一、石子煤排放方式简述

中速磨煤机由于投资少，经济性好在电站锅炉机组中得到大量应用。中速磨煤机在运行过程中会产生大量石子煤。石子煤主要来源于原煤种密度较大、难磨的矸石、黄铁矿等，在磨煤机运行时落到风环下方，由刮板送入石子煤斗，从下部的石子煤排放口排出。如果石子煤排放不及时，在磨煤机内大量堆积，容易造成刮板、炭精密封磨损或脱落，堆积的石子煤还会堵塞风道，严重时石子煤在热风的作用下着火，烧损风道、刮板和石子煤箱等磨煤机部件，堵塞排渣管道，造成磨煤机故障停运或进行检修，给电厂带来巨大损失。

石子煤主要由煤矸石、碎煤块、石子和煤粉等杂物组成，粒度一般不大于60mm，堆积密度为1.0~1.5 t/m3，温度一般在150℃左右。石子煤由于具有密度大、颗粒大、硬度高、温度高、含粉尘等特性，使得石子煤在处理和输送上具有一定的难度。

常见的石子煤排放方式有三种型式：

人工排放：人工清除方式操作简单、灵活，对石子煤量及粒度的变化适应性好、维护工作量小、投资省。但自动化水平低，运行人员劳动强度大，排放时灰尘和有害气体泄漏，危害工人健康，对主厂房内外环境污染严重，在石子煤量大时难以正常排放。

水力排放：水力排放石子煤系统主要由输送系统和冲洗水闭式循环系统两部分组成，其主要特点是布置灵活，维护方便；可采用程序控制，自动化程度高；石子煤由封闭的管道输送，对周围环境基本无污染，无粉尘飞扬。其缺点是：系统设置复杂，设备多，占地面积大，需大量水源，运行和维护成本较高，运行中易发生管道堵塞等事故。

机械输送：机械除石子煤系统主要有振动输送机、带式输送机和埋刮板输送机或几种机械组合等多种输送方式。其主要特点是对石子煤量及粒度的变化适应性好、节能节水，其缺点是现场布置难度较大，一般需要在锅炉房0 米下设置的设备通道，检修维护工作条件差。

二、石子煤气力输送系统应用现状及存在的主要问题

目前，石子煤气力输送系统由于系统简单、运行维护方便且自动化程度高，在国外受到大力推荐，近期国内少数电厂石子煤处理改造为气力输送系统

石子煤气力输送系统，具有以下独特的优点：

1、设备构造简单，安装文便，控制费用少，建设时间短。气力输送系统的主要构成部分均为型钢板材的焊接结构，由管、罐形状的构件所组成，各构件间无相对运动、维修操作都比较容易，很容易实现自动化操作。

2、输送效率高，设备无回程运输。其它运输工具均有运输手段空程式返回的缺点，而气力输送的运输介质是空气，只需在终端排入大气，输送过程中，进料口可连续加料，实现连续输送。

3、劳动卫生条件好，气力输送时物料在管内运行，管内处于负压，料尘不会外泄飞扬，物料不会飞散和污损环境。

4、气力输送的输送管道，便于因地制宜地设置管网，布置简便灵活，可以充分利用车间面积，易于适应车间环境。

5、系统简单、检修维护方便、自动化程度高。

气力输送的主要问题是动力消耗大，输送距离受到一定的限制。如果仅从动力消耗这一点考虑，气力输送似乎成本较高，但如果从气力输送的上述优点所带来的整个效益考虑，气力输送还是比较经济的运输手段。对于距离较远的输送（400米以上），由于管道内的能量较大，是否宜于采用气力输送，尚需综合考虑经济效益决定。而电厂石子煤输送距离一般不超过120米，输送距离相对较小，能量消耗相对较低，气力输送完全可以作为电厂石子煤排放方式的新选择。

目前采用气力输送系统的电厂运行情况不一，经过调研，发现目前应用的气力输送系统存在很多问题，主要问题如下：

1、 输送能力不足，石子煤量稍大就会发生管道堵塞现象，石子煤无法在管道内正常输送，西南某电厂输送系统投运后始终没有正常运行，系统基本处于瘫痪状态，其原因就在于该电厂石子煤量较大，管道堵塞，系统无法正常运行

2、 对于粒径大的石子煤无法输送，其主要原因在于现有气力输送系统普遍采用螺旋给料机作为石子煤进料工具，而任何形式的螺旋给料机基本无法运输大粒径石子煤

3、 螺旋给料机作为转动件，在输送石子煤时非常容易发生故障，也容易磨损。

之所以发生以上问题，主要原因在于，目前国内气力输送生产厂家对气力输送生产厂家对气力输送石子煤系统的理解和认识有限，没有经过试验验证，系统设计缺乏依据，当石子煤量较小时还可以应付，一旦石子煤量较大，输送条件变化，就一筹莫展。

石子煤作为一种特殊物料，有其特有的输送特性，如果采用气力输送石子煤，必须对系统机理及石子煤特点进行充分的认识和理解，并在试验台上进行模拟输送试验，在试验成功的基础上，总结输送规律，才能合理制定系统设计计算系数取值，同时，需要开发出专门的适用于石子煤的气力输送设备。

三、系统简介及主要创新点

江苏中能电力设备有限公司和西安热工研究院在华能集团公司支持下，专门立项共同开发一种新型石子煤气力输送系统，以解决目前的气力输送系统存在的问题，目前已取的5项国家专利，其中已申报国家发明专利2项

该项目主要目标如下：

1、 根据现场运行需要，设计并建设了石子煤气力输送系统试验台模型，通过试验了解石子煤输送特性，得到设计石子煤气力输送系统所必需的基础数据；

2、 解决气力输送系统输送量不足的问题

3、 解决气力输送系统无法输送大粒径石子煤的问题

4、 开发新的石子煤进料装置，完全摒弃螺旋给料机，确保系统运行的可靠性和安全性

5、 采用变频控制技术，以降低能耗

6、 采用PLC或者电厂DCS控制，以实现自动化运行

石子煤负压输送系统主要包括：

罗茨风机及隔音间、石子煤仓及除尘器、石子煤斗、进料装置、气动及手动插板门、气力给料装置、变频控制器、控制系统、输送管道及数据采集系统等

该系统主要专利创新点：

1、 由于石子煤在斜坡管道爬升困难，在上升管道上装有疏通风管可提高石子煤爬坡能力

2、 石子煤进入水平输送管道后，容易发生沉积，水平管道安装的吹扫风口，可在沉积事故时打开吹扫风口进行疏通，保证了设备可靠运行

3、 石子煤斗与支线管路之间的连通管可以保证石子煤斗内保持负压状态，防止粉尘泄漏而污染环境

4、 石子煤仓装有负压安全阀，可防止管道堵塞和消音器负压过大造成事故

5、 容积风机外部设置的隔音罩、隔音间和消音器可有效降低噪音污染

6、 专用的输送装置中石子煤与空气从两个通道分别进入混合室，可以防止石子煤过快下落形成堵塞，空气由进风调节板分成两部分，一部分从壳体内腔下部通过，用于提供主要输送动力，一部分从一级接料板上部通过推动石子煤进入前端的混合腔，通过调节进风调节板开度可以改变两部分风的比例，调节输送空气与石子煤的比例而改变系统输送能力

7、 专用的输送装置没有采用任何转动件，其运行可靠性高，不易磨损

8、 新型永不卡涩排渣门，确保了系统的可靠运行

四、主要技术性能指标：

1) 较大输送能力：12-16t/h（单台炉）；

2) 设备主电机功率：100-150KW（变频控制）

3) 系统较大真空度:-60KPa；

4) 入口石子煤温度：150 ℃；

5) 石子煤仓容积：40m3-60m3；

6) 石子煤粒径:≤60mm。

7) 输送距离：80-150m；

8) 循环周期：30min/炉；

9) 运行方式：全自动运行

五、华能海勃湾电厂（2X300MW）石子煤负压气力输送系统简介

海勃湾发电厂三期2×330MW 燃煤机组，锅炉采用哈尔滨锅炉厂引进CE公司技术生产的HG1018－18.58/YM20型直吹式锅炉，每炉配5台上海重型机械厂生产的HP843型中速磨煤机，锅炉设计燃用乌海市公乌素露天矿大矿煤掺烧10－20％的洗中煤。

由于煤质变差，原煤含杂质较多，磨煤机石子煤排放量大大增加。由于石子煤排放不及时，在磨煤机内大量堆积，造成刮板、密封磨损，堵塞一次风道，严重影响到制粉系统的正常运行。

后来，磨煤机石子煤量较投产初期明显增大，单台磨煤机每小时较大排渣量可以达到2t。

石子煤排放采用中间贮藏定时排放方式，排渣周期正常时约为2h/次，运行人员排渣的劳动强度很大，经常由于无法正常排渣造成制粉系统不能正常运行，由于排渣系统为开放式，粉尘得不到密封，现场环境很差。可以看出，目前的石子煤排放方式已不能满足现场实际需求。

对排放出的石子煤进行检测，石子煤粒径基本在50mm以下，主要由矸石、岩石组成，也包含少量的矿石与原煤，堆积密度约为1500kg/m3。

前期经过可行性研究，决定采用西安热工研究院较新专利技术将现有排渣系统改造为负压气力输送系统。

以改造后实现了如下目标：

1、 输送能力单台磨可达16t/h，能够满足现场需求

2、 采用2台负压风机交替运行，可靠性高。采用变频控制技术，大大降低了能耗

3、 系统PLC控制，自动化程度高，并采用触摸屏显示，可视化程度高，运行维护简便、可靠；

4、 负压封闭运行，无任何泄漏，现场粉尘污染问题得到彻底解决。

5、 运行时每台磨煤机依次排渣，也可以选择单台或多台磨排渣

6、 管道采用法兰连接，易于更换，便于维护

7、 石子煤斗有格栅拦截异物

8、 遇有故障时，有事故排渣口保障正常运行

9、 系统有压力温度等检测信号，保证系统安全运行

10、 可输送石子煤粒径≤60mm的石子煤料。

11、 输送距离为110m，满足了现场运行

12、 由于采用了高效隔音装置，风机噪音能控制在85dB以下