4. 原始数据采集与整理

三产品重介旋流器的产品质量平衡计算,本质上是一次"用数据说话"的物料衡算。衡算结果是否可信,不取决于公式多复杂,而取决于输入的那一组原始数据是否真实、完整、口径一致。现场常见的情况是:报表上数字齐全,但入料量与产品量对不上、灰分采样不同步、悬浮液密度与磁性物含量取自不同班次,最终算出的产率偏差被误判为"旋流器分选效果差"。因此本节的重点不是计算,而是把数据"采对、记全、校核住"。

一、需要采集的数据清单与口径定义

三产品重介旋流器对应精煤、中煤、矸石三个产品,加上入料,共四条物流。每条物流至少需要"量"和"质"两类数据:量指吨位或产率,质指灰分。此外,分选介质本身的状态参数——悬浮液密度、磁性物含量、煤泥含量——直接决定分选密度,也必须同步采集。建议按下面的口径统一:

  • 入料量:以入选原煤计量为准,单位 t/h 或整班累计 t;若为配煤入选,需记录配比。
  • 入料灰分:以入料皮带或入料溜槽采样为准,须与计量时段对应。
  • 三产品产率与灰分:精煤、中煤、矸石分别计量与采样,产率可用实测吨位反算,也可用快速浮沉或在线灰分仪辅助。
  • 悬浮液密度:记录旋流器入介管处的实测密度,而非合格介质桶密度。
  • 磁性物含量:反映介质中磁铁矿粉的纯度与循环介质质量,单位以 g/L 或 % 表示,需注明测定方法。

口径统一的关键是"同一时段、同一位置、同一方法"。入料量取 8:00—16:00 班的累计值,灰分样就必须覆盖同一班次;悬浮液密度若取瞬时值,应记录多次读数并给出平均值与波动范围,而不是随手填一个"1.45"。

二、现场数据的获取方式

入料量通常来自皮带秤或原煤仓计量,读取时要注意皮带秤的标定日期与瞬时波动,建议取整班累计值并记录皮带秤校验状态。三产品产率若现场有产品皮带秤,直接读取累计吨位;若无,则用产品仓存量变化或快速浮沉试验估算,并在记录中注明"估算"字样,避免与实测数据混用。

灰分的获取以采样化验为主。入料、精煤、中煤、矸石分别按 GB/T 474 相关规定采样、缩分、制样,送化验室测定。现场若配有在线灰分仪,可作为过程监控,但用于平衡计算的仍应以化验室数据为准,或至少用化验数据对在线值做一次比对修正。采样必须与计量同步,这是最容易被忽视、也最容易导致衡算失败的一点。

悬浮液密度用密度计或密度壶在旋流器入介管取样测定,读数前应充分循环,避免取样点沉积。磁性物含量常用磁选管法或快速测定仪,取样点应选在合格介质泵出口,记录时同时注明煤泥含量,因为煤泥升高会"虚增"悬浮液体积密度而实际分选密度下降。

三产品重介旋流器原始数据采集与校核关系图 入料(原煤) 入料量 Qf(t/h) 入料灰分 Af(%) 三产品 重介旋流器 分选密度 δ 悬浮液系统 密度 ρ(g/cm³) 磁性物含量 / 煤泥含量 精煤:产率 γc、灰分 Ac 皮带秤累计 + 化验灰分 中煤:产率 γm、灰分 Am 计量 + 采样化验 矸石:产率 γt、灰分 At 计量 + 采样化验 数据校核三关 ① 量的闭合:Qf ≈ Qc + Qm + Qt,偏差宜 ≤ 3%~5%,超差先查皮带秤与采样时段 ② 灰分加权:Af·Qf ≈ Ac·Qc + Am·Qm + At·Qt,灰分不闭合多为采样不同步或缩分偏差 ③ 介质参数:ρ 与磁性物含量须同班同点,煤泥偏高时按实际分选密度修正判读

三、数据校核:三道关口

采集到的数据不能直接进公式,必须先过三道校核关。

第一关是量的闭合。按质量守恒,入料量应近似等于三产品量之和,即 Qf ≈ Qc + Qm + Qt。现场允许一定偏差,一般控制在 3%~5% 以内;若超过,优先排查皮带秤标定、产品仓存量计量误差和采样时段错位,而不是急着怀疑分选效果。举例来说,某班入料 500 t,精煤 260 t、中煤 150 t、矸石 80 t,合计 490 t,偏差 2%,属正常范围;若合计只有 460 t,偏差 8%,就应回到计量环节找原因。

第二关是灰分加权闭合。入料灰分与三产品灰分按量加权后应基本相等:Af·Qf ≈ Ac·Qc + Am·Qm + At·Qt。这一关对采样同步性极其敏感。若入料灰分明显高于加权值,常见原因是入料样采在了原煤质量较差的时段,或产品样缩分不规范。此时应重新核对采样记录,必要时补采,而不是用"修正系数"强行抹平。

第三关是介质参数的自洽。悬浮液密度与磁性物含量必须同班、同取样点。若密度正常而磁性物含量偏低,说明介质中非磁性物(煤泥、矸石粉)比例升高,实际分选密度会低于仪表读数,此时应结合煤泥含量一并判读,不能只看密度一个数。

校核顺序建议固定为"先量后质、先总后分":先确认总量闭合,再核对灰分加权,最后检查介质参数。顺序颠倒容易在错误的总量上反复调整灰分,越调越乱。

四、整理成可计算的数据表

校核通过后,把数据整理成一张结构固定的原始数据表,作为后续平衡计算的唯一输入。表中应包含:物流名称、计量方式、数量(t 或 t/h)、灰分(%)、产率(%)、数据来源与备注。产率一栏在实测吨位齐全时由吨位反算,缺失时标注"待定",留待平衡计算求解,切忌凭空填写。下面给出一个示例表结构(数值为教学假设,非实测):

物流计量方式数量 Q(t)灰分 A(%)产率 γ(%)备注
入料皮带秤累计50028.5100.008:00—16:00 班
精煤产品皮带秤2609.852.00同班采样
中煤产品皮带秤15032.430.00同班采样
矸石产品皮带秤8062.116.00同班采样
悬浮液入介管取样———ρ=1.45 g/cm³,磁性物 420 g/L

整理时还要保留原始记录:采样时间、采样人、化验单编号、皮带秤校验日期。这些信息在后续发现衡算异常时是追溯依据。数据表一旦定稿,计算过程中不再随意改动;确需修正,应另附说明并保留原值,保证计算过程可复核。

常见误区:把在线灰分仪的瞬时读数直接当作班灰分使用;用合格介质桶密度代替旋流器入介密度;三产品采样与入料计量不在同一时段。这三类问题都会让平衡计算"看起来算得出、实际不可信"。

完成本节的数据采集与校核后,后续的产率平衡与灰分平衡计算才有可靠基础。数据质量决定结论质量,这一步做扎实,后面的衡算才有意义。