大型燃煤電廠封閉式貯煤場技術(shù)性能比較

譚振云

(廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計研究院，南寧市，530023)

0 引言

貯煤場是燃煤電廠燃料儲存、供應(yīng)的重要設(shè)施。目前，隨著國內(nèi)燃煤機(jī)組容量及建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求，對貯煤場的設(shè)計要求也越來越高［1-3］。減小貯煤場占地面積、提高場地的利用率、降低土石方量、提高貯煤場的自動化作業(yè)水平以及盡可能地減小環(huán)境污染等問題，越來越受到人們的關(guān)注。封閉式貯煤場與傳統(tǒng)開放式貯煤場相比，具有占地面積小、土石方量小、場地利用率高、自動化水平高、對環(huán)境影響小等多方面的優(yōu)點，本文介紹國內(nèi)常見的各類封閉式貯煤場并進(jìn)行技術(shù)比較，得出的結(jié)論可供貯煤場選型和設(shè)計參考。

1 封閉式貯煤場的類型

目前國內(nèi)常見的封閉式貯煤場主要有以下4種形式［4-6］：

(1)圓形煤場，即圓形擋煤墻加球形網(wǎng)架鋼屋蓋，內(nèi)設(shè)回轉(zhuǎn)堆取料設(shè)備；

(2)封閉式條形煤場，即斗輪機(jī)煤場加封閉煤棚；

(3)矩形封閉煤場，即刮板取料機(jī)煤場加封閉煤棚；

(4)圓筒倉并列群倉。

1.1 圓形煤場

圓形煤場主要由堆取料機(jī)、球冠狀鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、煤場土建結(jié)構(gòu)以及其他相關(guān)輔助設(shè)施構(gòu)成。圓形煤場采用自然通風(fēng)方式，煤場內(nèi)安裝有圓形堆取料機(jī)，燃煤由堆取料機(jī)頂部進(jìn)料，通過其旋轉(zhuǎn)懸臂機(jī)可作360°回轉(zhuǎn)堆煤，并且可作360°旋轉(zhuǎn)取煤送到中心柱下部的圓錐形煤斗中，再通過煤斗下的給煤機(jī)和地下帶式輸送機(jī)向外供煤。這種煤場是近年來國內(nèi)大型燃煤電廠逐步推廣采用的新型煤場，如漳州后石電廠、汕尾電廠等均采用此形式的煤場。圓形煤場外形如圖1所示。

圖1 圓形煤場Fig.1 Circular coal yard

1.2 封閉式條形煤場

封閉式條形煤場主要由懸臂斗輪堆取料機(jī)、穹頂網(wǎng)架式封閉煤棚及其他相關(guān)輔助設(shè)施構(gòu)成，其外形見圖2。條形煤場一般配有斗輪堆取料機(jī)，根據(jù)斗輪機(jī)作業(yè)方式，可布置為折返式或通過式斗輪機(jī)煤場。封閉式條形煤場在國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，主要在降雨量較大的南方地區(qū)應(yīng)用。

圖2 正在施工的封閉式條形煤場Fig.2 Strip enclosed coal yard under construction

1.3 矩形封閉煤場

圖3 矩形封閉煤場Fig.3 Rectangular enclosed coal yard

矩形封閉煤場主要由犁式卸料器(卸料小車)、門架式刮板機(jī)、煤倉土建結(jié)構(gòu)及其他相關(guān)輔助設(shè)施構(gòu)成，其外形見圖3。矩形煤倉采用堆、取分離的方式，燃煤通過帶式輸送機(jī)從矩形倉上端部水平穿入，再由犁式卸料器(卸料小車)將燃煤卸入煤場；通過門式刮板機(jī)將燃煤卸入取料機(jī)漏斗，并由地面帶式輸送機(jī)向外供煤。刮板機(jī)另一側(cè)較短的副刮板機(jī)可將燃煤送至主刮板機(jī)刮料區(qū)域。矩形煤倉目前在國內(nèi)燃煤電廠中應(yīng)用較少，寧波臺塑熱電廠等采用此種煤場。

1.4 圓筒倉并列群倉

圓筒倉并列群倉主要由犁式卸料器、回轉(zhuǎn)布料設(shè)備、活化給料機(jī)、筒倉土建結(jié)構(gòu)及其他相關(guān)輔助設(shè)施構(gòu)成，其外形見圖4。該貯煤工藝不設(shè)置傳統(tǒng)煤場，用筒倉替代煤場和堆取料機(jī)，根據(jù)來煤種類的不同用帶式輸送機(jī)直接輸送至若干個并列的圓柱形筒倉儲存，用某煤種時，可從該煤種筒倉底部放料口放出，再由配煤盤進(jìn)行配煤作業(yè)。圓筒倉并列群倉，造價較高，僅適用于場地狹窄、環(huán)保要求高的特殊場合，目前在國內(nèi)燃煤電廠中應(yīng)用較少。

圖4 圓筒倉并列群倉Fig.4 Parallelingmulti-bunkers of circular silo

2 封閉式貯煤場技術(shù)比較

現(xiàn)從11個方面對圓形煤場、條形煤場、矩形煤倉、圓筒倉并列群倉進(jìn)行技術(shù)比較［7-10］。

(1)占地面積。圓形煤場：較??；條形煤場：大；矩形煤倉：較??；圓筒倉并列群倉：小。

(2)土石方量。圓形煤場：??；條形煤場：大；矩形煤倉：較小；圓筒倉并列群倉：大。

(3)場地利用率。

圓形煤場：較高。

條形煤場：為防止燃料堆存過久引起自燃和氧化消耗能量，煤堆需定期翻底，這將造成煤場實際堆存面積減少，同時還需留出推煤機(jī)作業(yè)的場地和通道，因此場地有效利用率較低。

矩形煤倉：較低。

圓筒倉并列群倉：筒倉內(nèi)燃煤充滿系數(shù)較高，約為95％，煤倉容積有效利用率高。

(4)系統(tǒng)可靠性。

圓形煤場：煤場內(nèi)常設(shè)1臺堆取料設(shè)備，當(dāng)堆取料機(jī)發(fā)生故障或檢修時，可用推煤機(jī)通過地下煤斗向系統(tǒng)供煤。系統(tǒng)可靠性、自動化程度高。

條形煤場：煤場常設(shè)1臺斗輪堆取料機(jī)，當(dāng)一臺斗輪機(jī)發(fā)生故障或檢修時，可用另一臺斗輪機(jī)作業(yè)。系統(tǒng)可靠性較高，自動化程度較低。

矩形煤倉：煤場設(shè)有雙排多臺犁式卸料器和2臺刮板取料機(jī)。當(dāng)一臺刮板取料機(jī)發(fā)生故障或檢修時，可用另一臺刮板取料機(jī)作業(yè)。系統(tǒng)可靠性、自動化程度高。

圓筒倉并列群倉：每座筒倉一般設(shè)有多臺活化給煤機(jī)，可交替運行，且互為備用，系統(tǒng)可靠性高。

(5)原煤流動性及成分損失。

圓形煤場：原煤依靠取料機(jī)作業(yè)，回取率高。煤場內(nèi)部充滿度較低，并直接與大氣相通，燃煤有氧化損失。

條形煤場：斗輪機(jī)自然堆存情況下，煤堆的回取率約為67％，其余部分需采用推煤機(jī)輔助作業(yè)，存煤無法真正做到先進(jìn)先出，易形成部分存煤長期滯留煤場，造成熱值損失和自燃。

矩形煤倉：原煤依靠取料機(jī)作業(yè)，回取率高。煤場內(nèi)部充滿度低，并直接與大氣相通，燃煤有氧化損失。

圓筒倉并列群倉：原煤依靠活化給煤機(jī)的激振力和物料自重力在倉內(nèi)流動。底部整體出料，不易結(jié)拱、堵塞。煤倉內(nèi)部充滿度最高，且倉內(nèi)密封良好，燃煤不易氧化。

(6)結(jié)構(gòu)安全性。

圓形煤場：圓筒壁+大型網(wǎng)架穹頂，分體式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體安全性較高。非全密閉結(jié)構(gòu)，煤場內(nèi)微負(fù)壓，煤場內(nèi)外氣壓自動平衡，無需設(shè)置防爆門。

條形煤場：穹頂網(wǎng)架封閉煤棚，整體結(jié)構(gòu)安全性較高。

矩形煤倉：整體結(jié)構(gòu)安全性較高。非全密閉結(jié)構(gòu)，煤場內(nèi)微負(fù)壓，煤場內(nèi)外氣壓自動平衡，無需設(shè)置防爆門。

圓筒倉并列群倉：整體式結(jié)構(gòu)，安全性較高。采用全密閉結(jié)構(gòu)，倉體上部設(shè)有防爆門，并設(shè)有溫度和可燃?xì)怏w等監(jiān)測報警裝置、高低料位計和通風(fēng)除塵裝置。

(7)防火性能。

圓形煤場：按照先進(jìn)先出自然更新的存煤原則，將存煤天數(shù)控制在自燃周期內(nèi)。煤場設(shè)備和煤場護(hù)壁柱上設(shè)有消防炮，存煤局部自燃時，可以調(diào)整取料機(jī)實行定點取料。

條形煤場：煤場的側(cè)墻需設(shè)置紅外線自動尋的消防炮滅火系統(tǒng)。燃煤局部自燃時，噴水并采用推煤機(jī)壓實。

矩形煤倉：按照先進(jìn)先出自然更新的存煤原則，將存煤天數(shù)控制在自燃周期內(nèi)。煤場的側(cè)墻兩側(cè)均設(shè)有消防水炮，燃煤局部自燃時，可以用挖掘機(jī)定點取料或調(diào)整取料機(jī)運行實行定點取料。

圓筒倉并列群倉：完全按照先進(jìn)先出自然更新的存煤原則，將存煤天數(shù)控制在自燃周期內(nèi)。燃煤局部自燃時，可運行該區(qū)域取料機(jī)，實現(xiàn)局部取料。

(8)設(shè)備運行維護(hù)。

圓形煤場：煤場設(shè)備周邊空間相對較大，維護(hù)人員可直接靠近設(shè)備，維護(hù)方便且維護(hù)工作量較小。

條形煤場：維護(hù)工作量較大。

矩形煤倉：煤場設(shè)備周邊空間相對較大，維護(hù)人員可直接靠近設(shè)備，維護(hù)方便且維護(hù)工作量較小。

圓筒倉并列群倉：筒倉內(nèi)無設(shè)備，取料設(shè)備布置在倉底，并設(shè)維護(hù)通道，檢修環(huán)境比較好，且維護(hù)工作量較小。

(9)環(huán)保條件。

圓形煤場：球拱型罩殼，密封性較好，基本不漏粉塵，對環(huán)境影響小。

條形煤場：拱形封閉煤棚密封性較好，基本不漏粉塵，對環(huán)境影響小。

矩形煤倉：三角形鋼屋架結(jié)構(gòu)，密封性較好，基本不漏粉塵，對環(huán)境影響小。

圓筒倉并列群倉：筒倉為高度密封結(jié)構(gòu)，無粉塵外溢，對環(huán)境影響小。

(10)外觀造型。

圓形煤場：大穹頂結(jié)構(gòu)，外形美觀。

條形煤場：一般。

矩形煤倉：較美觀。

圓筒倉并列群倉：圓筒形結(jié)構(gòu)，外形美觀。

(11)施工技術(shù)要求。

圓形煤場：圓拱直徑大，擋墻高，設(shè)備安裝要求高，建筑周期長；氣候?qū)κ┕び幸欢ǖ挠绊懀皇┕るy度較大。

條形煤場：施工較簡單。

矩形煤倉：施工較簡單。

圓筒倉并列群倉：需專用設(shè)備按專門工藝施工，施工周期長。

3 結(jié)論

目前，矩形封閉煤場及圓筒倉并列群倉在國內(nèi)燃煤電廠中應(yīng)用較少，尚缺乏運行經(jīng)驗。圓筒倉并列群倉雖占地面積小，但其土石方量高，造價也較高，且施工周期長，僅適用于場地狹窄、環(huán)保要求高的特殊場合。

在同等燃煤儲量的情況下，封閉式圓形煤場與封閉式條形煤場相比，具有占地面積小、土石方量較低、場地利用率高、自動化程度高等優(yōu)點。同時，由于圓形煤場堆取料機(jī)在全封閉的環(huán)境下工作，減少了粉塵飛揚和噪聲污染；不受外界天氣的影響，在解決干燥煤問題的同時，也保證了運煤系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，達(dá)到了提高燃煤系統(tǒng)效率和保護(hù)環(huán)境的雙重目的。

從國內(nèi)已采用封閉式貯煤場電廠的情況來看，封閉式圓形煤場的工程造價是適中的，并且其良好的環(huán)保功能、先進(jìn)可靠的技術(shù)、高自動化水平等優(yōu)點已為電廠帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。隨著設(shè)備制造、設(shè)計及施工技術(shù)的不斷提高，封閉式圓形煤場的工程造價將會進(jìn)一步降低，在環(huán)保要求越來越高的今天，封閉式圓形煤場是值得推廣應(yīng)用的貯煤方式。

［1］DL/T 518.1—2004火力發(fā)電廠運煤設(shè)計技術(shù)規(guī)程第1部分：運煤系統(tǒng)［S］.北京：中國電力出版社，2004.

［2］DL/T 5187.2—2004火力發(fā)電廠運煤設(shè)計技術(shù)規(guī)程第2部分：煤塵防治［S］.北京：中國電力出版社，2004.

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