；如不满足粘度要求，则先进行干燥、再送入自动化制 样设备，或者直接将煤样输出进行人工制样环节。
[0047] 本发明通过增加粘度的判断，能够将粘度较大的煤样直接输出，进入人工采样制 样环节，避免对自动化采样制样设备造成堵塞或卡死的问题；或者，通过干燥设备先行进行 干燥后，使其能够满足粘度要求。而已经满足粘度要求的煤样，则可W由自动采样制样设备 来进行制样。由于煤样满足粘度要求，郝么在自动化采样制样设备的破碎、缩分等操作中不 会有较大的损失，能够在一定程度上保证煤样的样本代表性，满足煤样检测的精度要求和 可靠性要求。更为关键的是，不会在后续的破碎、缩分设备中造成堵塞，使整个流水线作业 出现问题。
[004引在具体应用实例中，在步骤2中，要先进行预设的煤样标准粘附量1?的标定，预设 的煤样标准粘附量1%由式1得到：
[0049] 式 1 :
[0050]
[0051] 当視>预设的标准煤粘附量1%时，煤样不可W进入自动采样制样设备和/或自动 制样设备。；
[0052] 当療《预设的标准煤粘附量叫^时，煤样可W直接进入自动采样制样设备和/或自 动制样设备。；
[0053] 其中；M为煤样落样量，h为落样高度，V为煤样下落前的初速度，W为煤样水分含 量，T为煤样特性指数，4为煤样粒度。M、K V为系统预设值，可通过系统设置来调节，而 w、T、4为煤样参数值，煤样不同各参数不同，可通过在线检测设备来测定，也可W通过调集 化验室对相同煤源的煤样的化验结果来确定。敏为多次检测的煤样粘附量，次数可W根据 实际需要来设置。
[0054] 其中：
[00巧]f 1 (M, h, V) = 0. 6a+0. 2b+0. 2c
[0056] 由上式可知，为的一种模拟函数，上述f涵数中，M、K V为系统预设值，H个系 统预设值对权值的比重为6:2:2, M、K V的取值范围及其分别对应的系数a、K C如下： [0057] M对的权值：
[005引当落样量M较小（如；0< M《100g)时，粘附量m较小，此范围内的落样量M对 应的系数a为0.2 ;当落样量M在一定范围内（如；100g <M《500g)，落样量M对粘附量 m的影响较大，故落样量M在此范围内时对应的系数a为1，大于落样量M在0 <M《100g 范围所对应的系数；而当落样量M(如；500g<M《 lOOOg)较大时，部分煤样可能未落在样 盘范围内，尽管落样量M增大，但是对粘附量m的影响不再明显增大，故此范围内的落样量 M对应的参数a为1. 2 ;当落样量M过大（如；M > 1000 g)，郝么粘附量m将不再随落样量M 的增加而增加，送是由于落样量过大，大部分煤样未落在样盘范围内，而且多余煤样会将已 粘附在样盘上的煤样从样盘上击落，故此范围内落样量对应的系数为0. 8。
[0059]
[0060] h对的权值潘样高 冲击力越大，粘附量m越大。
[0061]
[006引 V对的权值；V为煤杆r'v脊刖日'JW化/义，化度V较小（0 < V《3m/s)时，初 速度V越大，煤样打击样盘的冲击力越大，煤的粘附量m越大；而当初速度V达到一定范围 (v>3m/s)后，初速度V越大，粘附量m变小。送是由于速度较大，样品对样盘的冲击力较 大，样盘对样品的反作用力也越大，大部分煤样落到样盘上后反弹，从样盘上掉落下来。
[0063]
[0064] 另外在式中：
[0065]
[006引式3为f2的一种模拟函数，上述f 2函数中，w、T、4为煤样参数值，H个参数值对 f2权值的比重为7:2:1，H个参数数值来自于化验室对相同煤源的煤样的化验结果，W、4的 取值范围及其分别对应的系数d、e如下：
[0067] W对fz的权值：
[0068] 由于水分含量W对f2的权值与煤种密切相关（或者说水分W与粘度的关系曲线 与煤种密切相关），W烟煤、无烟煤褐煤和泥煤为例，烟煤、无烟煤、褐煤和泥煤水分含量对 应的系数如表1~3所示：
[0069] 表1烟煤水分含量与系数对应关系
[0070]
[0071]
[0072] 表2无烟煤水分含j
[0073]
[0074] 表3褐煤水分含量
[00 巧]
[007引 T对fz的权值；煤种刈粘度的影啊小问，W烟保、尤烟煤、褐煤和泥煤为例，在煤样 水分含量、粒度相同的情况下，煤样的粘度大小为泥煤 > 烟煤 > 无烟煤 > 褐煤，其中煤泥的 粘性极强，只要与样盘接触就会粘附在样盘上，且不易掉落。
[0077]
[007引 4对f2的权值：取样得到的煤样，一般而言，粒度4为0 < 4《100臟，其中最 常见的为0 < 4《50mm，粒度4在0 < 4《50mm范围内，粒度4对粘度的影响较大，粒 度4越小，煤样颗粒的表面积越大，与样盘的有效接触面积越大，越容易粘附，粘度越大； 当煤样粒度4为50 < 4《IOOmm时，煤样呈块状，粒度4对粘度的影响较小；而当煤样 粒度4 > IOOmm时，煤样呈大块状，煤样粒度4对粘附量m的影响几乎可W忽略。
[0079] 表4煤样粒度与系数对应关系
[0080]
[0081] 在一个具体应用实例中，标定的流程为;
[0082] 测定m ;在调试中，通过多组实验进行煤样的掉落实验，得到每次样盘上煤样粘附 量组为例，得到下表5 :
[0083] 丰-r
[0084] 在上述调试中
，通过3次测定m得到；，每次掉落实验当中，预设有系统的煤样单 次落样量M和落样速度V，郝么煤样从h高处落下，可W实时检测煤样T、4、W%，计算得到 1%。数据见下表6 :
[0085] 表 6 :
[0086]
[0087] 将上述数据代入式I、式2、式3,计算得到m标=53. 7g。
[008引因此，本发明中粘判的流程为：
[0089] 落到样盘上之后，对样盘上粘附的煤样粘附量m进行称重，重复落样3次，取3次 落样量的平均值:^^将攝与1%比较，判别煤样的粘度。
[0090] 本发明进一步提供一种用于煤样的一体化采制系统，包括：
[0091] 取样单元，用于在堆料或运输设备中进行取样；
[0092] 粘度判断单元，包括输样组件、样盘组件、称量组件和处理单元，所述输样组件用 于使采集到的煤样落下，掉落至样盘组件上，然后送入下一级处理设备中；所述称量组件用 于利用样盘称量煤样落下前后的重量差判别样盘上煤样的粘附量；所述处理单元用于通过 煤样的粘附量判别煤样的粘度，W选择是否进入自动采样制样环节；如不满足粘度要求，贝U 先进行干燥、再送入自动化采样制样设备，或者直接将煤样输出进行人工采样制样环节；
[0093] 自动采样制样单元，用于在煤样通过粘度判断后，在满足粘度要求的前提下，进行 自动采样制样。
[0094] 同时，作为较佳的实施例，还可W进一步包括：自动制样单元和自动制样前粘度判 断单元，所述自动制样前粘度判断单元用于在采样制样之后、进入自动制样之前进行第二 次粘度判断，在满足粘度要求后送入自动制样单元进行自动制样。
[0095] W上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，步骤为： Si;取样；在堆料或运输设备中进行取样； 52 ;粘度判断； 5201 ;使采集到的煤样落下，掉落至样盘上，然后送入下一级处理设备中； 5202 ;利用样盘在煤样落下前后的重量差判别样盘上煤样的粘附量； 5203 ;通过煤样的粘附量判别煤样的粘度，W选择是否进入自动采样制样环节；如不 满足粘度要求，则先进行干燥、再送入自动化采样制样设备，或者直接将煤样输出进行人工 采样制样环节； 53 ;采样制样；在煤样在步骤S2中通过粘度判断，在满足粘度要求的前提下，进行自动 采样制样及之后的制样环节。2. 根据权利要求1所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，在所述步骤S2中 进行粘度判断时，预先设定有用来讲行比巧判断的爆样标准貼附量m标：当療>预设的标准煤粘附量nu,;时，煤样不可W进入自动采样制样设备； 当癒<预设的标准煤粘附量m ss时，煤样可W直接进入自动采样制样设备； 其中：M为煤样落样量，h为落样高度，V为煤样下落前的初速度，W为煤样水分含量，T 为煤样特性指数，4为煤样粒度；M、h、v为系统预设值，通过系统设置来调节，w、T、4为煤 样参数值，煤样不同各参数不同，通过在线检测设备来测定或通过调集化验室对相同煤源 的煤样的化验结果来确定；品为多次落样的粘附量平均值。3. 根据权利要求2所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，所述煤样标准粘 附量m标中(M, h, V) = 0. 6a+0.化+0. 2c，所述函数中M、K V为系统预设值，H个系统 预设值对f 1权值的比重为6:2:2。4. 根据权利要求3所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，当所述煤样落样 量M为0 < M《100g时，系数a为0. 2 ;当所述煤样落样量M为100g < M《500g时，系数 a为0. 1 ;当所述煤样落样量M为500g < M《1000 g时，系数a为1. 2 ;当所述煤样落样量 M > 1000 g 时，系数 a 为 0.8。5. 根据权利要求3所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，当所述落样高度h 为0<h《 IOOmm时，系数b为0. 2 ;当所述落样高度h为100mm<h《 300mm时，系数b为 0. 5 ;当所述落样高度h为300mm < h《500mm时，系数b为1 ;当所述落样高度h为500mm < h《1000mm时，系数b为1. 5 ;当所述落样高度h > 1000mm时，系数b为5。6. 根据权利要求3所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，当所述煤样下 落前的初速度V为0 < Im/s，系数C为0.5 ;当所述煤样下落前的初速度V为Im/s < V《2m/s，系数C为1 ;当所述煤样下落前的初速度V为2m/s < V《3m/s，系数C为1. 5 ; 当所述煤样下落前的初速度V为3m/s < V《4m/s，系数C为1 ;当所述煤样下落前的初速 度V为4m/s < V《5m/s，系数C为0. 5 ;当所述煤样下落前的初速度V > 5m/s，系数C为 0. 2。7. 根据权利要求2所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，所述煤样标准粘 附量m标中：上述fz函数中，w、T、4)为煤样参数值，H个参数 值对f2权值的比重为7:2:1，H个参数数值来自于化验室对相同煤源的煤样的化验结果。8. 根据权利要求7所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，当所述煤样粒度 4为O < 4《3mm时，系数e为1 ;当所述煤样粒度4)为3mm < 4)《6mm时，系数e为 0. 8 ;当所述煤样粒度4为6mm < 4《20mm时，系数e为0. 5 ;当所述煤样粒度4为20mm < 4《50mm时，系数e为0. 2 ;当所述煤样粒度4为50mm < 4《IOOmm时，系数e为 0. 1 ;当所述煤样粒度4 > IOOmm时，系数e为0。9. 根据权利要求1~8中任意一项所述的用于煤样的一体化采制方法，其特征在于，在 完成步骤S3采样制样之后、进入自动制样之前，进行第二次粘度判断，判断过程与步骤S2 一致；如不满足粘度要求，则先进行干燥、再送入自动化制样设备，或者直接将煤样输出进 行人工制样环节。10. -种用于煤样的一体化采制系统，其特征在于，包括： 取样单元，用于在堆料或运输设备中进行取样； 粘度判断单元，包括输样组件、样盘组件、称量组件和处理单元，所述输样组件用于使 采集到的煤样落下，掉落至样盘组件上，然后送入下一级处理设备中；所述称量组件用于利 用样盘称量煤样落下前后的重量差判别样盘上煤样的粘附量；所述处理单元用于通过煤样 的粘附量判别煤样的粘度，W选择是否进入自动采样制样环节；如不满足粘度要求，则先进 行干燥、再送入自动化采样制样设备，或者直接将煤样输出进行人工采样制样环节； 自动采样制样单元，用于在煤样通过粘度判断后，在满足粘度要求的前提下，进行自动 采样制样。11. 根据权利要求10所述的用于煤样的一体化采制系统，其特征在于，还包括：自动制 样单元和自动制样前粘度判断单元，所述自动制样前粘度判断单元用于在采样制样之后、 进入自动制样之前进行第二次粘度判断，在满足粘度要求后送入自动制样单元进行自动制 样。
【文档编号】G01N11/00GK105987828SQ201510063482
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】朱先德, 吴汉炯, 任率, 朱青, 龚伟业
【申请人】湖南三德科技股份有限公司