刮板式石子煤清运系统浅析

刮板式石子煤清运系统浅析
针对目前火电厂中速碗式磨煤机由于原煤煤质变差，石子煤排放量增大，封闭式刮板石子煤清运系统被越来越多的电厂用来解决石子煤排放难题。

由于该系统结构简单，性能可靠，输送能力大，故障率低，节能环保等优点，逐渐取代了水力输送和气力输送等方式，成为市场主流。

所以本文刮板式石子煤清运系统与其他方式的技术特点和使用性能进行了比较分析。

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引言
目前，由于电厂煤种多变，原煤煤质普遍变差，要求磨煤机在更大的出力下运行，同时原煤中石头、矸石、矿石等杂物较以前增多，造成中速磨煤机石子煤排放量大大增加，严重影响制粉系统的安全运行，因此寻求一种安全可靠的石子煤清运设备成为许多电厂筮待解决的问题。

一、磨煤机石子煤的物理特性及产生机理
石子煤主要来源于原煤中密度大、难磨的矸石、黄铁矿等，主要成分包括煤矸石、碎煤块、石子、煤粉及其它杂物，粒度不均，堆积密度为1300～2000 kg/m3，温度在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，在处理和输送上有一定的难度。

磨煤机运行时石子煤在重力作用下落到磨盘下面的热风进风室，由清煤刮板送入石子煤斗，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、密封磨损或脱落，堆积的石子煤还会堵塞风道，严重时在热风的作用下着火，造成磨煤机故障停运。

二、目前应用较多的石子煤输送设备使用现状分析
1.水力输送系统
水力输送是利用水力喷射器来输送石子煤的装置。

一般包括高压冲洗水泵、水力喷射器、回水池、污水池、排污泵、储水池、补充水泵、回水泵、溢流水箱、溢流水泵以及配套管道、阀门、节流孔板、压力开关等系统设备。

1.1 水力石子煤输送系统优点是布置灵活，无转动部件，便于实现自动控制；石子煤由封闭的管道输送，输送过程中无粉尘污染现象。

1.2水力输送系统由于其固有特性，使用中存在诸多问题：系统复杂，输送距离短，运行效率低，耗水量大，运行费用高。

输送管道磨损快，易被大块堵塞，泵阀密封件使用寿命短，污水泄漏污染周边环境等情况难以避免，对电厂的运行管理水平也提出了挑战。

鉴于上述原因，水力輸送系统在石子煤排量较大的机组使用效果不佳，近年来由于燃煤品质变差，石子煤量增加，多处于停用状态。

2.负压气力输送系统
负压输送是以运动的气流为介质输送石子煤，利用大功率容积式风机作为负压气源，石子煤通过封闭管道被吸入进入石子煤仓，空气与石子煤分离后进入除尘器除尘。

2.1负压系统气力输送时物料在管道内运行，管内处于负压，粉尘不会外泄飞扬，物料不会飞散和污染环境。

进料转置不含转动部件，无卡涩等问题，方便实现自动化操作；设备无回程运输，输送过程中，进料口可连续加料，实现连续输送；劳动卫生条件好，能够满足环保要求。

2.2负压气力输送系统多用于粉状物料的输送，用于石子煤输送，受管径及流量所限，输送能力不足，石子煤量稍大就会发生管道堵塞现象；由于系统运行机理方面的原因，难以输送大颗粒的石子煤，需要在进料口处设置格栅网，使用中格栅网经常淤堵，因此运行效率很低。

此外，容积风机的设备投资大、能耗高，输送管道不可避免的存在磨损和漏灰问题，维护量大。

上述缺点决定了负压气力输送系统难以适应石子煤输送的复杂工况，市场推广价值不高。

3.封闭式刮板机石子煤输送系统
该系统主要输送设备是刮板式石子煤机，配套石子煤采集和排放控制设备，负压降尘装置等，实现石子煤无尘排放和输送。

工程实践中多结合现场空间，在磨煤机附近修建地下廊道，廊道内安装石子煤刮板机。

石子煤斗与刮板机进料口之间以一定倾斜角度的管道连通，石子煤斗入口阀门和出口阀门通过程序连锁控制定时动作，将石子煤排入刮板机。

刮板机将石子煤输送到车间外，然后装车运走。

石子煤机是在传统输送设备的基础上结合石子煤的颗粒大、琢磨性强的物理特性，经过改型设计而来，具有结构简单，运行稳定，输送能力大，维护量小的特点，是目前被广泛应用于石子煤系统的成熟设备。

三、封闭式刮板机输送系统技术特点分析
1.刮板式石子煤机主要由封闭断面的壳体（机槽）、刮板链条、驱动装置、张紧装置等部件组成。

体积小，密封性能好，工艺选型和布置较为灵活。

可用于输送飞扬性、有毒、高温、易燃易爆的物料。

2.输送原理及特点：石子煤刮板机是适合粉尘状、颗粒状及块状物料的连续输送设备，可以水平和倾斜输送。

输送时，刮板链条可被全埋在物料之中，由于散料具有内摩擦力和侧摩擦力等特性，输送时，物料受到刮板链条在运动方向的推力，当料层间的内摩擦力大于物料与槽壁间的外摩擦力时，物料就随刮板链条向前运动。

在料层高度与机槽宽度之比值满足一定条件时，可以形成稳定的料流。

3.石子煤刮板机对物料的适应性：
3.1 物料松散密度：ρ=0.2～2.5t/m3
3.2 物料温度：刮板机可以在物料温度大于180℃的工况下稳定运行，短时温度允许达到600℃。

3.3 含水率：刮板机对物料含水率无特殊要求，一般以颗粒状物料不致在水面悬浮为好。

针对石子煤，因为其中含有腐蚀性介质，与水结合后易黏着、板结而降低输送效率，一般采用自然喂料方式，刮板机内不单独设置喷淋装置。

3.4 物料粒度：刮板机对物料粒度的适用范围较广，在最大粒度达B/10（B 为机槽有效宽度，mm），含量>10%的工况下可保证有效输送。

3.5 输送距离：刮板机水平输送最大长度为80～120m，考虑设备自身磨损原因，一般单级设备长度不超过80米，输送距离过大时可采用两级刮板首尾相接的布置形式。

3.6 不适宜输送的物料：粘性大的物料；悬浮性大的物料；流动性特强的物料；易碎又不希望在输送过程中被破碎的物料。

不超过适宜的粒度50t，耐磨损、耐腐蚀，使用寿命30000～50000小时；刮板使用耐磨材质，适用于高温、琢磨性强的物料的输送。

5.3 驱动系统：刮板机一般采用摆线针轮减速机驱动系统，配备变频调速电机，可根据出力需要调节转速，降低刮板链条磨损。

5.4 轮系：刮板机传动轮系简洁，整套设备仅包括头部拖动轮系、尾部从动张紧轮系和弧段导向轮系，中间壳体部分无转动部件，日常维护量很小。

刮板机拖动轮采用优质合金钢精锻，齿部经特殊淬硬处理，硬度为50～55HRC，可轻松挤碎夹于轮齿间的石子煤。

拖动轮为分瓣式结构，便于更换。

6.石子煤排放阀门性能特点
6.1采用双闸板型式，阀体全封闭，阀板与阀体间为金属硬密封结构，在高温环境中开关灵活，无内漏、外漏现象。

6.2双层闸板之间安装有弹簧，可以補偿阀板磨损量，大大提高密封性和使用寿命。

6.3 拥有足够阀腔空间及特殊结构设计，在阀门截断物料时阀板不会被物料卡死；
6.4对仪用气要求不高，只需大于0.3 MPa的压力就能顺利开、关阀门；
四、结束语
通过封闭式刮板石子煤清运系统改造，可以有效解决磨煤机石子煤量增大的情况下设备安全经济可靠输送的问题，特别是提高了磨煤机运行可靠性和解决了现场环境污染严重的问题。

该系统经过近年来的实际应用，积累了大量的运行经验，是一种成熟可靠地石子煤输送设备。

参考文献
[1] 《运输机械设计选用手册》
作者简介：石新伟（1970-）男，张家口发电厂设备部锅炉点检。