电厂石子煤热值检测的常见问题及对策

电厂石子煤热值检测的常见问题及对策
摘要：石子煤是电厂制粉系统排出的热值非常低、反应性能非常低、且可磨
性非常低的特地热值燃料，原本属于电厂锅炉制粉系统正常排出的杂物，并作为
垃圾予以处理，但在近几年，由于来自运营成本的压力，节能措施已扩展到石子
煤量控制方面，很多电厂即便石子煤排量达到了电力行业的排出标准，也在努力
降低石子煤排量。

制粉系统在长期运行过程中，由于煤质变化、设备磨损、一次
风室堵塞等一系列原因，导致石子煤排放增多，磨煤机出力下降，效率降低，造
成极大的经济损失，同时过多的石子煤不及时排放将会进入磨盘底部，进而破坏
碳精环密封。

正常情况下，中速磨石子煤排放量一般低于额定出力的0.05%，发
热量小于6.27MJ/kg。

然而，在实际生产中，由于煤质变差、设备条件和运行参
数等的影响，石子煤排放量会成倍增加，热值偏高。

基于此，本文重点论述了电
厂石子煤热值检测的常见问题及对策。

关键词：电厂；石子煤；发热量；检测
中速磨排出的石子煤具有一定发热量。

为充分利用资源，电厂开展了石子煤
的性能检测，积极探索石子煤的二次利用途径。

与普通燃煤相比，石子煤具有硬
度大、发热量低、硫分高的特点，所以由于石子煤样品采集、制备和分析中遇到
一些问题，电厂迫切需找到相应对策，为机组节能降耗提供准确可靠的检测结果。

一、石子煤排放方式
石子煤是大型燃煤电厂在煤粉制备中产生的废弃物，主要从发电厂磨煤机中
排出。

1、人工输送。

其典型系统主要由石子煤收集斗、活动石子煤斗、自卸卡车
组成。

通过人工将石子收集斗中的石子煤(或排放到地上的石子煤)运送到自卸卡车，转运至灰场或运到其它中转场地。

人工输送方式特点是：①系统简单，运行
方便，初投资少，适应性强；②清理不及时易堵磨，直接影响安全生产；③有害
气体和粉尘浓度大，车间污染严重；④工人劳动强度大。

2、机械输送方式。

其典型系统的核心是一、二级输送设备选用、系统布置
及运行方式的确定。

通常分为：①一级输送设备选用振动输送机，水平布置在磨
煤机靠汽机侧地下，收集石子煤收集斗中的石子煤，排出后经下溜管排到振动输
送机中，振动输送机再将石子煤输送到爬坡皮带机，经皮带将石子煤提升，运至
储存仓暂存，再由自卸卡车运送到灰场。

②一二级输送设备均选用链式刮板输送机，间断输送方式。

每台磨配置一台一级石子煤刮板输送机，每炉石子煤刮板机
共用一台二级石子煤刮板输送机，石子煤经由一二级刮板输送机至储存仓集中，
再由自卸卡车外运。

一级刮板机布置在地下，二级刮板机水平段布置在地下，再
经改向爬坡到地上石子煤储存仓。

③采用振动输送机配合斗子提升机提升至石子
煤仓的系统形式，以减少爬坡输送设备对炉后或炉侧位置的占用，振动输送机布
置在地下。

机械输送方式特点是系统故障率高，施工难度高，检修工作量大，且
检修难度大；设备腐蚀严重，使用寿命短；输送过程扬尘、泄露严重，工作环境差；大部分系统还需布置爬坡输送机，占用炉后或炉侧位置，给炉后的整体布置
及运行带来不便。

二、石子煤检测中常见问题及对策
1、石子煤采样问题。

在中速磨运行期间，石子煤不断排放。

在不同磨机和
煤种条件下，石子煤的粒度和质量差异很大。

为提高采样的代表性，先应制定合
理的采样方案。

根据入炉煤的变化，可参照入炉煤采样方案制定石子煤采样方案。

例如，通常每班入炉煤采取一个样品，当煤种变化较大时，根据不同煤种采样。

石子煤采样也可参执行，每班排放的石子煤作为一批煤单独堆放，取一个总样。

当燃用不同煤种时，应根据煤种对产生的石子煤进行采样。

采样方法可参照国家标准《商品煤样人工采样方法》规定执行，主要根据粒
度确定初级子样质量、最少子样数和总样质量。

通常，电厂入炉煤经碎煤机和滚
轴筛处理，出料粒径一般小于30mm，即进入中速磨的原煤粒径小于30mm。

中速
磨机排出的石子煤多为硬块，其硬度高、密度大、不易破碎，粒径一般为25mm
左右，每批石子煤在相应粒径下至少取30个子样，每个初级子样质量不小于
1.5kg，总样质量不小于40kg。

2、石子煤制样问题。

石子煤硬度高、密度大、不易破碎，人工制样需耗费
时间及人力，而且制样较困难。

采用破碎机或组合式制样机制样较可行。

电厂一般将石子煤样送至煤制样室，并使用煤样制备设备制样，制样方法也
与煤样制备法一致。

但由于普通煤样与石子煤样差异较大，若制样设备与工具未
彻底清理，易污染石子煤样，致使石子煤样的检测结果与实际值存在较大的制样
误差。

因此，在制备石子煤样前，应彻底清理制样设备和工具。

破碎机应使用石
子煤样进行冲洗，并准备一套专用制样工具，用于石子煤制样的缩分器和研磨盘等。

3、石子煤化验问题。

石子煤的发热量是电厂共同关心的问题，在实践中，
石子煤的发热量化验结果常受到质疑。

一些电厂进行了多方采样、制样、化验比较，发现一些石子煤的发热量化验结果差异较大。

产生上述问题的原因是，除受
石子采制样代表性的影响外，石子煤发热量普遍较低，检测时不易完全燃烧，这
也是检测结果差异较大的主要影响因素。

部分电厂的石子煤按普通煤样进行检测，检测及计算未严格按国家标准《煤
发热量测定方法(GB/T213)规定进行。

在检测过程中，由于不完全燃烧、点火失
败造成测值较低。

有学者曾组织了A、B、C三个化验室对四种石子煤样发热量进行了检测比较。

为促进煤样的完全燃烧，A化验室添加了苯甲酸，这是一种已知发热量的标准物质；B化验室在坩埚底部衬上石棉绒；C化验室用擦镜纸包裹试样。

检测结果见
表1。

表1 石子煤发热量检测结果汇总
从检测结果可知，三个化验室中，B、C化验室结果接近，A化验室结果明显
更高。

对于不易燃烧煤样的检测，国家标准《煤的发热量测定方法》中有明确要
求。

化验室B、C的操作符合国家标准规定，化验室A采用的助燃方法在文献中
也有报道，但未纳入国家标准。

在标准化操作情况下，宜采用国家标准规定的衬
石棉绒或擦镜纸包裹方法。

此外，当一些化验室使用不同基准换算石子煤发热量时，存在计算引入误差。

根据国家标准《煤的发热量测定方法》规定，对于总硫含量大于4%且弹筒发热量
小于14.60 MJ/kg的煤样，在空气干燥基础上计算高位发热量时，总硫不能代替
弹筒硫。

石子煤具有总硫含量高、发热量低的特点，部分石子煤的总硫含量超过4%。

因此，在计算空气干燥基高位发热量时，电厂化验室应注意石子煤的总硫含
量和弹筒发热量。

对于总硫大于4%且弹筒发热量低于14.60 MJ/kg的石子煤，不
能用总硫代替弹筒硫，但弹筒硫应按国家标准测定。

总之，石子煤检测是电厂节能降耗的重要部分。

为提高石子煤检测的准确性，应根据其产生过程和性能特点，在化验环节对于样品检测的环境条件变化，是否
达到空干基状态等因素加以考虑。

在制样环节，样品代表性是否有偏差，通过样
品粒度、留样量等指标加以分析，同时结合不同样品间的比对试验进一步验证样
品代表性间的差异，各环节采取适当措施。

先要制定合理的采样方案，按国家标
准《商品煤样人工采取方法》规定进行规范的采样操作，可适当增加采样量，减
少误差。

石子煤制样过程中，应注意清理制样设备，避免样品损失和交叉污染，
破碎过程要注意设备温度，降低水分损失，减少制样环节误差。

化验石子煤发热
量时，应采取适当的措施，使样品完全燃烧，或者根据需要选择相应的检测设备，或者根据检测煤种调整检测设备，以保证石子煤的检测结果准确。

并且在测量结
束后计算空气干燥基高位发热量时，应注意总硫含量是否可替代弹筒硫含量，否
则应检测弹筒硫。

参考文献：
[1]张力.弹筒硫测定方法的研究[J].四川电力技术，2016(04):15-17．
[2]赵振宁.中速磨煤机的石子煤特性研究[J].中国电机工程学报，2016，
30(23):67-72．。