煤炭智能制样系统的验收试验

李阳芬，简灿辉，阮国鑫，丘招航(广东省工程技术研究所有限公司，广东 广州 510000)

0 引言

受各种因素影响，煤炭交易中存在非常多的质量争议，对第三方检测机构提出了新的挑战和精细化的要求。采样、制样、化验作为检测工作中的三大关键环节，制样介于采样和化验之间，其主要工作是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，重量也逐步减少，直到制备出符合化验对样品粒度、重量、均匀性等要求的分析样，并保证整体原始样品的物质组分及其含量不变。

目前煤炭的制样多由人工操作单体设备完成，作业环境恶劣，粉尘、噪音、机械伤害等严重危害作业人员的身体健康。并且，批量巨大，作业人员劳动强度大，操作过程繁琐。机械化作业、自动化控制，最大限度减少或者杜绝人为干扰，减轻人员劳动强度，改善作业环境，无人值守，也满足煤炭质量验收的大趋势。随着技术的不断进步，智能制样系统越来越得到用煤企业和第三方检测机构的青睐，广泛地应用于制样工作中。

1 验收试验

自动制样设备在应用前，必须通过具有资质的鉴定机构的精密度测定和偏倚试验，出具合格证书后方能投入使用[1]。

作为用户，以笔者所在单位采购的智能制样系统为例，在验收时也需做好以下几方面自校验工作。

1.1 留样量及粒度是否合格

智能制样系统制得样品有全水样、存查样、分析样。全水样粒度≤6 mm，留样量至少达到1.25 kg/份；存查样粒度≤3 mm，留样量至少达到700 g/份；分析样粒度≤0.2 mm，留样量至少达到100 g/份[2]。

根据GB/T 475—2008中的定义，标称最大粒度指的是与筛上物累计质量分数最接近(但不大于)5%的筛子相应的筛孔尺寸。做粒度核验时，准备6 mm、3 mm、0.2 mm的标准筛，各8组样品。试验结果如表1～表3所示。

表1 全水样筛前质量及筛分结果

表2 存查样筛前质量及筛分结果

表3 分析样筛前质量及筛分结果

试验结果表明：8个全水样品质量均大于1.25 kg，达到国标要求。6 mm筛上物质量均大于5%，不符合国标要求。遂要求供应商更换一级破碎筛板，更换筛板后，按以上步骤再次做全水样粒度筛分试验，最终满足国标要求的过筛率大于95%。存查样品质量均大于700 g，全部通过3 mm圆孔筛，满足国标要求。分析样品质量均大于100 g，全部通过0.2 mm标准筛，满足国标要求。

1.2 全水样检测结果是否存在显著性差异

智能制样设备同时制得两份全水样，其中一份记作A1，另一份记作A2，差值=A1-A2，进行8组试验，试验结果如表4所示。

表4 全水样对比结果

试验结果表明：智能制样设备同时制得两份全水样，差值绝对值最大为0.2，符合国标重复性限的要求，同一个样品缩分出来的两份全水样，检测结果无显著性差异[3]。

1.3 分析样检测结果是否存在显著性差异

智能制样设备同时制得两份分析样，其中一份记作B1，另一份记作B2，差值=B1-B2，进行八组试验(检测项目为干基灰分Ad、全硫St, d、高位发热量Qgr, d)，试验结果如表5～表7所示。

表5 干基灰分对比结果

表7 干基高位发热量对比结果

试验结果表明：智能制样设备同时制得的两份分析样，8组结果(干基灰分Ad、全硫St, d、高位发热量Qgr, d)差值均符合国标再现性限的要求。同一个样品缩分出来的两份分析样，检测结果无显著性差异[4]。

1.4 分析样品是否达到空气平衡状态

分析样品要求达到空气干燥状态方能进行检测，根据GB/T 474—2008，空气干燥状态指的是煤样在空气中连续干燥1 h后，煤样的质量变化不超过0.1%时，煤样达到空气干燥状态[5]。

取四个智能制样系统制得的分析样，在实验室环境下进行空气干燥检查，检查结果如表8所示。

表8 分析样品空气干燥检查结果

试验结果表明：智能制样设备制得的分析样在空气中连续干燥1 h时，煤样的质量变化均超过0.1%，没有达到空气干燥状态；在空气中连续干燥2 h后，煤样的质量变化没有超过0.1%，达到空气干燥状态。所以，在试验前，智能制样设备样品需先进行空气干燥1～2 h再进行检测。

1.5 一级、二级破碎样品与分析样品是否存在显著性差异

将一级破碎样品(6 mm)、二级破碎样品(3 mm)[6]分别通过人工方式制成0.2 mm分析样，记作C1、C2，智能制样系统直接制得的0.2 mm分析样记作C3, C1、C2分别与C3进行干基灰分Ad的对比，结果如表9、表10所示。

试验结果表明：智能制样设备同时制得的一级破碎样品、二级破碎样品，与0.2 mm分析样比较，干基灰分Ad差值均符合国标再现性限的要求。样品在缩分过程中均匀性一致。

表6 干基全硫对比结果

表9 一级破碎样品与分析样干基灰分的对比结果

表10 二级破碎样品与分析样干基灰分的对比结果

2 结语

智能制样系统进行完上述验收试验，试验结果合格的，可作为设备验收的主要依据之一；试验结果不合格的，将发现问题及时与供应商沟通，解决相应问题。如此，再经过有资质的鉴定单位进行整机综合性能检验合格，则设备可通过验收。

智能制样系统成本较高，设计、制作时间长，在安装调试阶段必须严密把关，做好验收、试运行工作，以使设备在加强样品制备能力、降低员工劳动强度方面真正起到作用，提升公司的经济效益。