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煤質(zhì)分析儀在煤礦的應(yīng)用
在線煤質(zhì)分析儀應(yīng)用于煤炭業(yè)已有20多年的歷史，其穩(wěn)定的銷量足以證明其價值。在線分 析儀通過提供實(shí)時信息為煤廠各煤種的質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理提供了極大的幫助， 如果依賴化驗(yàn)室，這些數(shù)據(jù)只能在采樣后的數(shù)小時甚至數(shù)天后才能得到。
近年來， 隨著經(jīng)濟(jì)下滑，生產(chǎn)優(yōu)化和料堆控制變得尤為重要。煤炭業(yè)的持續(xù)下滑導(dǎo)致該行業(yè)重新關(guān)注 煤炭質(zhì)量管理，從而提高客戶滿意度最終增加煤炭銷量。同時也提高礦區(qū)資源的有效利用， 使原先認(rèn)為煤質(zhì)不達(dá)標(biāo)的資源可以有選擇地開采。為達(dá)到上述目的，煤炭生產(chǎn)商和煤炭用戶 開始尋找更為經(jīng)濟(jì)且仍然高精度煤質(zhì)分析儀。隨著人們對環(huán)境的日益關(guān)注，特別是對硫釋放的關(guān)注導(dǎo)致法律對污染控制更加嚴(yán)格。 新近設(shè)計(jì)的皮帶在線中子活化煤質(zhì)分析儀（PGNAA）恰好可以滿足上述要求。
1 在線煤質(zhì)分析技術(shù)與設(shè)備
1.1 雙能量伽瑪傳輸技術(shù)（DUET）
DUET儀器自20世紀(jì)80年代早期上市以來，已成為在線煤質(zhì)監(jiān)測設(shè)備家族中的重要一員。 該設(shè)備價格相對低廉，安裝便捷，可以直接在皮帶上進(jìn)行在線煤質(zhì)分析，只要是分析固定煤 種，DUET分析儀測定煤質(zhì)灰分就可以達(dá)到相當(dāng)?shù)木�。它利用兩個γ射線源貫穿煤層而測量 灰分。對給定的煤種，該設(shè)備的測定精度為：一個標(biāo)準(zhǔn)偏差下0.5%～1%。該設(shè)備的主要缺點(diǎn) 是其標(biāo)定與煤種有關(guān)，特別是在灰中的鐵和鈣元素變動很大的情況下。
該設(shè)備的用途包括：監(jiān)測運(yùn)送到選煤廠的原煤；監(jiān)測洗凈的精煤；給選煤廠提供反饋信息； 通過混煤優(yōu)化資源利用，使之達(dá)到一定的質(zhì)量目標(biāo)；監(jiān)測送往用戶的煤質(zhì)是否達(dá)到合同要求 的質(zhì)量。
1.2 自然伽瑪射線技術(shù)
另一種廣泛使用的簡單的分析儀能夠測定煤中的自然放射性大小，并將其與灰分聯(lián)系起來。 這種煤質(zhì)分析儀不需要放射源，對影響DUET系統(tǒng)的鐵和鈣元素的變化不敏感。
然而，作為一種“被動”的系統(tǒng)，該分析儀的精度大約只為1%～2%，其理想應(yīng)用是測量厚煤 層的灰分，例如原煤輸送機(jī)或選煤廠入料輸送機(jī)上的煤質(zhì)，在煤層很厚時，這仍然是測定灰 分的唯一技術(shù)。然而，該分析儀同樣與煤種有關(guān)，因?yàn)樗蕾嚺c灰分相關(guān)的自然伽瑪放射素 的存在（如鉀）。
1.3 快速伽瑪中子活化分析技術(shù)（PGNAA）
為滿足市場上對具有高精度卻與煤種無關(guān)的灰分儀的需求，上世紀(jì)80年代中期開發(fā)了首 臺PGNAA旁線分析儀。該分析儀最常用于電廠配煤控制，以及選煤廠控制和煤的分選和銷售 煤的質(zhì)量控制。除了測定人們通常感興趣的灰分，水分，發(fā)熱量以外，還可以測定灰分中的 硫分，美國清潔空氣法案要求電廠對SO2的排放進(jìn)行控制，該分析儀也可以測定對鍋爐結(jié) 焦有影響的Na和Cl。
這種旁線分析儀需要采樣設(shè)備把煤從皮帶上采初樣。煤樣通過垂直溜槽進(jìn)行中子照射分析 。在幾分之一秒的時間內(nèi)，吸收的能量以伽瑪輻射的形式釋放出來。由于每一元素具有特定 的伽瑪射線光譜，光譜可以拆解成組成元素的光譜，從而確定煤中的元素成分。 。該技術(shù)與煤種無關(guān)，所以很有吸引力。
元素分析通過計(jì)算組合，可以得出灰分，發(fā)熱量和揮發(fā)分。該分析儀對灰分的分析精度0.25 %～0.4%。
該分析儀本身價值數(shù)十萬美金，而且配套的采樣和傳輸系統(tǒng)也價格不菲，這就限制了分析儀 的廣泛使用。
2 PGNAA皮帶在線分析儀的應(yīng)用
直到最近，把PGNAA直接用于在線測量輸送機(jī)上的煤質(zhì)測試才獲得成功。實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖不能達(dá) 到通常旁線PGNAA分析儀低于0.4%的精度，但使得系統(tǒng)成本大為降低。理論計(jì)算表明，溜槽 通過式的PGNAA分析儀不存在皮帶在線分析時受到煤層厚度變化和煤質(zhì)垂直方向分布不均勻 的問題。
與PGNAA旁線分析儀相比，PGNAA在線分析儀的優(yōu)勢體現(xiàn)在該設(shè)備不需要安裝采樣樓，可以直 接放在主皮帶上使用。因此，大大節(jié)省了采樣和傳輸設(shè)備的安裝和維護(hù)成本。除此之外，也 避免了采樣偏差，因?yàn)樵诰�分析儀是對整個煤流進(jìn)行分析。
除了煤層很厚的現(xiàn)場之外，在線分析儀可以在任意位置安裝。在煤層厚度超過35cm ，使用通過自然放射性來測定灰分的分析儀仍然是合適的。
PGNAA在線分析儀的適用性意味著它可以分析各種不同的煤種，工廠試驗(yàn)已經(jīng)證明了其準(zhǔn)確 測定煤質(zhì)的能力。由于該設(shè)備能夠準(zhǔn)確、實(shí)時地分析灰分、水分、硫分、發(fā)熱量、灰分中的 氧化物和其他參數(shù)，能進(jìn)行更好的配煤和選煤。因此，降低了工廠的生產(chǎn)成本。分析結(jié)果可 以實(shí)現(xiàn)每兩分鐘更新一次，便于工廠相應(yīng)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)