在线煤炭灰分测定方法

1在线煤炭灰分测定方法本文件规定了规定了在线煤炭灰分测定的术语和定义、原理、测定条件、仪器设备、测定步骤、数据处理、质量控制要求。本文件适用于煤矿井下开采、洗煤厂分选、煤炭运输等环节中在线煤炭灰分的测定，其他煤炭加工利用场景可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T212煤的工业分析方法GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T19494.1煤炭机械化采样第1部分：采样方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1在线煤炭灰分on-linecoalashcontent在煤炭生产、加工、运输的连续作业过程中，实时测定的煤炭中灰分的质量分数。3.2灰分ashcontent煤炭完全燃烧后残留的固体残渣占煤炭总质量的百分比，是表征煤炭质量的重要指标。3.3在线检测系统on-linedetectionsystem由采样装置、样品预处理装置、检测单元、数据传输单元、数据处理与显示单元组成，能够连续、自动完成煤炭灰分测定的一体化系统。3.4检测单元detectionunit基于特定检测原理，实现煤炭灰分相关物理量检测的核心部件。4原理采用γ射线吸收法作为在线煤炭灰分测定的核心原理。γ射线穿透煤炭样品时，其强度衰减程度与煤炭中的灰分含量相关，灰分中矿物质对γ射线的吸收能力显著高于煤炭中的有机质。通过检测γ射线穿透样品后的强度变化，结合标定曲线，计算得到煤炭灰分的质量分数。5测定条件5.1环境要求a)温度：0℃~40℃,连续工作期间温度波动不超过±5℃;b)相对湿度：≤85%（无冷凝）；c)大气压力：80kPa～106kPa；d)无强电磁干扰、强振动及腐蚀性气体环境；2e)煤矿井下使用时，设备需符合GB/T3836.1相关防爆要求，适应井下粉尘、潮湿等恶劣工况。5.2样品要求a)样品粒度：≤50mm，无大块矸石、金属杂物等干扰物质；b)样品水分：≤15%（质量分数），水分波动不超过±3%；c)样品流量：连续稳定，波动范围不超过±10%，确保检测单元内样品覆盖均匀。6仪器设备要求6.1在线检测系统组成在线检测系统应包括以下核心部件，各部件性能需满足相应要求：a)采样装置：具备自动采样、代表性强的特点，采样频率可调节采样量为50g～200g/次，符合GB/T19494.1的采样要求；b)样品预处理装置：实现样品破碎、筛分、混匀、脱水（如需），确保样品粒度和水分满足5.2要求，预处理时间≤3分钟/次；c)检测单元：γ射线源强度稳定，探测器灵敏度高，测量重复性≤±0.3%，检测时间≤60秒/次，采用其他检测原理时，需通过方法验证，确保精度达标；d)数据传输单元：支持有线（RS485、以太网）或无线（LoRa、5G）传输，数据传输延迟≤10秒，传输成功率≥99.5%；e)数据处理与显示单元：具备数据存储、计算、曲线绘制、异常报警功能，可显示实时灰分值、历史数据查询≥1年，显示分辨率为0.01%。6.2仪器校准设备6.2.1标准煤炭样品：灰分含量范围5%～40%，间隔5%至少6个梯度，标准样品的不确定度≤±0.2%，符合GB/T212的定值要求。6.2.2校准工装：与检测单元样品通道匹配，确保标准样品放置位置准确，重复性≤±0.1%。6.3辅助设备6.3.1样品收集与排放装置：自动完成检测后样品的回收或排放，不影响生产流程。6.3.2防爆、防尘、防水保护装置：适用于井下场景的设备需配备，符合井下安全作业要求。6.3.3供电设备：交流供电220V±10%或井下专用供电660V/1140V，具备断电保护和备用电源。7测定步骤7.1仪器安装与调试7.1.1按照设备安装说明书，将在线检测系统安装在煤炭输送皮带、溜槽等关键位置，确保采样点代表性强，检测单元无遮挡。7.1.2连接供电、数据传输线路，进行设备通电调试，检查各部件运行状态，确保采样、预处理、检测流程顺畅。7.1.3对检测单元进行空载校准，设定仪器零点，空载测量值波动≤±0.1%。7.2仪器校准仪器校准流程符合以下内容：a)选取6个不同灰分梯度的标准煤炭样品，依次放入校准工装，送入检测单元；b)每个标准样品重复测定3次，记录测定值，计算平均值；c)以标准样品的标准灰分值为横坐标，仪器测定平均值为纵坐标，绘制标定曲线，得到回归方程，相关系数r≥0.995；d)校准完成后，选取1个中间浓度标准样品进行验证，测定值与标准值的偏差≤±0.3%，否则重新校准；3e)仪器校准周期：正常使用情况下每月校准1次；设备维修、更换核心部件或测定结果出现异常时，应立即校准。7.3在线测定7.3.1启动在线检测系统，设定采样频率、检测时间等参数，系统进入连续运行状态。7.3.2采样装置自动采集煤炭样品，经预处理后送入检测单元进行灰分测定。7.3.3数据处理单元根据标定曲线自动计算灰分值，实时显示并存储测定结果。7.3.4检测完成后，样品通过收集装置回收至生产流程或按要求排放，系统准备下一次采样检测。8数据处理要求8.1单次测定值根据标定曲线自动计算，小时平均值及日平均值根据根据测定次数自动计算。8.2数据记录内容应包含：测定日期、时间、采样位置、仪器编号、测定值、平均值、水分含量、仪器运行状态、校准情况等。8.3数据报告应至少包含日平均值、最大值、最小值、标准差等统计信息，标准差≤±0.4%。8.4数据存储格式为通用格式Excel、CSV，便于数据导出和分析。9质量控制要求9.1日常质量检查9.1.1每日开机后，用中间浓度标准样品进行单点验证，测定值与标准值偏差≤±0.3%，否则重新校9.1.2检查采样装置是否堵塞、预处理装置是否正常工作，确保样品代表性和预处理效果。9.1.3查看历史数据趋势，若出现连续漂移≥0.5%，应分析原因并及时处理。9.2定期维护9.2.1每日清洁仪器表面灰尘、煤尘，检查防护装置是否完好。9.2.2每周检查采样装置、预处理装置的易损部件（如筛网、刀片等），必要时更换。9.2.3每月对检测单元进行密封性检查，防止粉尘、水汽进入影响检测精度。9.2.4每季度对数据传输系统进行测试，确保数据传输稳定可靠。9.3人员要求9.3.1操作人员应经过专业培训，熟悉仪器原理、操作流程和安全注意事项，持证上岗。9.3.2校准、维护人员应具备相应的专业技能，能够准确完成标定曲线绘制、故障排查等工作。9.4安