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計量助推企業提質增效典型案例(lì):
以最強技術團(tuán)隊攻(gōng)關 提(tí)升檢測(cè)效率8倍以上
長沙開元(yuán)儀器有限公司
長(zhǎng)沙開元儀器有限公司位於國家(jiā)級長沙經濟技術(shù)開發區,占地180餘畝,12萬平方米的科研、生產及辦(bàn)公場地。目前,開元儀器(qì)的產品係(xì)列不僅包括量(liàng)熱儀、全自動工業分析(xī)儀、元素分析儀(yí)(硫、碳、氫、氮等)、灰熔融性(xìng)測定儀、有害元素(氟、氯、汞、砷、磷)、膠質層等煤質化驗(yàn)儀器,還包括針對“燃料智(zhì)能化”推出了智能全自動製樣係(xì)統、全自動樣品存查庫係統(tǒng)、樣(yàng)瓶智(zhì)能氣送係統、在線全水(shuǐ)自動測試係統、燃料智能管控係統、機器人智能化驗係統等創新型產(chǎn)品。
公司擁有(yǒu)各類(lèi)機械精(jīng)密加工設備(bèi)106台套、監測設備1110台套,加工手段齊全,檢(jiǎn)測(cè)設備完善,能有效地滿足和保證生產的需求(qiú)及產品的質量控製。通過引進和建立先進的PLM、ERP、CRM等信息管理係統,實現研發、生產、銷售等各要素、節點數據的收集(jí)上傳、處理和應用,充(chōng)分發掘數據價值(zhí),有效提升整體運(yùn)營效率。
一、背景情(qíng)況
煤炭(tàn)是我國重要的戰略能源,它既是燃料,也(yě)是(shì)工(gōng)業原(yuán)料,廣(guǎng)泛應用於火電、冶金、化工、建材等領域,不同的(de)行業(yè)、不同的(de)用煤(méi)設備對煤炭(tàn)有不同的要求。由於我國煤炭資源分布極不均衡,不同地質條件的煤種(zhǒng)煤質差異極大,所以搞清煤質、提高煤質,離不開準確、快(kuài)速、先進的煤質檢測技術和儀器設備,更離不開精準的計量。開(kāi)元儀器擁有國內綜合實力最強的煤質化驗儀(yí)器研發團隊。公司由此於2003年開始籌建煤質分析實驗室,並在2005年通(tōng)過中國合格(gé)評定國家認(rèn)可委員會組織的CNAS能力驗證。
二、技術措施
煤質分析實驗室設有(yǒu)發熱量分析室、工業分析室(shì)、元(yuán)素分析室和灰熔融性測試(shì)室(shì),對本公(gōng)司研製的新(xīn)產(chǎn)品進行驗(yàn)證。
1.研發量熱儀係列產品(見圖(tú)1)
量熱儀是測定煤發(fā)熱量的儀器,是(shì)國家規定的強製性計量檢定(dìng)儀器。公司通過采用獨創的溫升(shēng)模型和C值校正算法,更快、更準地跟蹤內外筒之間的熱交(jiāo)換(huàn)損失(shī),保證了測試結果的穩定(dìng)性和一致性(xìng);全麵支持GB/T213、ISO1928、ASTMD5865各種國內(nèi)外發熱量測試標準。並在(zài)今(jīn)年上線5E-C5808量熱儀,該款儀器使用觸摸屏操作,具有高精度的控溫係統、智能判別,具有高溫保護、漏電保護等安全保護功能,是目前該行業功能最齊全、自動化(huà)程度最高的量熱儀產品。
2.研發工業分(fèn)析儀係列(見圖2)
煤的工業分析又稱技術分析或實(shí)用分(fèn)析,它是測定煤的水分、灰分、揮發分和固定碳四個(gè)煤質特性,根據工業分析指標可初(chū)步判斷煤的性質、種類、加工利用效(xiào)果及工業用途等。公司通過采用熱(rè)重分析,將遠紅外加(jiā)熱設備與稱量(liàng)用的電子天平結合在一起,在特定的氣氛條(tiáo)件、規(guī)定的溫(wēn)度、規定的時間(jiān)內對(duì)受熱過程中的試樣予以稱(chēng)重,以此(cǐ)計算出式樣的水(shuǐ)分(fèn)、灰分及揮發分等工業(yè)分析指標。
3.研發元(yuán)素分析儀係列
(見圖3、圖4)煤是由有(yǒu)機物(wù)、礦物質(zhì)和水組成,有機物主要是碳、氫、氧、氮(dàn)、硫五種元素組成。礦(kuàng)物質主要是粘(zhān)土(tǔ)礦、硫鐵礦、碳酸鹽等組(zǔ)成。
(1)煤中全硫由無機硫和有(yǒu)機硫組成,是煤中(zhōng)的有害元素,在電力行(háng)業應用汙染大氣,同時腐(fǔ)蝕管道(dào)設備;在煤炭焦化行業降低焦炭質量、影(yǐng)響高(gāo)爐效率等。為有效合理應用煤炭資源,必須了解(jiě)煤中全硫(liú)的含量。
(2)煤中碳和氫是研究煤炭變質程度和評估煤的性質指標,通過碳氫含量可以推算(suàn)其他指標以(yǐ)及核對其他指標的測定(dìng)結果。在工業生產中,根據煤中碳、氫等元素含量來推算燃燒設(shè)備的理論燃燒溫度以及計算鍋爐燃燒中的熱平(píng)衡;在煤(méi)炭氣化中,根據它(tā)們來(lái)計算物料平衡。所以,煤(méi)中(zhōng)碳、氫的測定(dìng)是煤質檢測不可缺少的(de)指標。
(3)氮元(yuán)素是煤中唯一完全(quán)以(yǐ)有機形態存在的元素,煤燃燒時約有25%的(de)煤中氮轉化為汙染(rǎn)環境的氮氧(yǎng)化物排放到大氣中,環保對煤炭燃燒的氮氧化物排放進行監控。
4.研發灰熔融性(xìng)測(cè)試係列(見圖5)
煤灰熔(róng)融性就是(shì)表征在規定條件下隨溫度提高(gāo)而(ér)使煤灰形成變形、軟化、半球和流動的特征物理(lǐ)狀態。由於煤灰是一種由矽、鋁、鐵、鈣和鎂等多種(zhǒng)元素的(de)氧化物及它們間的化合物所構成的(de)複雜混合物,它沒有固定的熔點,而是隨加熱溫度的(de)升(shēng)高,煤灰逐(zhú)漸熔化,使煤灰產生變形、軟化、半球和流動等四個特征溫(wēn)度。
公司通過采用先(xiān)進的CCD攝像(xiàng)技術,將高溫下的灰錐(zhuī)圖像實時的傳送到計(jì)算機內,通過智能模糊識別技術識別灰錐輪廓,然後根(gēn)據輪廓判斷(duàn)灰(huī)錐的特征溫度。采用(yòng)智能控溫係統,控製加熱效(xiào)率,實現升溫(wēn)速度的預設控製,並保證精度可達±1℃/min,魯棒性強。煤灰熔融特性對動力用煤有(yǒu)效利用具有重要意義。
三、具體成效
公司通過研(yán)發煤質(zhì)分析儀器及建立煤質(zhì)分(fèn)析實驗室:
1.單套儀器年檢測(cè)能(néng)力
以(yǐ)目前應用最為先進的(de)儀器計算,按(àn)一套典型檢(jiǎn)測設備包(bāo)括一台量熱儀、一台工業分析(xī)儀、一台元素分析儀計算。一台量熱儀每天可以檢測60個煤樣(yàng),一台工業分析儀(yí)每天(tiān)可以檢測76個煤樣,一台元(yuán)素分析儀可以檢測70個煤樣,一套設備每天最多檢測60個(gè)煤樣。一年(按250個工作日計(jì)算)可檢測15000個(gè)煤樣,是同行煤質分析儀(yí)器檢測效率的8倍以上。
2.市場地位領先優勢
公司通(tōng)過研發煤質分析儀器及建設煤質分析實驗室,目前已累計為5000餘家客戶提供煤質檢測(cè)儀器設備4萬(wàn)多台套,產品覆蓋國(guó)電、華電、華能、國家電(diàn)頭、大唐等電力(lì)集團(tuán)下屬所有火電企業,同時在神華、中煤等大型(xíng)煤炭集團中市場占有率也高達45%,市場份額一直穩居行業(yè)之首。由於(yú)基本功能相當的煤質分析儀(yí)器,其價格約為國(guó)外同類產品(pǐn)的50%左右,據中國儀器(qì)儀表行業協(xié)會調查結果(guǒ)顯示,國外企業在(zài)國內煤質檢(jiǎn)測儀器設備領(lǐng)域平均隻有2%不到的市場占有率。開元儀器依托在煤質檢測儀器領(lǐng)域積累(lèi)的豐富經(jīng)驗,在2018年申報獲批國家科技部重大科學儀器開發專項“高通量有(yǒu)機物主元素精密分(fèn)析儀器的研製與應用”項目。
四、感受體會
我國用(yòng)煤企業燃煤管理(lǐ)和煤質檢(jiǎn)測整體(tǐ)水平和效率低下,特別是在入場煤和入爐煤的檢測方麵,目前普遍依靠傳統(tǒng)的人工對煤樣進行檢測,分析速度緩慢,不能(néng)提供實時數據,嚴(yán)重製約(yuē)對煤炭產品的質量檢測,大量煤炭被盲(máng)目利用,不利於實現安全、經濟和潔淨燃燒的(de)效果。煤質分析儀器的先進性使用煤企業操作員的工作更加簡單人性化、檢測效(xiào)率更高、結果(guǒ)更加精確、檢(jiǎn)測內容更加全麵。今後,公司將通過上線5E-C5808激光點火的量熱儀,開(kāi)發出全自動智能化的實驗室化驗係統,不僅對(duì)煤進行(háng)測試,還可對石油(yóu)、秸稈等生物質、水泥黑色料、飛(fēi)渣可燃物等進行測試。
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供稿:市(shì)場監管總局計量司