皮帶中部采樣機的技術說明

皮帶中部取樣裝置設備產品簡介

一、概述

入爐煤的計量及其機械自動采制樣是火力發電廠實現正平衡計算煤耗的前提，電力部頒布的《火力發電廠按入爐煤量正平衡計算發電煤耗（試行）》中指出“機械自動采樣裝置是目前唯一能夠采到具有代表性樣品的手段”。

入爐煤機械自動采制樣裝置是以概率論的抽樣理論和誤差理論為理論依據，以國際ISO標準和中華人民共和國GB標準為設計規范，并吸收國外先進經驗，根據國內工業現狀設計、制造的系列化產品，是采制樣必備的專用設備。

入爐煤機械自動采制樣裝置中機械結構設計新型實用，整體結構布局通暢，選取的技術參數合理，工藝調節方便，適應范圍廣。機械可長期穩定運轉，不堵煤，采樣后的子樣代表性強，滿足現場實際需要。

電氣控制部分采用目前國際上流行的可編程控制器做為主控元件，因此，可靠性顯著增強，控制性能大為提高，具有智能化的優點。

該裝置廣泛適應于皮帶輸送煤碳、焦炭，礦石等散狀物料的采制樣，實現了自動化隨機取樣，排除了人為的因素，為企業的現代化管理提供了可靠的手段。

二、工作原理

采樣系統的工作原理如下：初級采樣機按照設定的時間間隔旋轉一周，從運動的甲乙帶式輸送機中部各自取得一個完整的橫截面的子樣。兩條帶式輸送機的子樣通過各自的溜槽落入同一初級皮帶給煤機。初級給煤機將樣品連續均勻地送入破碎機,破碎機將物料破碎到所要求的粒度,且不損失物料,并將水份損失保持在預定范圍。樣品經破碎后送入二級給煤機，安裝在二級給煤機上的縮分器按設定的周期對樣品進行縮分，最終樣品被收集到防水、防塵的容器中。采樣系統中的余料通過斗式提升機及螺旋輸送機返回到甲乙帶式輸送機上。

三、設備組成及性能特點介紹

入爐煤采樣裝置包括初級采樣機、皮帶給料機、樣品破碎機、樣品收集器、余料返回系統、以及控制柜等。整個系統具有堵煤報警保護功能。

中部采樣頭

采樣頭跨于輸送機皮帶中部，由制動電機、斜齒輪減速機、旋轉C式采樣頭、接近開關和帶防護罩的鋼結構支架等組成。旋轉C式采樣頭由不銹鋼制成并配有平衡砣，其端部裝有耐磨橡膠在保證全斷面采樣的同時且不損傷膠帶。安裝在鋼結構架上具有制動功能的電機來驅動和停止C式采樣頭，C式采樣頭在每次旋轉中連續采樣連續卸料，行程終點時卸料完畢，接近開關控制采樣頭行程的終點。為防止采樣頭錯誤停位而設置的保護裝置，確保了采樣頭正確停位，杜絕了輸送帶上堵煤。

采樣鏟的寬度不小于入爐煤最大粒度的3倍。采樣頭刮煤板的采樣速度大于或等于輸煤皮帶的速度，并保證所采煤樣全部落入集煤槽內。采樣頭的采樣周期可根據采集子樣數進行調節。

采樣頭采用德國SEW公司制動電機減速機，采樣鏟材質為2Cr13。

旋轉縮分器：

旋轉式采樣縮分器跨于TSCY-W2型皮帶給料機的輸煤皮帶上，其結構尺寸比中部采樣頭小，其性能與中部采樣頭相同。

縮分部件縮分精度高，系統偏差符合國家標準的要求?？s分比在滿足留樣量與粒度關系的前提下可以在1/3-1/100的范圍內進行調節。

旋轉縮分器采用德國SEW公司制動電機減速機，采樣鏟材質為1Cr18Ni9Ti。

環錘破碎機

該破碎機采用環錘式結構，由轉子、固定式下機殼和可全打開上機殼及調節機構組成。

電動機通過皮帶輪和慣性輪直接驅動轉子旋轉。旋錘不僅能隨轉子公轉，還能繞錘銷擺動。物料進入破碎腔后，首先受到隨轉子高速擺動和旋錘的沖擊作用而破碎，被破碎的物料同時從旋錘處獲得動力，高速沖向破碎板受到二次破碎，然后落到篩條上受旋錘的擠壓和磨剝進一步破碎，并透過篩條孔排出。不能破碎的雜物進入金屬收集器，由人工進行定期清理。

通過調整篩條的間距和數量，達到出料粒度的要求。

環錘破碎機運轉能耗低，破碎效率高，破碎粒度均勻且噪聲低、粉塵少、水分損失少。篩條式料篩，易于調整物料粒度。設有棄鐵室，不能破碎的雜物進入棄鐵室，可定期清理。機殼采用易打開式結構，維護清理方便。

給料機（含一、二級給料機）

給料機采用全封閉皮帶輸送機，封閉性能好，煤樣水份丟失小。手動調節閘門控制煤層厚度，消除了由于采樣頭脈沖式進料而造成喂料不勻所引起的堵煤現象。

頭部滾筒設有外清掃器，用于清掃卸料后附在輸送帶工作面上的物料。

槽型托輥可以防止皮帶輸煤過程漏煤。

調心托輥防止皮帶跑偏，輸送機上裝有檢測元件，可對運行狀況進行檢索。

一級給料機設有過鐵保護裝置及排鐵裝置，過鐵保護裝置的靈敏度能剔除10g以上鐵件，其方式可采用直接剔除10g以上鐵件，或探測出重10g以上鐵件子樣能自動予以剔除。

樣品收集器

樣品收集器由轉臺、集樣桶、電機減速機、接近開關、支撐架等部分組成。

集樣桶放在轉臺上，通過電機減速機驅動轉臺旋轉、，轉臺轉動角位移的終點由接近開關控制，當容器不在填料位置時，有密封蓋蓋上，有效避免了水份損失。

斗式提升機

斗式提升機結構簡單，輸送平穩，電機驅動減速機使輸送帶上的料斗連續挖取棄煤，棄煤經導料槽送入落煤管，最后反排到棧橋輸煤皮帶上。

落煤管

整個系統為密封結構，采制樣過程中無煤塵外泄，整機水份損失<1.5%。

為有效消除系統堵煤現象,在設計方面采取如下措施:如落煤管傾角≥60°。

控制系統說明：

采制樣設備采用獨立的配電系統?？刂葡到y裝有欠壓、過載、短路、缺相等保護裝置，具有良好的保護功能。

控制系統采用PLC進行編程控制。系統具有現場手動和遠程自動控制兩種方式?，F場手動用于調試、維修和單機啟動。當選擇自動工作方式、連鎖時，系統隨輸煤皮帶自動啟動和停止。采制樣裝置各設備按規定程序自動啟動和停止，自動采集、制備樣品。也可以選擇自動工作、解鎖，由工作人員根據輸煤皮帶運行情況，有選擇地啟動、停止采制樣系統。

控制系統具有自動檢索設備工作狀況的功能。系統根據設在設備上傳感器的信號，自動檢查設備的工作狀況，有故障即刻報警，故障處上部設備即刻停止，下部設備按程序延時停止，以防滯煤。

設備上設有檢測元件，用于檢測設備工作時運行情況，如有堵轉、非正常停轉等情況，PLC即刻按程序使系統停機，并向煤控室發出警報。系統自動計量縮分器縮分次數，在達到規定次數后，PLC發出信號，集樣器旋轉更換樣品桶，當樣品桶都滿時，系統發出警報。

根椐改變不同煤種、煤質程序的設定，可調整采樣及縮分間隔，由PLC 自動調整系統工作，使采樣子樣數、樣品數符合有關標準。

四、設備布置系統方案圖：

破碎級數由投標廠家根據來煤粒度和出料粒度要求確定。

入爐煤采制樣裝置工作流程如下：

五、系統工作過程：

中部采樣機按預定的采樣周期旋轉一周，從電廠輸煤系統主皮帶機上橫向刮取全斷面的煤樣, 煤樣直接通過溜槽落入初級皮帶給料機中，皮帶給料機設有控制閘板將物料均勻地送入初級破碎機進行破碎，破碎后的樣品進入二級給料機，經縮分器縮分后最終樣品落入密閉的樣品收集罐中，余料均被送入斗式提升機，通過斗式提升機提升到適宜的高度后返回到輸煤系統主皮帶機中。

5.1技術要求

  入爐煤采制樣裝置具有在皮帶機中部采樣、破碎、縮分和余煤返回等功能。整套裝置的主要參數符合設計要求。采制樣精確度A達到±2％。該系統全密封設計，盡量減少系統中的空氣循環，以減少水分損失。系統無物料損失，水分損失＜1.5％。

5.2皮帶中部采制樣裝置包括初級采樣機（刮板式采樣頭）總成、皮帶給料機總成、樣品破碎機總成、樣品收集器總成、余料返回系統（斗式提升機）總成。MCC柜和PLC控制面板及所有設備的電氣系統設備總成。

5.3初級采樣頭采用電動刮掃式采樣頭，并與單元裝置相連接。電機等設備均需設置必要的電氣和機械保護，避免堵轉、堵塞等現象發生。

5.4電氣設備采用效率高、能耗低、性能先進的電氣產品，外購的電氣設備經該廠質量部門檢查試驗合格后方可出廠，并附有證明產品質量合格的文件。

5.5電氣控制系統中的可編程序控制器等主要電氣元件采用進口件,取樣裝置既有遠方程序控制并留有數據遠傳接口，我方無條件配合電氣和控制系統供應商進行電氣和控制部分的設計、調試工作。該設備具有現場手動操作和遠程自動控制功能。

5.6入爐煤采制樣系統和輸煤主皮帶進行聯鎖，當該系統發生故障時，能向煤控室報警并自動停機，但不影響主皮帶機的正常運行。

5.7控制系統的I／O點清單隨技術文件提交（已注明用途）?？刂葡到y的機柜留有10％插槽備用位置，I／O點設有10％的余量。

5.8采樣頭總成

5.8.1 入爐煤采制樣裝置采用電動刮掃式采樣頭，能采出煤流全斷面煤樣，并不損傷膠帶，采煤頭的開口寬度不小于入爐煤最大粒度的2.53倍。

5.8.2 采樣頭刮煤斗的采樣速度大于輸煤主皮帶機的速度，并保證所采煤樣全部落入集煤槽內。采樣頭的采樣周期可根據采集子樣數進行調節，每個子樣量不少于 5Kg.

5.8.3采樣頭刮斗采用不銹鋼耐磨材料。

5.9 破碎機 

5.9.1 所采樣煤經碎煤機破碎后，粒度大于3mm的煤樣不得超過5％。

5.9.2 碎煤機的磨煤部分為耐磨材料，在破碎過程中，不發生過熱現象。

5.9.3碎煤機對進料中偶爾進入的難碎異物有排出功能，以保護設備不受損壞。

5.9.4碎煤機破碎全水份≤14％的樣煤時，能正常連續運行，機內不發生粘結、堵塞等現象。

5.10縮分器  

5.10.1入爐煤采制樣裝置采用旋轉式縮分器，縮分器的設計采用縮分精度較高的頭部刮掃式，以減少縮分誤差。

5.10.2縮分器的縮分比可調，并符合煤樣縮分后留樣重量與粒度的關系。粒度小于3 mm的煤樣重量大于等于15kg。

5.10.3縮分器縮分全水率 ≤ 14％的樣煤時，機內不發生粘結、堵塞等現象。

5.10.4確定煤樣與余煤的縮分比時,至少進行5次對比試驗,并符合原設計縮分比的要求。

5.11給料機（含一、二級給料機）

5.11.l給料機采用密閉帶式給料機并具有膠帶下清掃機構。保證均勻的流量,并能防止堵塞.

5.11.2初級給料機上設置有效去除煤樣中鐵質的設施，以防鐵件進入破碎機。

5.12  斗式提升機

5.12.1 確保平穩、安全、連續地將縮分后的余煤送到輸煤系統主皮帶機中。

5.12.2斗型結構設計和加工避免撒漏煤.

5.12.3銷軸采用耐磨材料,正常使用壽命不低于30000小時.

5.13設備工作噪音:≤75dB

整個系統設有進煤口、出煤口的堵煤報警保護裝置。

5.15粉塵：符合TJ36的規定。

5.16電氣、控制和儀表

5.16.1每套取樣系統在就地設一套程序控制器，可在就地控制盤上操作，也能在輸煤控制室程序控制與信號顯示，通過計時器實現取樣的循環控制；當取樣系統故障時，向輸煤控制室報警，但不必使整個輸煤系統停運。取樣系統采用以觸摸屏為監控中心，對取樣系統進行監視、控制，也能通過通訊接口以及硬接線在輸煤控制系統進行遠方控制和所有的信號顯示。取樣系統采用PLC可編程控制器控制。PLC單機工作（非冗余配置）并帶有通訊接口。PLC采用MODICON系列產品，用于控制取樣系統設備的順序啟、停及單個設備的操作，現場信息采集與處理，同觸摸屏通信；并能與輸煤控制系統進行數據通訊及硬接線進行信號交換。我方積極配合輸煤控制承包商完成接口工作和調整接口規范，并對取樣系統的接口調試負責?？刂品绞侥苓M行程序控制（輸煤程控及觸摸屏上均可）和在觸摸屏上對工藝系統單個設備進行操作控制等控制方式?？刂品绞侥軐χ饕脑O備在不同的工況下靈活選擇，并可在輸煤控制室進行取樣系統整套的起、停，操作方式在觸摸屏和輸煤控制系統操作員站能進行選擇。

5.16.2 本系統中容量在200kW以下的電動機采用400V系統電壓供電，電動機防護等級為IP54，額定頻率為50Hz，絕緣等級為F級，按B級溫升考核，電動機是全封閉風冷式，并適合其環境使用要求，電動機按照輸送設備可能需要的特殊轉矩要求進行設計。

5.16.3 交流驅動電動機為感應型，鼠籠式，恒定轉速式電機，適合于全電壓起動。電動機的功率至少取驅動設備所需馬力的115％。另外電動機的規格保證其運行于1.15倍持續過載系數時，不會超過其銘牌額定值。

5.16.4交流電動機可在頻率波動±5％，電壓波動±10％時，帶滿負荷正常運行。并且可在80％其銘牌電壓額定值時，帶負荷加速。

5.16.5當電動機電源由正常電源向備用電源切換的過程中，對應備用電源，電動機殘壓可能為50％UN，相角差為180°，電動機能承受此轉矩和電壓應力。

5.16.6電動機的失步轉矩不得低于220％全負荷轉矩，以保證電動機在降低電壓的條件下，可順利起動。

5.16.7對容量<200kW的電動機，其額定電壓下的堵轉電流不得超過5.5倍全負荷電流。對容量200kW的電動機，其額定電壓下的堵轉電流不得超過6倍全負荷電流。電動機的輸出功率、電壓﹑頻率均為額定值時，電動機的功率因數為0.8以上，效率的保證值為93 %以上。

5.16.8所有交流電動機均可進行如下起動:

冷態起動：3次，在兩次起動之間經過惰轉至停轉。  熱態起動：2次。

5.16.9用于輸煤系統的電動機該是全封閉、風冷式，可保護繞組免受灰塵，濕氣，雪，雨和其他不利天氣的影響，還可防止水滴入或軟管沖洗時水濺入，并適合其環境使用要求，在危險易爆場所采用防爆電動機。電動機按照輸送設備可能需要的特殊轉矩要求進行設計。

5.16.10多相電動機的出線端子有相序標志。

5.16.11容量在75kW及以上，以及容量大于30kW的戶外電動機配備空間加熱器。加熱器額定值為交流380V，但適合用于單相220V運行，以保證較長的壽命?？臻g加熱器的設計保證電動機在靜止狀態時的電動機內部溫度在露點以上，加熱器安裝在電機內部可以檢查的地方。

5.16.12 容量在200kW及以上的電動機要配線圈測溫元件。（至少3個電阻式溫度探測器）。

5.16.13 電氣絕緣系統和材料保證在其所應用的特殊工作和環境中，壽命為30年。

護層以防止腐蝕。