3mm二分器在煤炭制样中基本指标和性能指标的试验与评价

申 健，翟嘉琪，覃 涛，李冠龙

（华电电力科学研究院有限公司，浙江杭州 310030）

二分器［1］是根据国家标准 GB／T 474-2008 《煤样的制备方法》［2］中的规定设计的，是缩制煤样工作中不可缺少的工具，主要用于对不同粒度的煤样进行缩分，是制备具有较强代表性煤样的关键工具。目前暂无二分器性能的技术标准规范。笔者根据现有煤炭制样标准，制定了适合二分器性能试验的方案，并对基本功能和性能指标进行试验。

1 试验准备

1.1 设备信息

二分器为国内某厂家生产的敞开式3 mm二分器。

1.2 设备检查

检查二分器外观是否良好，二分器格槽中是否有破碎料及金属等杂物。

1.3 煤样准备

（1）采集一定量的煤样分别过3 mm和6 mm标准筛，收集3 mm标准筛筛下物（大于11.5 kg），加入3～6 mm的煤样至总重约12 kg；

（2）用堆锥（或二分器）的方法将上述煤样缩分出若干份质量为（1.5±0.01）kg的煤样备用，每个煤样缩分为8份；

（3）按照上述方法重复制备至少30份试验煤样备用。

1.4 试验项目

二分器性能试验的检验项目和技术要求见表1。

表1 检验项目和技术要求

2 二分器性能试验方案

2.1 格槽数量

若两侧格槽数相等，且每侧至少8个，则判断格槽数量满足要求。

2.2 格槽宽度及均匀度

2.2.1 仪器设备

应使用最小分度为0.1 mm，经计量检定合格的游标卡尺进行测定。

2.2.2 试验步骤

将二分器格槽依次编号。用游标卡尺重复测定每个格槽宽度2次。记录每个格槽宽度并计算每个格槽宽度平均值的变异系数。

2.2.3 结果判定

若每个格槽宽度平均值均大于试样标称最大粒度的3倍，且不小于5 mm，则判断二分器格槽宽度满足要求。若格槽宽度的变异系数不大于0.20%，则判断二分器格槽宽度均匀度满足要求。

式中：为二分器格槽宽度平均值，mm；di为测量的每个二分器格槽宽度，mm；n为格槽数量；Sd为二分器格槽宽度标准差（变异系数）。若Sd不大于0.20%，则判断二分器格槽宽度均匀度满足要求。

2.3 流料通畅性

使用适用于二分器标称最大粒度的煤样进行缩分，目测煤样有无卡堵，若煤样流通顺畅，不堵煤，且易清扫，则判断二分器流料通畅性满足要求。

2.4 两侧缩分质量均匀性

2.4.1 试验步骤

（1）将1份（1.5±0.01）kg的试验煤样呈柱状往复摆动给入二分器，摆幅不超出二分器两端，煤流应覆盖二分器全部格槽，且喂料过程无撒落、无卡堵；

（2）用毛刷清理二分器格槽，使格槽中残留的样品分别落入两侧料斗中，靠近铭牌侧的煤样定义为L1，另一侧为L2；

（3）收集两个料斗L1、L2中的样品，分别称重，并记录；

（4）重复上述步骤5次，确保每次喂料的手法和喂料速度无较大差异；

（5）缩分过程不进行交替留样，分别记录缩分后两侧样品质量m1和m2，对于每个二分器重复试验5次。

2.4.2 结果计算

计算每次试验两侧样品质量差值占两侧样品质量之和的百分比，若5次试验结果均不大于0.5%，则判断该二分器缩分两侧质量均匀度满足要求。

2.5 偏倚试验

将20份试验用煤样（3 mm）通过二分器缩分，缩分后分别收集两侧的煤样，按照 GB／T 474-2008要求，分别制备0.2 mm一般分析试验煤样。共制备20组一般分析试验煤样，每组2个煤样，分为留样和弃样。然后按照 GB／T 30732-2014要求，采用自动工业分析仪分别测定留样和弃样的空气干燥基水分和灰分，计算煤样的干燥基灰分。

根据GB／T 19494.3-2004《煤炭机械化采样第3部分：精密度测定和偏倚试验》［3］中关于偏倚试验的要求，进行灰分偏倚评定。

3 试验结果和分析

3.1 格槽数量

该二分器两侧格槽数量均为15个，符合要求。

3.2 格槽宽度及均匀度

用游标卡尺测量二分器格槽宽度，详细数据见表2。

表2 二分器格槽宽度测量结果

如表2所示，格槽宽度平均值为9.13 mm，大于9 mm，其中个别格槽宽度略低于9 mm；宽度变异系数为16.5%，小于20%，故二分器格槽宽度均匀度满足要求。

3.3 流料通畅性

采用试验煤样进行缩分，通过二分器时，煤样无卡堵，煤样流通顺畅，不堵煤，说明二分器流料通畅性满足要求。

3.4 两侧缩分质量均匀性

根据2.4试验方法，测试数据详见表3。

表3 煤样缩分后两侧质量均匀性统计结果

从表3看出，经缩分后，两侧煤样质量差占煤样总量的比例均小于0.5%，故缩分质量均匀性满足要求。

3.5 偏倚试验

根据2.5试验方法，统计各样品留样和弃样干燥基灰分检测结果，并计算留样和弃样干基灰分差值d，差值平均值，差值标准差Sd。统计结果见表4。

表4 留样和弃样干燥基灰分偏倚统计结果

3.5.1 最大允许偏倚B确定

根据GB／T 19494.3—2004要求，最大允许偏倚B定为0.20%。

3.5.2 灰分偏倚

差值平均值为：＝0.0070%

（1）与B有显著性差异检验（相对于B＝0.20%）。

自由度＝np-1＝19， 由 GB／T 19494.3-2004表12查得自由度为19时，tβ（单尾）＝1.729。计算统计量tnz：

式中：Sd为灰分差值标准差，np为煤样对数。

由于tnz＞tβ，故灰分偏倚显著小于B（B＝0.20%），不存在实质性偏倚。

（2）与0有显著性差异检验。

自由度＝np-1＝19， 由 GB／T 19494.3-2004表12查得自由度为19时，tα（双尾）＝2.093。计算统计量tz：

由于tz＜tα， 故与0无显著性偏倚，即被检设备可接受为无偏倚。

4 结 论

通过对某煤炭制样所用的某3 mm二分器进行性能试验，得出以下结论：

（1）该3 mm二分器的格槽数量、格槽宽度及宽度均匀度满足试验要求；

（2）使用该3 mm二分器对标称最大粒度为3 mm的煤样进行缩分，缩分后两侧煤样质量均匀性满足要求；

（3）根据 GB／T 19494.3-2004， 对二分器缩分偏倚（灰分）进行试验，二分器的留样与弃样灰分差值平均值＝＋0.0070%。根据t检验结果判定，相对于B＝0.20%，留样与弃样的干燥基灰分差值的平均值显著小于B，且该二分器可接受为无偏倚。