大型煤炭制样机组的研制及应用

您的论文得到两院院士关注控制管理文章编号:1008- 0570(2010)12- -3 -0081-02大型煤炭制样机组的研制及应用development and application of large scale coal sample producing system(秦皇岛出入境检验检疫局张跃田浩ZHANG Yue TIAN Hao摘要:近几年来,随着煤炭内贸的大幅增长及采祥设备的严重老化,迫切需要增设制样系统以满足频繁的煤炭检验工作。在充分吸取和总结20多年来在采制样设备的引进、使用和维修改造过程中所积累的知识和经验的基础上,率先在国内自行研制成功了大型全自动谋炭采制祥系统-一制样机组。该制样机组2004年10月14日已通过河北省检验检疫局验收，符合1IS013909标准，质量总评为优,并在秦皇岛港所有煤炭码头中推广应用，效盛颇佳。目前正在申请中华人民共和国知识产权局专利。关键词:煤炭;制样机组;研制和应用中图分类号: TQ533文献标识码: 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术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创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制样机组在煤炭内外贸易中的作用我国是世界上最大的煤炭生产国和使用国，煤炭国际贸易大型煤炭采制样机组是在煤炭输送过程中自动进行采样、和国内贸易的健康发展离不开公正的第三方品质检验。由于煤制样、化验、化验结果分析等采集系列信息的工具,用以确定该炭具有品质和颗粒不均匀的特性,因此对于商品煤准确采取具批煤的质量。有代表性的样品十分重要。该设备广泛用于煤港、煤炭发电厂洗煤厂、发煤站、煤矿从整批煤炭中抽取一部分煤样进行化学 、物理性质的检验，等生产 及销售单位。使用者根据该批煤炭的化验结果(如全水、其抽取过程就叫煤炭采样。所抽取的这部分煤炭叫煤样。采样内水 、灰分、硫发热量等煤质情况)对环境影响做出正确评估，是煤炭品质检验的首要环节,也是最易产生误差的过程。据统用以指导生产 ,提高经济利益。同时，根据煤炭的质量,也可作为计,由采样所产生的误差占煤炭品质检验总误差的85%左右。煤炭 贸易买卖双方的结算依据。传统的手工采样不仅劳动强度大,而且采样精度低。因此,手工近年来,人们的质量意识、环境意识越来越强,许多单位对采样正逐步被机械自动化采样所代替。机械自动化采制样系统经济效 益的要求越来越高,对环境等方面的要求也越来越严格。可以在高速运行的煤流中采取样品，规避了人工采样容易产生因此,煤炭港口 、发煤站、洗煤厂、煤矿电厂、焦化厂、钢铁厂等的误差,减少了人力,确保了采样人员的安全和煤炭运输设备的单位纷纷安装使用煤 炭采制样设备,从而达到提高经济效益,控正常运转。制污染物排放,保护交易双方的根本利益的目的。秦皇岛港是我国最大的煤炭输出港,20多年来,随着秦皇岛3目前国内技术状况及使用情况港煤二期、煤三期和煤四期港口建设,相继配套引进了8套机械化采制样设备,这些设施的引进和使用,极大的促进了煤炭内、目前国内的采制样系统基本上都是用各种单--功能的设外贸易事业的发展。21世纪是技术创新的世纪,我们在掌握煤备,即用皮带机及溜槽等 辅助设备制成系统，这样的结果造成系炭采制祥国际标准的基础上,充分吸取和总结了20多年来在采统庞大 占用面积大、机房结构大、基础成本高、浪费材料、系统制样设备引进使用和维修改造过程中所积累的知识和经验,提故障点多、维修量大等缺点,不仅浪费许多人力.物力和财力,而出了走国产化自行研制之路,充分发挥秦皇岛检验检疫局在人且样品中国煤化工佳的技术要求，影响煤炭才、技术和经验上的优势,率先在国内研制大型全自动煤炭采制检验最YHCNMHG样系统-- -制样机组。45进制样机组的工艺流程及特点下面以港口装船生产线的采制样系统为例加以说明。张跃:高级工程师《PLG技术应履200例》(C中国自控网邮局订阅号:82-946 360元1年-81 -控制管理《微计算机信息>(管控-体化)2010年第26卷第12-3期(-)I艺流程.进人破碎机,经几秒钟的时间将样品破碎完毕;通过给料皮带机该系统组成部分为一级采样, 二级缩分,一级破碎,样 品收集将煤样 整形拉长，进入制样机组。及其他辅助设备组成一个完整的制样系统如图一所示。机组采用圆盘.刮板式缩分,也可根据制样量和精度要求采通过以上流程,在一定时间内就可以完成-个子样的制备用- -级或二级缩分。过程。1、-级破碎,-级缩分机组(二)特点下面以如图三所示的一级破碎、-级缩分机组 并以每个样缩分机缩分能力低,一台缩分机只能进行-次缩分,需要在品重 52kg.2m 带宽.4.8m/s带速6000h流率的皮带机流程为采制样系统中使用两台或多台缩分机进行采样缩分才能获得例进行介绍。 它的工作流程是:将采到的52kg样品直接通过给规定的最终样品重量;制样系统中所使用的辅助设备数量多,占料溜 槽进入破碎机,经约4s混样破碎后排人缩分机,缩分后的用空间大,工艺流程长,致使制样过程中煤的水分散失量大,从而煤样 大部分经弃料溜槽返回到港口主皮带上,将获得的一小部影响煤炭品质检验的准确性。同时,设备成本高,安装维修量大。分样 品通过溜槽排人煤样收集器。缩分机的缩分比是可调的,可根据样品量的要求调整开口大小,可获得不同的缩分比。//只图3图1工艺流程图2.-级破碎,二级缩分。创图中1、港务局运输主皮带(BJ1-1)2、初采器(中部采样器)如果制样精度要求很高,但煤样:量很大,且煤质均匀性很差,3、运输皮带4、计量皮带机5溜槽6.-次缩分机7、样品溜槽则- 级缩分方法达不到精 密度要求。为提高制样精度,可减小每新8、为计量给料机9、溜槽10、锤式破碎机11、出料溜槽12、计量- -级缩分比,采用-级破碎、二级缩分。给料机13溜槽14、二次缩分机15、样品溜槽16、样品收集器一级破碎 、二级缩分的机组(如图四所示)如同一级破碎、17、二次缩分弃料溜槽18.- -次缩分弃料溜槽19弃煤皮带运- -级缩分 机组的结构及工作原理,只是将两个圆盘刮板式缩分输机20弃料斗提机21运输皮带机机串联到一起,上下两缩分机的刮板转向相反。经二级缩分可将4自行研制机组工艺流程及特点每级缩分比减小一半,同样实现整个机组缩分比要求,获得精度高的最终煤样。新设计的制样机组可以把全部制样过程压缩到- -台组合机上,为便于维修,采用积木式组合机组,很方便能将机组分解。(-)工艺流程改进后的设备系统如图二所示。与图一比较,它省略了图一中的4、5.6.7.8及18设备系统环节,所有分布机组的工作由- -个制样机组来完成,从而大大减少辅助设备占用空间及占地面积;所有分布机组的工作由-个制样机组来完成,从而大大减少辅助设备占用空间及占地面积;减少了机房制作及各种不锈钢溜槽的制作;大大减少了资金投入,且便于维修与保养。图4在制样过程中,制样系统就是要所获得样品的质量与整个子样的平均质量相同,只有充分破碎与混合使整个样品质地均匀,才能从中取出任何一部分质地都是相近的样品。制样机组在破碎和缩分过程中都具备了混样功能，从而提高了样品的代表性。水分是样品最重要指标之一。那种工作流程长的流程(如图中国煤化工很大，而自行研制的制样图2工艺流程图J样过程,保证了在整个制样过HYHCNM H G代表性。水分损失在过去流程图中，机组采用单辊式破碎机。该机可含料破碎,可将的组成系统中 一直是一个未解难题,用自行研制的制样机组与采集到的初级子样不用计量给料皮带机均匀送料,一-次经溜槽(下转第91页)- 82- 360元1年邮局订阅号:82-946《现场总线技术应用200例》您的论文得到两院院士关注信息安全1.可减少给料皮带机及溜槽等辅助设备的计量,大大降低4结束语成本，较少了占用空间降低了设备故障率。文中构造了基于改进ELGamal体制盲签名的电子现金方2.采集到的初级子样可以在破碎机内混合样品,经破碎后案,将ELCamal算法和盲签名结合起来提高了签名的安全性和排出的样品能得到质地比较均匀的效果。(因为大块煤和细粒度系统性能，具有很强的可匿性、不可伪造性和不可重复性,具有的煤,其品质差异很大)。而且需要的样品只是其中的一小部分,较大的推广应用价值。样品混合均匀,能为下一级缩分提供保障条件即可加大缩分比，参考文献又能保证获得样品的代表性。[]Chaum D. Blind signatures for untraceable payments. Advances6自行研制机组的应用及效益in Cryptology: Proceedings of CRYPTO '82. Plenum Press, 1983,199- -203自行研制机组只涉及-种采样用缩分机,煤样的二组缩分[2]EIGamal T. A public-key cryptosystem and a signature scheme在同一台缩分机内完成缩分能力高,不仅提高了缩分效率,减少based on discrete logarithms [J]. IEEE Transactions Information了设备数量,而且第一缩分和第二缩分流程被大大缩短;煤样的Theory. 1985, 31(4): 469- 472水分散失量降低对煤样品质的测量更准确可靠,提高了煤样检[3]张先红，数字签名原理及技术.北京:机械工业出版社,2004测精度。同时该机组具有结构简单，,制造成本低,安装方便等优[4KIROVSKID, JOJICN. Cryptographically secure identity certi-点,深受广大用户的信赖。目前主要应用于煤港码头、发电厂、矿:ates [C] Proceedings of IEEE Intemational Conference on A-山等。以秦港煤四期码头卸车采制样系统新增一套制样 机组为cous2ics, Speech, and Signal processing. Montreal, Canada: IEEE,例,如果从国外引进成套设备,每套约需支付人民币1100万元,2004: 413 - 416[5]陈恺,魏仕民，肖国镇电子现金系统的研究与发展.西安电子与采用自行研制的制样机组相比，仅此-套设备即可节省投资近800万元。不仅给企业降低了制造成本,还在满足工艺要求情科技大学学报000.274);:510-514[6]S Canard,A Gouget. Divisible e -cash systems can be truly况下系统的简化使用设备维修更加方便;更重要的是由于系统主anonymous [A] .Advances in Cryplology -EUROCRYPT'07 [C].流程的缩短煤样的水分流失小,提高了煤样品质检测精度。此外,由于新研制的制样机组设备成本的廉价和高精度的检测质Barcelona, Spain: Springer- -Verlag, 2007, :482- -497量,吸引了众多客户的青睐,纷纷前来报检,使得煤炭采制样的生术[7]史有辉，李伟生.盲签名研究综述I]计算机工程与科学,产经营在激烈的市场竞争中,采样量非但没有下滑,而且20082005,27(7):83-85,[8]Dennis Kugler. f-line Payment with Audiable Tracing [C].Fi-年内贸煤采样增产1100余万吨,以每吨采样收费0.5元计算,增创nancial Cryptography-FC 02. Berlin: Springer -Verlag, 2002: 42 -55.收550余万元经济效益十分显著。[9]马驰,王丽君,张玉军.-种新的基于椭圆曲线的签密方案[].微计算机信息,2010,3- 3:68- -70。[]中华人民共和国国家标准.炭机械化采样(GB/T1949.1-2004).作者简介:常永宽(1985-),男,河南安阳人,硕士研究生。研究方北京:中国标准出版社2008.向:信息交换平台及存储安全技术。[2]段云龙煤炭试验方法标准及其说明北京:中国标准出版社,1991.Biography:CHANG Yong -kuan (1985 - )， male, Henan[3]杨维明,徐萍萍陈建新等PLC在配料称重控制系统中的应用province, Xi' an university of architecture and technology. Title:[].微计算机信息.2005,2-0:Research of A blind signature E -Cash scheme based on im-作者简介:张跃(1954年-),男(汉族)河北省秦皇岛人,毕业于哈proved ELGamal. Major:Computer Application Technology. Re-尔滨工程大学船舶电气自动化专业,大学本科,秦皇岛出入境检search area: information exchange platform and storage security验检疫局煤炭检测技术中心高级工程师，主要从事煤炭采制样technology.设备管理。(710055陕西西安西安建筑科技大学信息与控制工程学院)Biography:ZHANG Yue (1954-), Male (the Han nationality),常永宽边根庆Qinhuangdao, Hebei Province. Graduated from. Harbin Engi-(710055陕西西安 西安建筑科技大学管理学院)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河北秦皇岛出入境检验检疫局)张跃田浩SHAO Bi-lin通讯地址:(710055陕西西安建筑科技大学信息与控制工程学(Qihuangdao entry - exit inspection & quarantine bureau,院)常永宽066000, China) ZHANG Yue TIAN Hao(收稿日期:2010.05.10(修稿8期:2010.08.10)通讯地址:(066000河北秦皇岛建设大街东段188号)张跃(收稿日期:2010.04.27(修稿日期:2010.07.2)(上接第82页)中国爆化到)>将出版，采样器可组成- 个结构简单投资少、效果良好的新型制样机组,很好地解决了这一问题。自行研制制样机组的投资可比原来PYHCNMH费),汇至的旧系统节约资金约50%,占地面积及空间都可大大减少,安装地址:北京市海淀区中关村南大街乙12号天作1号简单,维护方便,是组成采制样系统理想的选择。楼B座812室微计算机信息邮编: 100081(二)特点|电话:010-62132436010-82168297(T/F)《PLC技术顾用200例》C中国自控网邮局订闵号:82946 360元1年-91-