1　设备概况及工作原理
　　利港电厂一、二期工程为4×350MW燃煤机组，其输煤系统所配套的入厂及入炉煤自动取样装置各1台，均为皮带中部刮板式取样器，为意大利RAMSEY公司产品，分别安装在2号A／B皮带机及7号A／B皮带机的头部。该取样装置能自动完成子样采集、子样破碎、二次缩分、样本收集、余样回收等全过程。
　　输煤皮带系统起动时，皮带的运行信号通过输煤逻辑存储控制器（PLC）的输出继电器，被输送到皮带的自动取样装置。该自动取样装置的可编程控制器在接到信号后，触发整机开始工作，同时又触发一次采样器和二次采样器计时器开始计时；若干秒后，一次采样器第一次起动刮板采样；子样通过落煤管被送到给料皮带机；给料皮带机均匀连续地将煤喂给碎煤机破碎后，送给下一级缩分设备（二次采样器）；采得的样品被送到旋转集样器的集样瓶中；剩余部分样品则通过落煤管和绞笼被送回输送带；当二次采样器动作若干次后，其可编程控制器触发旋转集样器旋转一角度，代之以相邻的集样瓶；如此反复，完成某一阶段的采样；当皮带停止运行时，该自动取样装置的可编程控制器可延时停机。
　　取样装置设计流程见附图

2　设备调试及运行中出现的问题
　　按照原设计要求，对入炉及入厂取样装置进行调试后，分别于1994年4月和1995年2月投入使用。从调试过程中及近几年内所发生的一些故障分析，这两套取样装置在设计上存在以下问题：
（1）现场布置不合理，易造成系统堵塞；（2）某些设备参数选择不适当，造成系统故障；
（3）对国内煤种适应能力不强。



3　问题的分析与处理
3．1　入厂取样装置余料回收系统堵塞
　　原来的余料回收是由一个三通及落煤管组成，靠余料的自重落回至C3A或C4A皮带，但由于现场位置的关系，至C3A的落煤管其角度不足30°，小于煤的自然堆积角，煤靠自重是不会滑下的。因此，该取样装置投入使用后碰到的第一个问题就是余样回收系统的堵塞。经现场分析，余样回收靠其自重是行不通的。于是我们将原落煤管全部拆除，在二次取样器下面安装一台绞笼，将余样直接排回缓冲煤斗，解决了余样回收堵塞的问题。
3．2　入厂取样装置碎煤机因煤量过大堵塞
　　本取样装置设计一次子样量在C2A／B皮带满负荷时为110kg，当C2A／B皮带超负荷时，一次子样量将更多。由于落煤管是基本垂直的，因此子样落至给料皮带时无缓冲，在皮带上形成了一个中间厚的丘状煤堆，这些子样进入碎煤机时很不均匀，易造成瞬时进入碎煤机的煤量超过碎煤机最大出力，而将碎煤机压死。发生此故障的根本原因是该碎煤机设计出力过小，最大出力仅为6t／h，110kg子样在给料皮带上撒开的范围仅在1．3m左右。虽然皮带机变频器可调范围在10％～100％之间，但根据试验，当频率调至15％以下时，皮带不能转动，频率调至30％时，该皮带速率为1．3m／min左右。而这1．3m长度内的煤即便是均匀地在60S内进入碎煤机，其出力也已达6．6t／h，为了解决这一问题，我们尽量放慢给料皮带的速度，并将落煤管作了以下改进：
　　（1）因我厂入厂煤最大煤块尺寸为150mm，根据此尺寸将落煤管入口宽度由600mm改小至400mm，减少了一次子样量的1/3。
（2）在落煤管中加了几个横档，在保证不堵煤的前提下，使下落的煤撞到横档而撒开，从而使煤在皮带上比较均匀。根据近几年的使用情况，效果很好。
3．3　来煤粘性过大造成碎煤机底筛堵塞
　　入厂煤取样装置碎煤机底筛原设计间隙为5mm，95％出料粒度＜5mm。取样装置在使用过程中，若碰到粘性较大的煤种时，经常发生碎煤机底筛堵塞的问题，使取样装置无法投入使用。经观察，发现同一种煤在入炉取样碎煤机上底筛从不堵塞，通过比较，发现其底筛间隙为10mm。为了增强入厂取样碎煤机对煤种的适应能力，参照入炉取样碎煤机，我们将入厂取样碎煤机底筛间隙调整至10mm，同时在制样室增添一台破碎机，将样本破碎后再缩分制样。
3．4　入炉取样装置碎煤机入口易堵
　　入炉煤取样碎煤机很小，其入口尺寸仅为150×350mm。当碰到较湿、尤其是粘性较大较湿的煤时，碎煤机里飞溅的细煤浆便粘在落煤管壁上，渐渐堆集起来，往往在1～2h内就可将落煤管堵塞。而该处堵塞后，设备仍然在运转，故障极难发现。因此，我们在落煤管内加了一个旋转式堵煤信号装置，以便能及时发现该处堵煤并及时清理，保证取样装置的投用率。
3．5　入炉取样装置碎煤机底筛易断
　　入炉煤取样装置碎煤机底筛原为铸铁件，虽然耐磨性较好，但强度不高。而我国来煤中煤矸石等不易破碎的东西较多，这些东西极易将底筛破坏。因此将底筛改成铸钢件，既有较好的耐磨性，又有较高的强度，使用情况较好。
3．6　入厂取样装置给料小皮带电机常跳
　　给料皮带机原设计长15mm，由于电机功率小、皮带过长使阻力增加，常使电机不胜败荷，造成开关跳闸。为解决这一问题，将皮带缩短至2．5m，不仅避免了电机开关跳闸现象，并使四周环境有了较大的改善。
3．7　给料皮带头部粉尘污染
　　给料皮带头部与碎煤机落差仅1m多，碎煤机里飞溅的细煤粒及鼓起的粉尘大量从皮带头部往外冒，形成了该楼层的一个重大污染源。在该处加一负压吸尘口虽然能解决这个问题，但易造成煤样水分损失，是不足取的。经过多次试验，在皮带头部罩子里加了几道挡皮，类似于迷宫密封，挡住了大多数的粉尘及煤粒，降低了粉尘飞扬的速度，然后在皮带入口下加装了一只贮煤斗，飞出来的煤粒及粉尘基本上落入了贮煤斗。使得碎煤机及给料皮带处的污染得到了有效的控制。
3．8　被取样皮带头部撒煤漏煤
　　一般皮带头部是没有导煤槽的，但有了刮板式采样器必须有导煤槽，否则采样头动作时会把煤打得四处乱飞。原设计导煤槽两侧档板是直的，煤流小时没什么问题，若煤流过大时部分煤便会在导煤槽两侧挡板边的外侧，而撒落到地上及回程皮带上，这样每次清扫的工作量就非凡大。现将导煤槽两侧挡板改成喇叭口，最宽处与皮带宽度相同，然后慢慢收口，使得皮带上的煤流再大也不会有煤跑至导煤槽的外侧，解决了该处皮带的撒煤问题。

4　系统的改进
4．1　入厂取样装置一、二次取样器动作周期改进　　
　　该系统原设计一次取样时间为：皮带双路运行时为180S，皮带单路运行时为90S。从表面看一次取样器都是每90S动作一次，但理论上在相同时间内双路运行走过的煤应是单路运行的两倍。虽然走过的煤量不同，但所取子样量却是相同的，这显然不合理。根据《商品煤样采取方法》（GB477－83）之计算方法，我厂取样装置一次取样器动作周期在300S左右，在这个周期样本重量就比较难保证。经过多次改动，目前我们将一次、二次取样器周期分别调至150S及29S，每船煤（约20000t）最终样本在20kg左右。
4．2　入厂取样装置一次取样头控制系统的改进　　
　　A路与B路一次取样头的动作是与C2A及C2B一起启动的。当C2A与C2B同时启动或启动相差的时间与一次采样头动作周期非常接近时，A路与B路的一次采样头便会几乎同时动作。由于入厂取样装置的碎煤机设计出力偏小，这样造成的后果是通过给料皮带进入碎煤机的煤量大大超过碎煤机的出力而将碎煤机压死。尽管这样的机会很少，但发生的可能是存在的，这种存在影响着设备运行的可靠性，为了解决这一问题，我们几经试验，将其控制程序修改为：当C2A／B单路运行时，一次采样头按其原有周期动作；当2A／B双路运行时，B路取样头总是比A路取样头延时60S动作，这样就避免了两个取样头同时动作的现象。
4．3　取样系统各设备起动顺序改进
　　取样系统各设备原设计为同时启、停，因此设备停止时，有可能会发生给料皮带上有煤尚未放完，碎煤机中尚有煤未破碎完及排料绞笼中有积煤等情况，从而造成下次启动时设备发生故障。为了排除这些异常情况，将启、停程序作了修改，每次设备启动时，绞笼、碎煤机提前30S启动；设备停动时延时30S停止。
4．4　电气盘移位
　　两套取样装置的电气盘与取样设备离开都比较远，这样对设备进行维护、检修时工作人员联系极不方便，也不利于运行人员的巡检，为了改变这一情况，我们将电气控制盘进行移位，入厂取样盖起了电气房，既有利于工作人员的巡检、操作，又改善了电气盘的工作环境。
4．5　入厂取样装置搭建集样瓶小室
　　因为入厂取样的样本化验结果直接作为对外结算的依据，所以样本的准确程度直接关系到我厂的经济利益及声誉。为了防止样本受人为因素的影响，特在集样瓶四周盖起一个小房，并在能直接通向集样瓶的观察门上加锁，确保样本的准确性。

5　加强治理保证取样系统正常运行
5．1　取样装置与输煤皮带系统实行联锁
　　为了能及时发现取样系统故障，我们将取样系统与输煤皮带实行了联锁，并在煤控室增加了信号显示。一旦取样系统发生故障，输煤皮带立即随之停下，煤控室显示屏上显示出故障信号，有利于及时发现故障，并及时处理。
5．2　加强定期巡检、检修制度
为了确保设备的健康，厂里对入厂、入炉煤取样装置制订了检修、运行人员定期巡检制度。规定运行人员每班至少两次检查设备是否正常运转，发现异常及时报告；检修人员实行日检、周检制度，具体内容按照巡检、维护卡逐项进行，发现缺陷及时处理。取样装置的检修编入了《输煤系统检修工艺规程》，编写了大、小修标准项目，确定了半年一小修、一年一大修的检修周期。
5．3　健全和完善各项统计工作
　　为了保证采制煤样的准确性、代表性以及取样装置的投入率，统计工作绝不能放松，入炉取样做到每班有记录、天天有统计、每月有总结；入厂取样做到每船有记录、统计，每月有总结，及时分析入炉煤与入厂煤热值、水分的差值、煤样量和取样装置的投用率，发现异常及时找出原因，并采取相应的措施。每周一还将上周入炉取样装置的统计情况以书面形式汇报上级主管部门；每月月底再进行一次总结，以便对本月的取样装置投用情况有一个全面的、深入的了解，提出问题，及时解决。
5．4　对取样装置的投用率严格考核
　　厂里对取样装置非常重视，早在1995年初就将取样装置列入部门奖金考核内容中，部门又制定了对相关班组的考核细则，将取样装置的投用率直接与班组的奖金挂钩，督促了班组对取样装置的维护，提高了消除故障的及时性。

6　改进效果及遗留问题
6．1　改进效果
　　改进后我厂入厂、入炉取样装置的使用情况较好，系统运行较稳定，据近几年的统计
（扣除粘性大的煤的影响），取样装置的投用率在99％以上。1998年1月，江苏省电力试验研究所对我厂入厂煤取样装置进行了全面的性能试验，其结果如下：
　　（1）试验各分样干基灰分值的极差为1．92％，满足国标4．9～1．2A的要求，说明所采子样满足规定的采样精密度。
　　（2）样品与余煤干基灰分Ad值的差值的绝对值平均值为0．31A，未超过国标规定的0．37A，故制样装置的精密度符合要求。
　　（3）根据试验计算出的系统误差t计＝1．30，，小于理论答应值（t＝2．09），故制样系统不存在系统误差。
　　（4）试验得出水分损失率P＝0．7％，小于标准SD324规定的P＜1．5％的要求，故系统的水分损失率符合要求。
　　（5）向系统中人工加入螺栓、木块等异物，系统运行正常，说明系统的异物通过性符合要求。
　　（6）水分适应性检验：当全水分为10．5％时，系统运行正常。由于受试验条件限制，全水分大于10．5％的试验无法进行。
6．2　遗留问题的分析及建议
　　目前还存在入炉煤取样碎煤机入口遇粘煤易堵塞的问题，有待于进一步解决。
　　据了解，国内自动化取样系统中，碎煤机往往是整个系统的一个咽喉，易堵塞是比较普遍的问题，我厂入炉取样碎煤机落煤管易堵的主要原因是碎煤机及落煤管太小，难以解决。因此，建议在设计自动化取样系统时，碎煤机的出力、外形尺寸选型可以适当放大些，以免成为整个系统的咽喉。