煤質(zhì)分析儀在煤礦的應(yīng)用

在線煤質(zhì)分析儀應(yīng)用于煤炭業(yè)已有20多年的歷史，其穩(wěn)定的銷量足以證明其價(jià)值。在線分 析儀通過(guò)提供實(shí)時(shí)信息為煤廠各煤種的質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理提供了極大的幫助， 如果依賴化驗(yàn)室，這些數(shù)據(jù)只能在采樣后的數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天后才能得到。
�� 近年來(lái)， 隨著經(jīng)濟(jì)下滑，生產(chǎn)優(yōu)化和料堆控制變得尤為重要。煤炭業(yè)的持續(xù)下滑導(dǎo)致該行業(yè)重新關(guān)注 煤炭質(zhì)量管理，從而提高客戶滿意度最終增加煤炭銷量。同時(shí)也提高礦區(qū)資源的有效利用， 使原先認(rèn)為煤質(zhì)不達(dá)標(biāo)的資源可以有選擇地開采。為達(dá)到上述目的，煤炭生產(chǎn)商和煤炭用戶 開始尋找更為經(jīng)濟(jì)且仍然高精度煤質(zhì)分析儀。隨著人們對(duì)環(huán)境的日益關(guān)注，特別是對(duì)硫釋放的關(guān)注導(dǎo)致法律對(duì)污染控制更加嚴(yán)格。 新近設(shè)計(jì)的皮帶在線中子活化煤質(zhì)分析儀（PGNAA）恰好可以滿足上述要求。
　　1　在線煤質(zhì)分析技術(shù)與設(shè)備��
　　1.1　 雙能量伽瑪傳輸技術(shù)（DUET）
　　DUET儀器自20世紀(jì)80年代早期上市以來(lái)，已成為在線煤質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備家族中的重要一員。 該設(shè)備價(jià)格相對(duì)低廉，安裝便捷，可以直接在皮帶上進(jìn)行在線煤質(zhì)分析，只要是分析固定煤 種，DUET分析儀測(cè)定煤質(zhì)灰分就可以達(dá)到相當(dāng)?shù)木�度。它利用兩個(gè)γ射線源貫穿煤層而測(cè)量 灰分。對(duì)給定的煤種，該設(shè)備的測(cè)定精度為：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差下0.5%～1%。該設(shè)備的主要缺點(diǎn) 是其標(biāo)定與煤種有關(guān)，特別是在灰中的鐵和鈣元素變動(dòng)很大的情況下。��
　　該設(shè)備的用途包括：監(jiān)測(cè)運(yùn)送到選煤廠的原煤；監(jiān)測(cè)洗凈的精煤；給選煤廠提供反饋信息； 通過(guò)混煤優(yōu)化資源利用，使之達(dá)到一定的質(zhì)量目標(biāo)；監(jiān)測(cè)送往用戶的煤質(zhì)是否達(dá)到合同要求 的質(zhì)量。
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　　1.2 　自然伽瑪射線技術(shù)
　　另一種廣泛使用的簡(jiǎn)單的分析儀能夠測(cè)定煤中的自然放射性大小，并將其與灰分聯(lián)系起來(lái)。 這種煤質(zhì)分析儀不需要放射源，對(duì)影響DUET系統(tǒng)的鐵和鈣元素的變化不敏感。��
　　然而，作為一種“被動(dòng)”的系統(tǒng)，該分析儀的精度大約只為1%～2%，其理想應(yīng)用是測(cè)量厚煤 層的灰分，例如原煤輸送機(jī)或選煤廠入料輸送機(jī)上的煤質(zhì)，在煤層很厚時(shí)，這仍然是測(cè)定灰 分的唯一技術(shù)。然而，該分析儀同樣與煤種有關(guān)，因?yàn)樗�依賴與灰分相關(guān)的自然伽瑪放射素 的存在（如鉀）。
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　　1.3　快速伽瑪中子活化分析技術(shù)（PGNAA）
　　為滿足市場(chǎng)上對(duì)具有高精度卻與煤種無(wú)關(guān)的灰分儀的需求，上世紀(jì)80年代中期開發(fā)了首 臺(tái)PGNAA旁線分析儀。該分析儀最常用于電廠配煤控制，以及選煤廠控制和煤的分選和銷售 煤的質(zhì)量控制。除了測(cè)定人們通常感興趣的灰分，水分，發(fā)熱量以外，還可以測(cè)定灰分中的 硫分，美國(guó)清潔空氣法案要求電廠對(duì)SO��2的排放進(jìn)行控制，該分析儀也可以測(cè)定對(duì)鍋爐結(jié) 焦有影響的Na和Cl。��
　　這種旁線分析儀需要采樣設(shè)備把煤從皮帶上采初樣。煤樣通過(guò)垂直溜槽進(jìn)行中子照射分析 。在幾分之一秒的時(shí)間內(nèi)，吸收的能量以伽瑪輻射的形式釋放出來(lái)。由于每一元素具有特定 的伽瑪射線光譜，光譜可以拆解成組成元素的光譜，從而確定煤中的元素成分。 。該技術(shù)與煤種無(wú)關(guān)，所以很有吸引力。
　　元素分析通過(guò)計(jì)算組合，可以得出灰分，發(fā)熱量和揮發(fā)分。該分析儀對(duì)灰分的分析精度0.25 %～0.4%。��
　　該分析儀本身價(jià)值數(shù)十萬(wàn)美金，而且配套的采樣和傳輸系統(tǒng)也價(jià)格不菲，這就限制了分析儀 的廣泛使用。��
　　2　 PGNAA皮帶在線分析儀的應(yīng)用
　　直到最近，把PGNAA直接用于在線測(cè)量輸送機(jī)上的煤質(zhì)測(cè)試才獲得成功。實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖不能達(dá) 到通常旁線PGNAA分析儀低于0.4%的精度，但使得系統(tǒng)成本大為降低。理論計(jì)算表明，溜槽 通過(guò)式的PGNAA分析儀不存在皮帶在線分析時(shí)受到煤層厚度變化和煤質(zhì)垂直方向分布不均勻 的問(wèn)題。��
　　與PGNAA旁線分析儀相比，PGNAA在線分析儀的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在該設(shè)備不需要安裝采樣樓，可以直 接放在主皮帶上使用。因此，大大節(jié)省了采樣和傳輸設(shè)備的安裝和維護(hù)成本。除此之外，也 避免了采樣偏差，因?yàn)樵诰�分析儀是對(duì)整個(gè)煤流進(jìn)行分析。��
　　除了煤層很厚的現(xiàn)場(chǎng)之外，在線分析儀可以在任意位置安裝。在煤層厚度超過(guò)35cm ，使用通過(guò)自然放射性來(lái)測(cè)定灰分的分析儀仍然是合適的。��
　　PGNAA在線分析儀的適用性意味著它可以分析各種不同的煤種，工廠試驗(yàn)已經(jīng)證明了其準(zhǔn)確 測(cè)定煤質(zhì)的能力。由于該設(shè)備能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地分析灰分、水分、硫分、發(fā)熱量、灰分中的 氧化物和其他參數(shù)，能進(jìn)行更好的配煤和選煤。因此，降低了工廠的生產(chǎn)成本。分析結(jié)果可 以實(shí)現(xiàn)每?jī)煞昼姼�新一次，便于工廠相應(yīng)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)