一、系统简介
皮带煤质在线分析系统是国家自然科学基金科学仪器专项核心成果，采用分子基吸收光谱融合原子荧光光谱的多光谱分析技术，分析系统每分钟给出一次检测结果，可实时分析主要煤质参数和工业指标，对煤质进行有效的监督和控制，改良生产工艺，降低生产成本，提高产品质量。
二、技术参数
（1）应用皮带宽度：800~1600 mm，旁线式；
（2）系统尺寸：5000 mm×1810 mm×1100 mm；
（3）工作温度：-30~50℃
（4）电源：220VAC±10%，50Hz±5%，10A，3 线（L、N、GND）；
（5）信号传输方式：光纤通讯；
（6）分析时间：1 分钟（用户可设定）
（7）分析指标：灰分、挥发分、发热量、硫分、C、H、SiO2、Al2O3、CaO、
MgO、K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2、MnO2 等元素化合物含量。
入厂煤智能管控系统
一、必要性
于2021年10月发布的《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》(国发(2021)23号)中指出，“要全面提升电力企业节能管理能力，从源头推进节能降碳，完善能耗在线监测系统，推动建立企业能源监管中心。”可见，实施入厂煤智能管控、入炉煤在线监测及燃料粒度在线监测等技术工程，对于电力企业构建提升节能管理水平、提高节能降碳能力具有重要意义。
二、系统功能
系统可实现采、制、量、存全程无人干预自动作业，对入厂煤车车采样、车车检测(包括工业分析、元素分析、粒径级配、流动性分析)，快速、及时、阳光、真实、公正，构建量质购煤、按质论价、现货交易的新常态运行管理模式。
三、系统性能指标
煤炭分析重复性:灰分0.3%，挥发分S0.2%，发热量≤0.12 MJ/kg，全水分<0.4%，C<2%，H<4%，S<6.7%，SiO<4%，Al20;<4%，Ca0<4.2%，MgO<4%，K20<4%，Na20<5%，Fe203<5%，TiO8%，MnO2<8%;
单车检测时长:5 分钟;
连续等效检测时长:1.5 分钟:
单通道通车量:400车/天。
四、系统构成
系统集成了全自动制样、燃煤激光在线分析计量、煤炭智能管控、水分快速测试等关键技术，推动煤炭量质验收、流程监控、信息交互、分析决策等过程向自动化、智能化转变，实现无人干预采样、按实自动计量、全流程闭环管理。所含关键技术包括: (1)全自动制样技术，具备自动上料、称重、输送、破碎、缩分、干燥、制粉、弃样回收、留样转运等功能; (2)燃煤激光在线分析计量技术，采用增强激光光谱分析技术，实现对输送送检煤样快速精确的工业分析和元素分析;随着燃煤更多来源与煤矿直接交易，辨识煤的元素组分、物理特性,快速识别被检测来煤与原始煤矿提供样本指标的差异性,分析偏差，“辩伪崇真”,捍卫原料指标的真实性，更为重要。 (3) 煤炭智能管控技术，综合应用物联网和自动化控制使分立设备接受系统平台集控，实现按质计价、量质验收、堆存取规划、报表上传; (4)全水快速测试技术，采用微波干燥、控温测湿、内置称重和失重速率标定实现对煤样的快速脱水及水分快速分析。
系统单路工程实施方案见图 1，由采样、制样、计量、存样和管控五部分构成，其中:
采样部分采用汽车采样机，采集原始煤样。无盲区三点采样，制取13mm煤样并定质量缩分。
制样部分包括自动上料、称重、输送、破碎、缩分、干燥、制粉、弃样回收、留样转运等单元，制备出6mm全水存查样和0.2mm分析样。
计量部分包括全水分析、内水分析、煤质分析等单元，计量结果包括来煤全水、灰分、发热量、挥发分、硫分、元素含量等。
存样部分用于对争议煤样进行封装和存储。
管控部分包括入厂煤管控系统和监控中心，用于对各分散设备和流程进程进行集中管控，并对入厂煤的进、存、量、质、价进行汇总统计。
入厂煤采-制-计量流程如图 2:煤车进入采样区，泊车引导系统通过语音引导车辆停放至位置，车辆牌照自动识别系统识别车牌信息，司机下车识别人脸身份，称重地磅读取车辆毛重;行车采样头在煤车斗内随机三点钻取并破碎缩分出13mm粒度、20kg的煤样，倒至采料斗中，通过皮带传送至一级破碎机进料口;破碎机将煤样进一步破碎至6mm粒度，再传送至混样机进行混样;待样品混匀后，经过缩分器再次缩分出 1.2 kg 煤样，均分三份400g。份:封存至容器中，并通过气送管道将其运送至存查样柜，以备对煤质检测报告有异议时的溯源和重检;第二份:置于微波脱水失重仪中进行脱水，利用失重速率定标模型预测出煤样中外水;第三份:快速干燥脱水后研磨至0.2 m，在微波测水仪中分析失重得出内水及全水，最后送至激光分析计量设备进行煤质分析。车辆卸煤后出厂时再次通过称重地磅，获得该车煤的净重。系统依据煤质分析数据算出该车煤价，再结合煤炭净重，生成财务结算报表，即时推送至用户。
入厂煤的制-计量系统布局如图3，依据设备单元重复数量分为三个系列，其中1系列计量时效为5分钟/车，120车/天;2系列为2.5分钟/车，250车/天;3系列为1.5分钟/车，400车/天。全水测试、干燥、破碎、缩分、制粉、压片、弃样回收等设备单元呈圆形布局，中心装有机械手来实现煤样在各单元间的流转。整个车间的工程图如图4，共占地130平米，其中存查样间32平米。
系统中计量部分的样片煤质分析单元采用自主研发的燃煤激光分析计量设备，其结构示意见图5。设备主要由激光光谱模块、增强光谱模块、样品配置模块及控制模块组成。其中，激光光谱模块主要分析煤中涉及发热量和挥发分计算的关键有机元素 C、H 等;增强光谱模块主要用于分析煤中无机成灰元素 Si、Al、Ca、Fe、Mg、Ti等。这两个模块相辅相成、优势互补，共同实现煤中全元素的高稳定分析，进而通过模型计算出燃煤灰分、发热量、挥发分等工业指标。
五、工程周期
5个月
