申 健，翟嘉琪，覃 濤，李冠龍

（華電電力科學(xué)研究院有限公司，浙江杭州 310030）

二分器［1］是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB／T 474-2008 《煤樣的制備方法》［2］中的規(guī)定設(shè)計(jì)的，是縮制煤樣工作中不可缺少的工具，主要用于對不同粒度的煤樣進(jìn)行縮分，是制備具有較強(qiáng)代表性煤樣的關(guān)鍵工具。目前暫無二分器性能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。筆者根據(jù)現(xiàn)有煤炭制樣標(biāo)準(zhǔn)，制定了適合二分器性能試驗(yàn)的方案，并對基本功能和性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 設(shè)備信息

二分器為國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的敞開式3 mm二分器。

1.2 設(shè)備檢查

檢查二分器外觀是否良好，二分器格槽中是否有破碎料及金屬等雜物。

1.3 煤樣準(zhǔn)備

（1）采集一定量的煤樣分別過3 mm和6 mm標(biāo)準(zhǔn)篩，收集3 mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩下物（大于11.5 kg），加入3～6 mm的煤樣至總重約12 kg；

（2）用堆錐（或二分器）的方法將上述煤樣縮分出若干份質(zhì)量為（1.5±0.01）kg的煤樣備用，每個(gè)煤樣縮分為8份；

（3）按照上述方法重復(fù)制備至少30份試驗(yàn)煤樣備用。

1.4 試驗(yàn)項(xiàng)目

二分器性能試驗(yàn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)要求見表1。

表1 檢驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)要求

2 二分器性能試驗(yàn)方案

2.1 格槽數(shù)量

若兩側(cè)格槽數(shù)相等，且每側(cè)至少8個(gè)，則判斷格槽數(shù)量滿足要求。

2.2 格槽寬度及均勻度

2.2.1 儀器設(shè)備

應(yīng)使用最小分度為0.1 mm，經(jīng)計(jì)量檢定合格的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測定。

2.2.2 試驗(yàn)步驟

將二分器格槽依次編號。用游標(biāo)卡尺重復(fù)測定每個(gè)格槽寬度2次。記錄每個(gè)格槽寬度并計(jì)算每個(gè)格槽寬度平均值的變異系數(shù)。

2.2.3 結(jié)果判定

若每個(gè)格槽寬度平均值均大于試樣標(biāo)稱最大粒度的3倍，且不小于5 mm，則判斷二分器格槽寬度滿足要求。若格槽寬度的變異系數(shù)不大于0.20%，則判斷二分器格槽寬度均勻度滿足要求。

式中：為二分器格槽寬度平均值，mm；di為測量的每個(gè)二分器格槽寬度，mm；n為格槽數(shù)量；Sd為二分器格槽寬度標(biāo)準(zhǔn)差（變異系數(shù)）。若Sd不大于0.20%，則判斷二分器格槽寬度均勻度滿足要求。

2.3 流料通暢性

使用適用于二分器標(biāo)稱最大粒度的煤樣進(jìn)行縮分，目測煤樣有無卡堵，若煤樣流通順暢，不堵煤，且易清掃，則判斷二分器流料通暢性滿足要求。

2.4 兩側(cè)縮分質(zhì)量均勻性

2.4.1 試驗(yàn)步驟

（1）將1份（1.5±0.01）kg的試驗(yàn)煤樣呈柱狀往復(fù)擺動(dòng)給入二分器，擺幅不超出二分器兩端，煤流應(yīng)覆蓋二分器全部格槽，且喂料過程無撒落、無卡堵；

（2）用毛刷清理二分器格槽，使格槽中殘留的樣品分別落入兩側(cè)料斗中，靠近銘牌側(cè)的煤樣定義為L1，另一側(cè)為L2；

（3）收集兩個(gè)料斗L1、L2中的樣品，分別稱重，并記錄；

（4）重復(fù)上述步驟5次，確保每次喂料的手法和喂料速度無較大差異；

（5）縮分過程不進(jìn)行交替留樣，分別記錄縮分后兩側(cè)樣品質(zhì)量m1和m2，對于每個(gè)二分器重復(fù)試驗(yàn)5次。

2.4.2 結(jié)果計(jì)算

計(jì)算每次試驗(yàn)兩側(cè)樣品質(zhì)量差值占兩側(cè)樣品質(zhì)量之和的百分比，若5次試驗(yàn)結(jié)果均不大于0.5%，則判斷該二分器縮分兩側(cè)質(zhì)量均勻度滿足要求。

2.5 偏倚試驗(yàn)

將20份試驗(yàn)用煤樣（3 mm）通過二分器縮分，縮分后分別收集兩側(cè)的煤樣，按照 GB／T 474-2008要求，分別制備0.2 mm一般分析試驗(yàn)煤樣。共制備20組一般分析試驗(yàn)煤樣，每組2個(gè)煤樣，分為留樣和棄樣。然后按照 GB／T 30732-2014要求，采用自動(dòng)工業(yè)分析儀分別測定留樣和棄樣的空氣干燥基水分和灰分，計(jì)算煤樣的干燥基灰分。

根據(jù)GB／T 19494.3-2004《煤炭機(jī)械化采樣第3部分：精密度測定和偏倚試驗(yàn)》［3］中關(guān)于偏倚試驗(yàn)的要求，進(jìn)行灰分偏倚評定。

3 試驗(yàn)結(jié)果和分析

3.1 格槽數(shù)量

該二分器兩側(cè)格槽數(shù)量均為15個(gè)，符合要求。

3.2 格槽寬度及均勻度

用游標(biāo)卡尺測量二分器格槽寬度，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 二分器格槽寬度測量結(jié)果

如表2所示，格槽寬度平均值為9.13 mm，大于9 mm，其中個(gè)別格槽寬度略低于9 mm；寬度變異系數(shù)為16.5%，小于20%，故二分器格槽寬度均勻度滿足要求。

3.3 流料通暢性

采用試驗(yàn)煤樣進(jìn)行縮分，通過二分器時(shí)，煤樣無卡堵，煤樣流通順暢，不堵煤，說明二分器流料通暢性滿足要求。

3.4 兩側(cè)縮分質(zhì)量均勻性

根據(jù)2.4試驗(yàn)方法，測試數(shù)據(jù)詳見表3。

表3 煤樣縮分后兩側(cè)質(zhì)量均勻性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表3看出，經(jīng)縮分后，兩側(cè)煤樣質(zhì)量差占煤樣總量的比例均小于0.5%，故縮分質(zhì)量均勻性滿足要求。

3.5 偏倚試驗(yàn)

根據(jù)2.5試驗(yàn)方法，統(tǒng)計(jì)各樣品留樣和棄樣干燥基灰分檢測結(jié)果，并計(jì)算留樣和棄樣干基灰分差值d，差值平均值，差值標(biāo)準(zhǔn)差Sd。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

表4 留樣和棄樣干燥基灰分偏倚統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.5.1 最大允許偏倚B確定

根據(jù)GB／T 19494.3—2004要求，最大允許偏倚B定為0.20%。

3.5.2 灰分偏倚

差值平均值為：＝0.0070%

（1）與B有顯著性差異檢驗(yàn)（相對于B＝0.20%）。

自由度＝np-1＝19， 由 GB／T 19494.3-2004表12查得自由度為19時(shí)，tβ（單尾）＝1.729。計(jì)算統(tǒng)計(jì)量tnz：

式中：Sd為灰分差值標(biāo)準(zhǔn)差，np為煤樣對數(shù)。

由于tnz＞tβ，故灰分偏倚顯著小于B（B＝0.20%），不存在實(shí)質(zhì)性偏倚。

（2）與0有顯著性差異檢驗(yàn)。

自由度＝np-1＝19， 由 GB／T 19494.3-2004表12查得自由度為19時(shí)，tα（雙尾）＝2.093。計(jì)算統(tǒng)計(jì)量tz：

由于tz＜tα， 故與0無顯著性偏倚，即被檢設(shè)備可接受為無偏倚。

4 結(jié) 論

通過對某煤炭制樣所用的某3 mm二分器進(jìn)行性能試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：

（1）該3 mm二分器的格槽數(shù)量、格槽寬度及寬度均勻度滿足試驗(yàn)要求；

（2）使用該3 mm二分器對標(biāo)稱最大粒度為3 mm的煤樣進(jìn)行縮分，縮分后兩側(cè)煤樣質(zhì)量均勻性滿足要求；

（3）根據(jù) GB／T 19494.3-2004， 對二分器縮分偏倚（灰分）進(jìn)行試驗(yàn)，二分器的留樣與棄樣灰分差值平均值＝＋0.0070%。根據(jù)t檢驗(yàn)結(jié)果判定，相對于B＝0.20%，留樣與棄樣的干燥基灰分差值的平均值顯著小于B，且該二分器可接受為無偏倚。