灰分检测仪的作用
2019-04-16 14:33:42 点击：
灰分检测仪的工作原理
在线灰分检测仪是近年来发展起来的一种自动化检测仪器。其工作原理为：射源发出的γ射 线照射到被测物体上，在物体内经过多次反射和散射后射出。射线能量的衰减程度随被测 物体组成成分原子序数的变化而变化。煤可以看作由可燃物和非可燃物(矿物质)两部分 组成。其中，可燃物主要是碳、氢、氮、硫等，平均原子序数约为6，非可燃物成分主要是 硅、铝、钙、镁、铁等，平均原子序数约为13。当煤的灰分含量变化时必然引起其平均原子 序数的变化。因此，通过测量穿过煤层的γ射线强度就可以确定煤中灰分的多少。
A=B0+B1×［（IAM/IOAM）/（ICS/I0CS） ］
A——通过在线测灰仪测得的灰分值；
B0——进行灰分静态标定时，测得该函数直线在Y轴上的截距；
B1——进行灰分静态标定时，测得该直线的斜率。
IAM、I0AM分别为带式输送机上有煤和无煤时放射性镅元素透过的强度；
ICS、I0CS分别为带式输送机上有煤和无煤时放射性铯元素透过的强度。
2东滩煤矿煤质检测工作的现状
要生产优质的产品，必须有合格的技术检查工作。因为只有借助一些检测手段对生产过程加 以指导和控制，才能有效预防不合格品的发生。众所周知，选煤生产是一个连续的、大规模 的 作业过程，假如没有技术检查所提供的参数与数据来及时有效地进行控制和指导，那么整个 生 产过程就会处于盲目混乱状态，就不可能保证产品的质量。以前对煤炭产品质量的检验主 要是通过人工测灰的方法来完成的。从煤样采取、制备到化验得出分析结果，一般快灰煤样 至少也需50min（如果用缓慢法测定则需2h多），这还是以煤样子样数目少、采样时 间短（不大于5min）来计算的，假如采样时间较长，如火车煤样，还需要更长时间。检 验结果的严重滞后，远远不适应现代化大生产的需要。东滩煤矿投产以来一直采用人工测灰 的方法来指导选煤生产和配煤装车，由于检查结果的滞后使技术检查工作发挥不了“瞄准 镜”、“过滤器”的实时检验指导作用，对整个生产过程不能进行有效的质量控制，因而产 品质量不能充分得以保证；特别是在配煤生产时，产品质量更难控制（配煤产品的最佳效 益区间合格率一直徘徊在50%左右）。
3 在线灰分仪检测的优点
（1）在线灰分仪能够对被测产品的质量进行实时动态检测，能快速及时得出检测结果 ，可以及时 指导生产。调整灰分仪参数“TM”为5，“TIME”为12，可以使灰分仪每隔1min就显示一个 瞬时值。
（2）可以进行产品质量统计，保证产品整体质量的合格。在线灰分仪每隔0.5h或1h 显示一个 当前平均值，当一个生产班结束后立即给出整个班的产品质量情况。因此当质量偶尔出现波 动（瞬时值偏大或偏小），而累计平均质量符合质量控制目标值时，不必马上对实际生 产进行大幅调整，从而大大减少了对生产过程的无谓调整。在线灰分仪用于指导配煤生产时 ，当 一节车皮装完，“Reset”复位可给出该节车煤的平均灰分，当整列火车装完进行“COALSCA N Reset”复位即可给出该整列车煤的平均质量情况。
（3）检测结果准确无误，大大消除了人工检查误差，可以有效指导选煤和配煤生产，确保 产品的优质合格。为保证灰分仪测值的准确性，静态标定试验采用了大量标准煤样，几 乎每个050%灰分范围内都有2～3个标准煤样，因而标定方程的参数“B0”、“B1”准 确 性高；日常使用中定期对COALSCAN灰分仪进行皮带空运转1～2h校准，以消除皮带磨损 、仪器 老化等引起的分析误差（由于ZZ-89A型灰分仪自身带有标准块，无煤时可以自动进行校准， 所以ZZ-89A型灰分仪不需要人工校准），外界因素影响小。另外质检人员能及时对销售 产品的质量结果和在线灰分仪测量结果进行统计对比，不用定期校正灰分仪测值的准确性 ，必要时则进行动态标定调整误差。
（4）在线灰分仪现场应用效果好。为了能够及时有效地指导现场生产，东滩煤矿先后引进 了4台澳大利亚MCI公司生产的COALSC AN2500型、1台COALSCAN2100型和1台清华大学研制的ZZ-89A型在线测灰仪，分别安装在 产品入仓和装车皮带上进行产品质量检测。
由于在线灰分仪灵敏度高、测值准确，避免了工人采样的不均匀性及结果严重滞后的状况， 所以使用后能及时有效地指导和控制跳汰操作和配煤生产，产品质量得到迅速提高，配煤 产品的最佳效益区间合格率也一跃上升为80%左右。
应用在线灰分仪后，对保证煤质、促进矿井经济效益很有意义。
4使用在线灰分仪的经济效益
（1）东滩煤矿利用灰分仪控制选煤生产，杜绝了产品质量过盈和不合格品的发生，充分保 证了产品质量（见表1）。
表1商品煤质量与灰分仪测值对照检查表 %（略）
产品质量的提高，一方面大大增强了“东滩煤”的信誉，提高了品牌效益，为扩大市场 创造了 有利条件；另一方面也有利促进了矿井经济效益的增长，2000年5～10月矿井共生产原煤339 3593t，出口精煤1455713t，创利过亿元。
（2）在线灰分仪应用于自动配煤生产，可以准确控制配煤操作，合格生产出了多种不同质 量规 格的优质产品，满足了市场上不同用户的需求，提高了产品的市场竞争能力，为矿井的可持 续发展做出了贡献。
在线灰分检测仪是近年来发展起来的一种自动化检测仪器。其工作原理为：射源发出的γ射 线照射到被测物体上，在物体内经过多次反射和散射后射出。射线能量的衰减程度随被测 物体组成成分原子序数的变化而变化。煤可以看作由可燃物和非可燃物(矿物质)两部分 组成。其中，可燃物主要是碳、氢、氮、硫等，平均原子序数约为6，非可燃物成分主要是 硅、铝、钙、镁、铁等，平均原子序数约为13。当煤的灰分含量变化时必然引起其平均原子 序数的变化。因此，通过测量穿过煤层的γ射线强度就可以确定煤中灰分的多少。
A=B0+B1×［（IAM/IOAM）/（ICS/I0CS） ］
A——通过在线测灰仪测得的灰分值；
B0——进行灰分静态标定时，测得该函数直线在Y轴上的截距；
B1——进行灰分静态标定时，测得该直线的斜率。
IAM、I0AM分别为带式输送机上有煤和无煤时放射性镅元素透过的强度；
ICS、I0CS分别为带式输送机上有煤和无煤时放射性铯元素透过的强度。
2东滩煤矿煤质检测工作的现状
要生产优质的产品，必须有合格的技术检查工作。因为只有借助一些检测手段对生产过程加 以指导和控制，才能有效预防不合格品的发生。众所周知，选煤生产是一个连续的、大规模 的 作业过程，假如没有技术检查所提供的参数与数据来及时有效地进行控制和指导，那么整个 生 产过程就会处于盲目混乱状态，就不可能保证产品的质量。以前对煤炭产品质量的检验主 要是通过人工测灰的方法来完成的。从煤样采取、制备到化验得出分析结果，一般快灰煤样 至少也需50min（如果用缓慢法测定则需2h多），这还是以煤样子样数目少、采样时 间短（不大于5min）来计算的，假如采样时间较长，如火车煤样，还需要更长时间。检 验结果的严重滞后，远远不适应现代化大生产的需要。东滩煤矿投产以来一直采用人工测灰 的方法来指导选煤生产和配煤装车，由于检查结果的滞后使技术检查工作发挥不了“瞄准 镜”、“过滤器”的实时检验指导作用，对整个生产过程不能进行有效的质量控制，因而产 品质量不能充分得以保证；特别是在配煤生产时，产品质量更难控制（配煤产品的最佳效 益区间合格率一直徘徊在50%左右）。
3 在线灰分仪检测的优点
（1）在线灰分仪能够对被测产品的质量进行实时动态检测，能快速及时得出检测结果 ，可以及时 指导生产。调整灰分仪参数“TM”为5，“TIME”为12，可以使灰分仪每隔1min就显示一个 瞬时值。
（2）可以进行产品质量统计，保证产品整体质量的合格。在线灰分仪每隔0.5h或1h 显示一个 当前平均值，当一个生产班结束后立即给出整个班的产品质量情况。因此当质量偶尔出现波 动（瞬时值偏大或偏小），而累计平均质量符合质量控制目标值时，不必马上对实际生 产进行大幅调整，从而大大减少了对生产过程的无谓调整。在线灰分仪用于指导配煤生产时 ，当 一节车皮装完，“Reset”复位可给出该节车煤的平均灰分，当整列火车装完进行“COALSCA N Reset”复位即可给出该整列车煤的平均质量情况。
（3）检测结果准确无误，大大消除了人工检查误差，可以有效指导选煤和配煤生产，确保 产品的优质合格。为保证灰分仪测值的准确性，静态标定试验采用了大量标准煤样，几 乎每个050%灰分范围内都有2～3个标准煤样，因而标定方程的参数“B0”、“B1”准 确 性高；日常使用中定期对COALSCAN灰分仪进行皮带空运转1～2h校准，以消除皮带磨损 、仪器 老化等引起的分析误差（由于ZZ-89A型灰分仪自身带有标准块，无煤时可以自动进行校准， 所以ZZ-89A型灰分仪不需要人工校准），外界因素影响小。另外质检人员能及时对销售 产品的质量结果和在线灰分仪测量结果进行统计对比，不用定期校正灰分仪测值的准确性 ，必要时则进行动态标定调整误差。
（4）在线灰分仪现场应用效果好。为了能够及时有效地指导现场生产，东滩煤矿先后引进 了4台澳大利亚MCI公司生产的COALSC AN2500型、1台COALSCAN2100型和1台清华大学研制的ZZ-89A型在线测灰仪，分别安装在 产品入仓和装车皮带上进行产品质量检测。
由于在线灰分仪灵敏度高、测值准确，避免了工人采样的不均匀性及结果严重滞后的状况， 所以使用后能及时有效地指导和控制跳汰操作和配煤生产，产品质量得到迅速提高，配煤 产品的最佳效益区间合格率也一跃上升为80%左右。
应用在线灰分仪后，对保证煤质、促进矿井经济效益很有意义。
4使用在线灰分仪的经济效益
（1）东滩煤矿利用灰分仪控制选煤生产，杜绝了产品质量过盈和不合格品的发生，充分保 证了产品质量（见表1）。
表1商品煤质量与灰分仪测值对照检查表 %（略）
产品质量的提高，一方面大大增强了“东滩煤”的信誉，提高了品牌效益，为扩大市场 创造了 有利条件；另一方面也有利促进了矿井经济效益的增长，2000年5～10月矿井共生产原煤339 3593t，出口精煤1455713t，创利过亿元。
（2）在线灰分仪应用于自动配煤生产，可以准确控制配煤操作，合格生产出了多种不同质 量规 格的优质产品，满足了市场上不同用户的需求，提高了产品的市场竞争能力，为矿井的可持 续发展做出了贡献。
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