大型煤炭制樣機組的研制及應用

您的論文得到兩院院士關(guān)注控制管理文章編號:1008- 0570(2010)12- -3 -0081-02大型煤炭制樣機組的研制及應用development and application of large scale coal sample producing system(秦皇島出入境檢驗檢疫局張躍田浩ZHANG Yue TIAN Hao摘要:近幾年來(lái),隨著(zhù)煤炭?jì)荣Q的大幅增長(cháng)及采祥設備的嚴重老化,迫切需要增設制樣系統以滿(mǎn)足頻繁的煤炭檢驗工作。在充分吸取和總結20多年來(lái)在采制樣設備的引進(jìn)、使用和維修改造過(guò)程中所積累的知識和經(jīng)驗的基礎上,率先在國內自行研制成功了大型全自動(dòng)謀炭采制祥系統-一制樣機組。該制樣機組2004年10月14日已通過(guò)河北省檢驗檢疫局驗收，符合1IS013909標準，質(zhì)量總評為優(yōu),并在秦皇島港所有煤炭碼頭中推廣應用，效盛頗佳。目前正在申請中華人民共和國知識產(chǎn)權局專(zhuān)利。關(guān)鍵詞:煤炭;制樣機組;研制和應用中圖分類(lèi)號: TQ533文獻標識碼: BAbstract : In reent years;as the development of domestic trade and the serious aging of euipmenls,we urgent needto add newsampling and sample making machines to satisty our frequent coal inspection lsksAcordingn to 20 years experience of samplingwork,including sampling coal, making samples and machine maintenance, we scsulll reearched and developed large scale bulkgoods lerminal fully automatic sampling sysem 一一Sampling Sets. The innovation passed the acceptance of Hebei Inspection an術(shù)Quarantine Bureau on Oectober 14h2004,and it meet the IS013909 standard very wll,plus that is achieved Super Good qulficatin.Recenuly, lhe Sampling Selts is developed and aplied very well in all Coal port in Qinhuangdao.It is now under the proces of appli創(chuàng )cation for patent of Stale Ielletual Property Ofice of the People' s Republic of China.Key words: Coal Sample making equipment sets' Research and Application新1引言2制樣機組在煤炭?jì)韧赓Q易中的作用我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和使用國，煤炭國際貿易大型煤炭采制樣機組是在煤炭輸送過(guò)程中自動(dòng)進(jìn)行采樣、和國內貿易的健康發(fā)展離不開(kāi)公正的第三方品質(zhì)檢驗。由于煤制樣、化驗、化驗結果分析等采集系列信息的工具,用以確定該炭具有品質(zhì)和顆粒不均勻的特性,因此對于商品煤準確采取具批煤的質(zhì)量。有代表性的樣品十分重要。該設備廣泛用于煤港、煤炭發(fā)電廠(chǎng)洗煤廠(chǎng)、發(fā)煤站、煤礦從整批煤炭中抽取一部分煤樣進(jìn)行化學(xué) 、物理性質(zhì)的檢驗，等生產(chǎn) 及銷(xiāo)售單位。使用者根據該批煤炭的化驗結果(如全水、其抽取過(guò)程就叫煤炭采樣。所抽取的這部分煤炭叫煤樣。采樣內水 、灰分、硫發(fā)熱量等煤質(zhì)情況)對環(huán)境影響做出正確評估，是煤炭品質(zhì)檢驗的首要環(huán)節,也是最易產(chǎn)生誤差的過(guò)程。據統用以指導生產(chǎn) ,提高經(jīng)濟利益。同時(shí)，根據煤炭的質(zhì)量,也可作為計,由采樣所產(chǎn)生的誤差占煤炭品質(zhì)檢驗總誤差的85%左右。煤炭 貿易買(mǎi)賣(mài)雙方的結算依據。傳統的手工采樣不僅勞動(dòng)強度大,而且采樣精度低。因此,手工近年來(lái),人們的質(zhì)量意識、環(huán)境意識越來(lái)越強,許多單位對采樣正逐步被機械自動(dòng)化采樣所代替。機械自動(dòng)化采制樣系統經(jīng)濟效 益的要求越來(lái)越高,對環(huán)境等方面的要求也越來(lái)越嚴格?？梢栽诟咚龠\行的煤流中采取樣品，規避了人工采樣容易產(chǎn)生因此,煤炭港口 、發(fā)煤站、洗煤廠(chǎng)、煤礦電廠(chǎng)、焦化廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)等的誤差,減少了人力,確保了采樣人員的安全和煤炭運輸設備的單位紛紛安裝使用煤 炭采制樣設備,從而達到提高經(jīng)濟效益,控正常運轉。制污染物排放,保護交易雙方的根本利益的目的。秦皇島港是我國最大的煤炭輸出港,20多年來(lái),隨著(zhù)秦皇島3目前國內技術(shù)狀況及使用情況港煤二期、煤三期和煤四期港口建設,相繼配套引進(jìn)了8套機械化采制樣設備,這些設施的引進(jìn)和使用,極大的促進(jìn)了煤炭?jì)?、目前國內的采制樣系統基本上都是用各種單--功能的設外貿易事業(yè)的發(fā)展。21世紀是技術(shù)創(chuàng )新的世紀,我們在掌握煤備,即用皮帶機及溜槽等 輔助設備制成系統，這樣的結果造成系炭采制祥國際標準的基礎上,充分吸取和總結了20多年來(lái)在采統龐大 占用面積大、機房結構大、基礎成本高、浪費材料、系統制樣設備引進(jìn)使用和維修改造過(guò)程中所積累的知識和經(jīng)驗,提故障點(diǎn)多、維修量大等缺點(diǎn),不僅浪費許多人力.物力和財力,而出了走國產(chǎn)化自行研制之路,充分發(fā)揮秦皇島檢驗檢疫局在人且樣品中國煤化工佳的技術(shù)要求，影響煤炭才、技術(shù)和經(jīng)驗上的優(yōu)勢,率先在國內研制大型全自動(dòng)煤炭采制檢驗最YHCNMHG樣系統-- -制樣機組。45進(jìn)制樣機組的工藝流程及特點(diǎn)下面以港口裝船生產(chǎn)線(xiàn)的采制樣系統為例加以說(shuō)明。張躍:高級工程師《PLG技術(shù)應履200例》(C中國自控網(wǎng)郵局訂閱號:82-946 360元1年-81 -控制管理《微計算機信息>(管控-體化)2010年第26卷第12-3期(-)I藝流程.進(jìn)人破碎機,經(jīng)幾秒鐘的時(shí)間將樣品破碎完畢;通過(guò)給料皮帶機該系統組成部分為一級采樣, 二級縮分,一級破碎,樣 品收集將煤樣 整形拉長(cháng)，進(jìn)入制樣機組。及其他輔助設備組成一個(gè)完整的制樣系統如圖一所示。機組采用圓盤(pán).刮板式縮分,也可根據制樣量和精度要求采通過(guò)以上流程,在一定時(shí)間內就可以完成-個(gè)子樣的制備用- -級或二級縮分。過(guò)程。1、-級破碎,-級縮分機組(二)特點(diǎn)下面以如圖三所示的一級破碎、-級縮分機組 并以每個(gè)樣縮分機縮分能力低,一臺縮分機只能進(jìn)行-次縮分,需要在品重 52kg.2m 帶寬.4.8m/s帶速6000h流率的皮帶機流程為采制樣系統中使用兩臺或多臺縮分機進(jìn)行采樣縮分才能獲得例進(jìn)行介紹。 它的工作流程是:將采到的52kg樣品直接通過(guò)給規定的最終樣品重量;制樣系統中所使用的輔助設備數量多,占料溜 槽進(jìn)入破碎機,經(jīng)約4s混樣破碎后排人縮分機,縮分后的用空間大,工藝流程長(cháng),致使制樣過(guò)程中煤的水分散失量大,從而煤樣 大部分經(jīng)棄料溜槽返回到港口主皮帶上,將獲得的一小部影響煤炭品質(zhì)檢驗的準確性。同時(shí),設備成本高,安裝維修量大。分樣 品通過(guò)溜槽排人煤樣收集器?？s分機的縮分比是可調的,可根據樣品量的要求調整開(kāi)口大小,可獲得不同的縮分比。//只圖3圖1工藝流程圖2.-級破碎,二級縮分。創(chuàng )圖中1、港務(wù)局運輸主皮帶(BJ1-1)2、初采器(中部采樣器)如果制樣精度要求很高,但煤樣:量很大,且煤質(zhì)均勻性很差,3、運輸皮帶4、計量皮帶機5溜槽6.-次縮分機7、樣品溜槽則- 級縮分方法達不到精 密度要求。為提高制樣精度,可減小每新8、為計量給料機9、溜槽10、錘式破碎機11、出料溜槽12、計量- -級縮分比,采用-級破碎、二級縮分。給料機13溜槽14、二次縮分機15、樣品溜槽16、樣品收集器一級破碎 、二級縮分的機組(如圖四所示)如同一級破碎、17、二次縮分棄料溜槽18.- -次縮分棄料溜槽19棄煤皮帶運- -級縮分 機組的結構及工作原理,只是將兩個(gè)圓盤(pán)刮板式縮分輸機20棄料斗提機21運輸皮帶機機串聯(lián)到一起,上下兩縮分機的刮板轉向相反。經(jīng)二級縮分可將4自行研制機組工藝流程及特點(diǎn)每級縮分比減小一半,同樣實(shí)現整個(gè)機組縮分比要求,獲得精度高的最終煤樣。新設計的制樣機組可以把全部制樣過(guò)程壓縮到- -臺組合機上,為便于維修,采用積木式組合機組,很方便能將機組分解。(-)工藝流程改進(jìn)后的設備系統如圖二所示。與圖一比較,它省略了圖一中的4、5.6.7.8及18設備系統環(huán)節,所有分布機組的工作由- -個(gè)制樣機組來(lái)完成,從而大大減少輔助設備占用空間及占地面積;所有分布機組的工作由-個(gè)制樣機組來(lái)完成,從而大大減少輔助設備占用空間及占地面積;減少了機房制作及各種不銹鋼溜槽的制作;大大減少了資金投入,且便于維修與保養。圖4在制樣過(guò)程中,制樣系統就是要所獲得樣品的質(zhì)量與整個(gè)子樣的平均質(zhì)量相同,只有充分破碎與混合使整個(gè)樣品質(zhì)地均勻,才能從中取出任何一部分質(zhì)地都是相近的樣品。制樣機組在破碎和縮分過(guò)程中都具備了混樣功能，從而提高了樣品的代表性。水分是樣品最重要指標之一。那種工作流程長(cháng)的流程(如圖中國煤化工很大，而自行研制的制樣圖2工藝流程圖J樣過(guò)程,保證了在整個(gè)制樣過(guò)HYHCNM H G代表性。水分損失在過(guò)去流程圖中，機組采用單輥式破碎機。該機可含料破碎,可將的組成系統中 一直是一個(gè)未解難題,用自行研制的制樣機組與采集到的初級子樣不用計量給料皮帶機均勻送料,一-次經(jīng)溜槽(下轉第91頁(yè))- 82- 360元1年郵局訂閱號:82-946《現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)應用200例》您的論文得到兩院院士關(guān)注信息安全1.可減少給料皮帶機及溜槽等輔助設備的計量,大大降低4結束語(yǔ)成本，較少了占用空間降低了設備故障率。文中構造了基于改進(jìn)ELGamal體制盲簽名的電子現金方2.采集到的初級子樣可以在破碎機內混合樣品,經(jīng)破碎后案,將ELCamal算法和盲簽名結合起來(lái)提高了簽名的安全性和排出的樣品能得到質(zhì)地比較均勻的效果。(因為大塊煤和細粒度系統性能，具有很強的可匿性、不可偽造性和不可重復性,具有的煤,其品質(zhì)差異很大)。而且需要的樣品只是其中的一小部分,較大的推廣應用價(jià)值。樣品混合均勻,能為下一級縮分提供保障條件即可加大縮分比，參考文獻又能保證獲得樣品的代表性。[]Chaum D. Blind signatures for untraceable payments. Advances6自行研制機組的應用及效益in Cryptology: Proceedings of CRYPTO '82. Plenum Press, 1983,199- -203自行研制機組只涉及-種采樣用縮分機,煤樣的二組縮分[2]EIGamal T. A public-key cryptosystem and a signature scheme在同一臺縮分機內完成縮分能力高,不僅提高了縮分效率,減少based on discrete logarithms [J]. IEEE Transactions Information了設備數量,而且第一縮分和第二縮分流程被大大縮短;煤樣的Theory. 1985, 31(4): 469- 472水分散失量降低對煤樣品質(zhì)的測量更準確可靠,提高了煤樣檢[3]張先紅，數字簽名原理及技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社,2004測精度。同時(shí)該機組具有結構簡(jiǎn)單，,制造成本低,安裝方便等優(yōu)[4KIROVSKID, JOJICN. Cryptographically secure identity certi-點(diǎn),深受廣大用戶(hù)的信賴(lài)。目前主要應用于煤港碼頭、發(fā)電廠(chǎng)、礦:ates [C] Proceedings of IEEE Intemational Conference on A-山等。以秦港煤四期碼頭卸車(chē)采制樣系統新增一套制樣 機組為cous2ics, Speech, and Signal processing. Montreal, Canada: IEEE,例,如果從國外引進(jìn)成套設備,每套約需支付人民幣1100萬(wàn)元,2004: 413 - 416[5]陳愷,魏仕民，肖國鎮電子現金系統的研究與發(fā)展.西安電子與采用自行研制的制樣機組相比，僅此-套設備即可節省投資近800萬(wàn)元。不僅給企業(yè)降低了制造成本,還在滿(mǎn)足工藝要求情科技大學(xué)學(xué)報000.274);:510-514[6]S Canard,A Gouget. Divisible e -cash systems can be truly況下系統的簡(jiǎn)化使用設備維修更加方便;更重要的是由于系統主anonymous [A] .Advances in Cryplology -EUROCRYPT'07 [C].流程的縮短煤樣的水分流失小,提高了煤樣品質(zhì)檢測精度。此外,由于新研制的制樣機組設備成本的廉價(jià)和高精度的檢測質(zhì)Barcelona, Spain: Springer- -Verlag, 2007, :482- -497量,吸引了眾多客戶(hù)的青睞,紛紛前來(lái)報檢,使得煤炭采制樣的生術(shù)[7]史有輝，李偉生.盲簽名研究綜述I]計算機工程與科學(xué),產(chǎn)經(jīng)營(yíng)在激烈的市場(chǎng)競爭中,采樣量非但沒(méi)有下滑,而且20082005,27(7):83-85,[8]Dennis Kugler. f-line Payment with Audiable Tracing [C].Fi-年內貿煤采樣增產(chǎn)1100余萬(wàn)噸,以每噸采樣收費0.5元計算,增創(chuàng )nancial Cryptography-FC 02. Berlin: Springer -Verlag, 2002: 42 -55.收550余萬(wàn)元經(jīng)濟效益十分顯著(zhù)。[9]馬馳,王麗君,張玉軍.-種新的基于橢圓曲線(xiàn)的簽密方案[].微計算機信息,2010,3- 3:68- -70。[]中華人民共和國國家標準.炭機械化采樣(GB/T1949.1-2004).作者簡(jiǎn)介:常永寬(1985-),男,河南安陽(yáng)人,碩士研究生。研究方北京:中國標準出版社2008.向:信息交換平臺及存儲安全技術(shù)。[2]段云龍煤炭試驗方法標準及其說(shuō)明北京:中國標準出版社,1991.Biography:CHANG Yong -kuan (1985 - )， male, Henan[3]楊維明,徐萍萍陳建新等PLC在配料稱(chēng)重控制系統中的應用province, Xi' an university of architecture and technology. Title:[].微計算機信息.2005,2-0:Research of A blind signature E -Cash scheme based on im-作者簡(jiǎn)介:張躍(1954年-),男(漢族)河北省秦皇島人,畢業(yè)于哈proved ELGamal. Major:Computer Application Technology. Re-爾濱工程大學(xué)船舶電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),大學(xué)本科,秦皇島出入境檢search area: information exchange platform and storage security驗檢疫局煤炭檢測技術(shù)中心高級工程師，主要從事煤炭采制樣technology.設備管理。(710055陜西西安西安建筑科技大學(xué)信息與控制工程學(xué)院)Biography:ZHANG Yue (1954-), Male (the Han nationality),常永寬邊根慶Qinhuangdao, Hebei Province. Graduated from. Harbin Engi-(710055陜西西安 西安建筑科技大學(xué)管理學(xué)院)邵必林neering University, major of marine electrical automation, bache-( School of Info. and Contr. Eng., Xi'an Univ. of Arch.or. Senior Engineer in Coal Inspection Technology Center of& Tech., Xi'an, 710055, China) CHANG Yong -kuanQinhuangdao Entry - Exit Inspection and Quarantine Bureau. Ma-BIAN Gen-qingjored in equipment management of coal sample collection and(School of Mana, Xi'an Univ. of Arch, Xi' an 710055, China)production.(066000河北秦皇島出入境檢驗檢疫局)張躍田浩SHAO Bi-lin通訊地址:(710055陜西西安建筑科技大學(xué)信息與控制工程學(xué)(Qihuangdao entry - exit inspection & quarantine bureau,院)常永寬066000, China) ZHANG Yue TIAN Hao(收稿日期:2010.05.10(修稿8期:2010.08.10)通訊地址:(066000河北秦皇島建設大街東段188號)張躍(收稿日期:2010.04.27(修稿日期:2010.07.2)(上接第82頁(yè))中國爆化到)>將出版，采樣器可組成- 個(gè)結構簡(jiǎn)單投資少、效果良好的新型制樣機組,很好地解決了這一問(wèn)題。自行研制制樣機組的投資可比原來(lái)PYHCNMH費),匯至的舊系統節約資金約50%,占地面積及空間都可大大減少,安裝地址:北京市海淀區中關(guān)村南大街乙12號天作1號簡(jiǎn)單,維護方便,是組成采制樣系統理想的選擇。樓B座812室微計算機信息郵編: 100081(二)特點(diǎn)|電話(huà):010-62132436010-82168297(T/F)《PLC技術(shù)顧用200例》C中國自控網(wǎng)郵局訂閔號:82946 360元1年-91-