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摘 要： 现有机械采样装置 普遍存在全断面采样难和水
分适应性差两大难题。新型刮斗式机械采制煤样
装置的研制成功， 有效地解决了这两个问题， 主要技术
性能指标达到了进口设备的水平。介绍了机械采制煤
样装置的开发研制情况及主要设备概况， 并与进口设备进
行了技术经济性比较， 提出了应用推广意见。
关键词： 机械采采样装置； 全断面采样； 水分适应性

电力行业标准《 火力发电厂按人炉煤量正平
衡计算发供电煤耗的方法》 总则中明确指出： “ 火
电厂发供电煤耗统一以人炉计量煤量和人炉煤机
械取样分析的低位发热量按正平衡计算， 并以此数
据上报及考核” 。  
我国以前曾生产过几种机械采制煤样装置， 性
能都不大好， 基本上无法正常投用， 多数火电厂不
得不沿用传统的人工采样方法， 特别是人厂煤的采
制样， 消耗了大量劳力， 采取的煤样代表性又有很
大的局限性。因此， 开发研制适合电力系统皮带运
输工具特点、 适合煤种多变的机械采制煤样装置，  
是各火电厂面临的迫切任务。  

1 机械采样装置的现状
我国机械采制煤样装置发展很快， 制造厂家
很多。电力部曾在 1 9 9 2年组织过一个专业调查
组。 对全国 l 4个电厂的机械采制煤样装置进行调
查。 认为“ 还没有一套完全符合标准的机械采制
煤样装置能够长期稳定运行”。而进 口机械采制
煤样装置对原煤粒度、 水分要求较高( 全水分不
能大于 l 3 ％) ， 包括加拿大、 日本、 澳大利亚等国
同类产品均存在上述问题， 难以适应我国发电用
煤的质量现状。  
当前机械采制煤样装置存在的主要问题是：  
( 1 )水分适应性差， 即堵煤机率大。很多制
造厂家承诺全水分不大于 1 2 ％时可以正常工作，  
实际使用时保证不了；  
( 2 )采样代表性差。现有机械采制煤样装置
不同程度地存在采样代表性不够理想的问题， 例
如刮板式采样头存在分流和溢出现象， 圆弧轨迹
与皮带弧面不吻合， 采不到全断面的煤样； 煤样收
集槽开口不够宽， 不能将采到的煤样全部收集起
来。 最终留样量不足， 不符合最小留样量与粒度之
间的关系等；  
( 3 )余煤返料机多为埋刮板输送机， 向上输
送时依靠物料形成连续整体向上提升的料流， 对
含水率有一定的要求， 一般不能用于手捏成团后
而不易松散的物料， 煤的水分不能大于 1 5 ％。  
2 采样设备的选型
在对众多电厂安装使用的进口、 国产机械采
制煤样装置进行充分调研和分析 比较 的基础上 ，  
提出以下措施。  
( 1 )采样头
大多数国产采制煤样装置的采样头， 都是一
块刮板， 用它在胶带中部横截煤流采样。这种方
式不能截取煤流完整断面， 存在分流和溢出现象，  
采样代表性不好。分析了国外机械采制煤样装置
采样头的结构形式， 在刮板两侧加上侧板成箕斗
形， 并在底部安装尼龙刷子， 使其与胶带面接触，  
这样可获得完整煤流断面， 不存在分流和溢出现
象， 保证不留底煤， 以达到最好的采样代表性。  
( 2)给料机  
采样时刮斗每次切断煤流的时间很短， 物料
短时间内全部进入破碎机， 往往会超过破碎机的
不易破碎成分常在破碎机内跳动， 破碎时间较长。  
这样的破碎过程会使样品组分分离， 造成缩分精
密度降低， 因此有必要在破碎机前加设给料机  。  
采用皮带给料机， 结构简单、 可靠性高， 可起缓冲
作用， 把煤均匀地传送给破碎机， 并可克服组分分
离现象， 提高缩分精密度。  
( 3 )破碎机
选用锤击式破碎机。据前苏联资料介绍， 锤
击式破碎机对于煤的水分适应性强。从美、 日、  
俄、 意等国进口的采制煤样装置都配置锤击式破
碎机。由于各火电厂普遍采用喷水降尘措施， 煤
的含水量大大增加。采用锤破可减小堵塞概率，  
经实践证明， 的确具有较高的水分适 应性。国内
新建电厂引进的采制煤样装置也大多用锤击式破
碎机， 如华能南通电厂、 华能石洞口电厂、 北仑电
厂等。对破碎机易出现堵塞部位进行了改进， 并
进行了实验 ， 结果证实水分适应性大大增强， 可在
外在水分不大于 1 5 ％ ( 相当于全水分不大于
1 8 ％) 时不堵塞。另外， 锤击式破碎机的鼓风量
较大 ， 为了减少破碎过程的水分损失， 在破碎机的
进料口和出料漏斗之间， 加装 1根空气压力平衡
管， 也叫环流风管， 让带水分的空气在破碎机内部
循环， 使水分损失控制在允许的范围之内。  
( 4 )缩分器
缩分器采用皮带缩分机， 考虑到水分适应性
要求， 为增强其运行可靠性， 借鉴了日 本的皮带缩
分机模式， 体积虽然较为庞大， 但其运行可靠性
强 、 一级缩分比大。  
( 5)余煤返料机
采用斗式提升机， 结构简单， 易维护， 运行较
可靠。  
( 6 )电气控制系统
采用 P L C控制， 协调各设备的启停顺序、 动
作联锁及信号反馈， 便于调节采样周期。另外， 将
控制室与采样间分隔开， 有利地改善电气控制系
统运行条件。  
3 主要技术性能
2 0 0 0年 3月浙江省电力试验研究所根据有
关采制化的标准对该装置进行了全面性能检验，  
结果表明：  
( 1 )灰分 A   极差   为 2 ． 0 9 ％， 介于 1 ． 2 P  
和 4 ． 9 P。 ( P 。 ． 为采制化总精密度， 根据标准取 ±  
1 ％) 之间， 采样精密度适中， 符合规定要求。  
( 2 )留样弃样两者干基灰分   ， 差值的两
组平均值分别为 0 ． 3 2 ％和0 ． 2 4 ％ ， 均优于国家标
准规定的0 ． 3 7 ％的要求， 缩分精密度符合要求，  
缩分系统不存在系统偏差。  
( 3 )系统水分损失率为0 ． 8 ％， 符合新标准
不超过 1 ． 0 ％的要求。  
4 经济效益分析
( 1 )使用国产设备和材料成功地实现了采制
煤样装置的可靠投用， 保证了采样的代表性和准
确性， 完全可以替代进口对于3 0 0     MW机组，采制
煤样装置一次性投资可比进口节约2 0 0万元左
右， 且水分适应性更好 。  
( 2)保证了采样代表性的准确性。对于人炉
煤， 在正平衡计算煤耗中， 可准确地分析电厂的各
项经济技术指标， 为合理配煤掺烧， 保证锅炉实现
经济燃烧提供依据； 对于人厂煤， 可以检验煤质是
否符合经济合同的规定， 以给予应有的奖罚。如
果煤的发热量经测定低于合同规定的 1 ％， 则煤
价也应降低 1 ％． 按市价计可节省 2     t 多。华
东地区六省一市火电厂每年耗煤按 1 ． 5亿 t 计，  
假若有一半电厂配置该设备， 有 1 0 ％的人厂煤发
热量经测定低于合同规定的 1 ％， 则每年可节省 1  
5 0 0万元。若推广到全国各火电厂， 那每年节省
的煤炭成本将更为可观。  
( 3 )完全实现了自动化， 可以代替原有的人
工采样， 节省大量的人工费用 ， 更重要的是 ， 消除
了人工采样的安全隐患。  
5     与当前国内外同类研究、 技术的综合比较
( 1 )国外同类型的采制煤样装置的流程与我
们研制的装置相似， 能采集到符合标准要求的全
断面煤样， 但设备庞大、 价格昂贵、 维修不易、 备品
配件供应困难， 对原煤粒度、 水分要求较高( 全水
分不能大于 1 3 ％) ， 包括加拿大 、 德国、 1 3本、 澳大
利亚等国同类产品均存在上述问题， 难以适应我
国发电用煤的质量现状。  
( 2 )国内同类型的采制煤样装置存在分流和
溢出现象， 圆弧轨迹与皮带弧面不吻合， 采不到全
断面的煤样， 采样代表性无法保证； 其配置的立式
环锤破碎机水分适应性差， 制造厂家承诺外在水
分小于 1 2 ％时不会堵塞， 实际使用时只能达到外
在水分 9 ％。  
( 3 )本装置采样头设计巧妙 ， 刮斗为簸箕状 ，  
可保证物料不会分流和溢出； 刮斗运动轨迹与皮
带相吻合， 底部增加尼龙刷， 既不伤皮带， 又能刮
出全断面煤样， 保证不留底煤， 采样代表性好； 破
碎机水分适应性强， 经过两年多时间的运行观察 ，  
可在全水分不大于 1 8 ％时不堵塞， 出口与人口之
间增加环流风管， 可在其内部形成环流而减小水
分损失， 采用中速破碎， 防止转子高速运动产生气
流使煤中的水分损失， 同时还可减小鼓风， 防止粉
尘外溢； 采用给料机向破碎机均匀给料， 避免破碎
机瞬时大流量产生的堵转现象； 自动化程度高， 整
个流程由P L C控制， 与输煤皮带联动， 有助于采
样的规范化， 防止采制煤样装置开开停停， 确保其
投运率； 系统布局合理， 除提升机进 口为 7 0 。 外，  
其余落料管均处于垂直状态， 不会产生管道堵塞；  
安全性好， 每台电机均有保护措施， 当设备出现异
常时， 自动停机并发出报警信号。  
6 结束语
根据两年多时间的运行经验表明， 该装置运
行稳定、 可靠， 投用率可达 1 0 0 ％， 完全达到了设
计要求。它克服了现有国产皮带机中部采制煤样
装置不能采集完整的煤流横断面、 采样代表性不
高、 水分适应性不好、 系统故障多的缺点； 既可用
于人炉煤的采样， 也可用于人厂煤的采样， 保证采
样的代表性和准确性， 为正确分析各项经济技术
指标、 合理配煤掺烧、 保证锅炉稳定、 经济运行提
供了可靠条件， 具有良好的社会经济效益和广阔
的推广应用价值。鉴于进口设备价格昂贵， 国内
已研制成功了机械采样装置． 今后不宜再重
复进口， 而应支持国产化。