大型筒倉(cāng)布料與給料設(shè)施的應(yīng)用現(xiàn)狀與選型研究

錢錫銘

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司，杭州 310012）

大型筒倉(cāng)布料與給料設(shè)施的應(yīng)用現(xiàn)狀與選型研究

錢錫銘

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司，杭州 310012）

在對(duì)大型筒倉(cāng)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研的基礎(chǔ)上，分析比較了筒倉(cāng)布料設(shè)施、給料設(shè)施的選型以及運(yùn)行效果，針對(duì)某火電廠因場(chǎng)地狹小無法布置條形煤場(chǎng)與圓形煤場(chǎng)的實(shí)際情況，給出2種筒倉(cāng)布置方案。經(jīng)比較，方案1在筒倉(cāng)頂部布置3條帶式輸送機(jī)，采用犁式卸料器布料，倉(cāng)底采用振動(dòng)給煤機(jī)給料，每個(gè)筒倉(cāng)配置17臺(tái)振動(dòng)給煤機(jī)，該方案增強(qiáng)了筒倉(cāng)運(yùn)行的靈活性，提高了筒倉(cāng)運(yùn)行可靠性。

煤場(chǎng)；筒倉(cāng)；布料設(shè)施；給料設(shè)施；卸料

0 引言

目前，國(guó)外封閉式煤場(chǎng)主要采用條形封閉煤場(chǎng)、圓形煤場(chǎng)、歐羅倉(cāng)、筒倉(cāng)等形式，若是同樣貯存15萬t煤，4種煤場(chǎng)占地面積分別為12萬m2，4.5萬m2，1.5萬m2，1.5萬m2，占地面積之比為8:3:1:1。圓形煤場(chǎng)國(guó)內(nèi)水平已與國(guó)外持平；歐羅倉(cāng)國(guó)內(nèi)處于引進(jìn)消化階段，尚未實(shí)施；筒倉(cāng)國(guó)內(nèi)與國(guó)外仍有較大差距，如日本筒倉(cāng)單倉(cāng)最大貯煤量高達(dá)10萬t，而國(guó)內(nèi)僅5萬t（用于中煤平朔集團(tuán)東露天洗煤廠）。

大型筒倉(cāng)的布料設(shè)施主要是帶式輸送機(jī)與環(huán)形布料機(jī)[1]，給料設(shè)施主要是振動(dòng)給煤機(jī)與環(huán)式給煤機(jī)[2-3]。本文對(duì)大型筒倉(cāng)布料與給料設(shè)施進(jìn)行了調(diào)研分析與選型研究。

1 筒倉(cāng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 中煤平朔集團(tuán)東露天洗煤廠筒倉(cāng)概況

中煤平朔集團(tuán)東露天洗煤廠（以下簡(jiǎn)稱A廠）筒倉(cāng)規(guī)模為3座筒倉(cāng)總儲(chǔ)煤量13萬t，其中2座5萬t筒倉(cāng)、1座3萬t筒倉(cāng)。筒倉(cāng)由中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，采用鋼筋混凝土建造，為半地下結(jié)構(gòu)，布置在煤礦到洗煤廠之間，3座筒倉(cāng)呈1列布置，3萬t筒倉(cāng)布置在2座5萬t筒倉(cāng)的中間。5萬t筒倉(cāng)底部為錐底設(shè)計(jì)，直徑45 m，高度54 m（其中地上33 m、地下21 m）。3萬t筒倉(cāng)直徑30 m，高度54 m（其中地上33 m，地下21 m）。

3座筒倉(cāng)上部設(shè)貫通進(jìn)煤封閉廊道，用于布置刮板機(jī)布料。封閉廊道內(nèi)設(shè)刮板機(jī)，出力3 000 t/h，用于筒倉(cāng)進(jìn)煤布料，3路對(duì)稱布置，共設(shè)6臺(tái)。刮板機(jī)下設(shè)閘板，向筒倉(cāng)布料，其中5萬t筒倉(cāng)設(shè)17個(gè)布料點(diǎn)，3萬t筒倉(cāng)設(shè)11個(gè)布料點(diǎn)。

3座筒倉(cāng)下部設(shè)貫通出煤地下廊道，用于布置帶式輸送機(jī)及振動(dòng)給煤機(jī)。帶式輸送機(jī)3路布置，帶寬1 800 mm，帶速3.5 m/s，出力3 600 t/h。筒倉(cāng)下部采用振動(dòng)給煤機(jī)，出力2 000 t/h，向3路帶式輸送機(jī)供煤。5萬t筒倉(cāng)下設(shè)17臺(tái)振動(dòng)給煤機(jī)，3萬t筒倉(cāng)下設(shè)11臺(tái)振動(dòng)給煤機(jī)。

筒倉(cāng)的作用是當(dāng)洗煤廠設(shè)備或洗煤廠至煤礦的帶式輸送機(jī)故障時(shí)，不影響煤礦連續(xù)出煤，即主要用于緩沖。

筒倉(cāng)存煤時(shí)間7 d左右，最長(zhǎng)30 d。筒倉(cāng)自2012年7月投入運(yùn)行以來，設(shè)備運(yùn)行達(dá)到設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)運(yùn)行比較順暢，未發(fā)生堵煤等影響輸煤的重大事故，但仍存在以下問題：刮板機(jī)故障率較高，需要經(jīng)常檢修、維護(hù)；筒倉(cāng)存煤發(fā)生過自燃，需立即排空。

對(duì)此給出以下解決方法：將刮板機(jī)改為帶式輸送機(jī)，減少維修工作量；筒倉(cāng)配置惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)，減少煤炭自燃的可能；煤炭如有自燃傾向，采用排倉(cāng)系統(tǒng)，快速將煤炭送至露天事故煤場(chǎng)。使用效果有待投產(chǎn)后檢驗(yàn)。

1.2 神華集團(tuán)黃驊港煤碼頭筒倉(cāng)群概況

神華集團(tuán)黃驊港煤碼頭（以下簡(jiǎn)稱B廠）筒倉(cāng)群規(guī)模為48座3萬t筒倉(cāng)，總儲(chǔ)煤量125萬t。筒倉(cāng)采用鋼筋混凝土建造，全地上結(jié)構(gòu)，布置在翻車機(jī)到碼頭裝船機(jī)之間。3萬t筒倉(cāng)底部為錐底設(shè)計(jì)，直徑30 m，高度42 m。

48座筒倉(cāng)上部設(shè)8條進(jìn)煤封閉廊道，即每列6座筒倉(cāng)設(shè)1條貫通進(jìn)煤封閉廊道，筒倉(cāng)群每列設(shè)2條貫通進(jìn)煤封閉廊道。每條貫通封閉廊道內(nèi)布置1條帶式輸送機(jī)、1臺(tái)移動(dòng)式卸料車。筒倉(cāng)上部采用普通帶式輸送機(jī)輸煤，單路布置，帶寬2 400 mm，帶速5 m/s，出力8 000 t/h。

每列（12座）筒倉(cāng)下部（0 m層）設(shè)貫通出煤地面露天廊道（除在筒倉(cāng)內(nèi)的部分），廊道內(nèi)布置雙路帶式輸送機(jī)，帶寬1 800 mm，帶速5 m/s，出力4 600 t/h。筒倉(cāng)下部布置活化給煤機(jī)，出力4 000 t/h，向2路帶式輸送機(jī)供煤。每個(gè)3萬t筒倉(cāng)下設(shè)6臺(tái)活化給煤機(jī)，每條帶式輸送機(jī)由3臺(tái)活化給煤機(jī)供煤。帶式輸送機(jī)上設(shè)1臺(tái)移動(dòng)式卸料車，卸料車兩側(cè)卸料，間距9 m，用于6座3萬t筒倉(cāng)進(jìn)煤布料。當(dāng)移動(dòng)式卸料車在1個(gè)筒倉(cāng)上部時(shí)，可對(duì)該筒倉(cāng)兩側(cè)連續(xù)布料。

筒倉(cāng)群的作用是當(dāng)裝船機(jī)、輸煤設(shè)備故障或煤船減少時(shí)，不影響翻車機(jī)連續(xù)接卸鐵路來煤，即主要用于緩沖。

筒倉(cāng)平均存煤時(shí)間10 d左右，最長(zhǎng)30 d。自投運(yùn)以來，設(shè)備運(yùn)行達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但仍存在以下問題：筒倉(cāng)存煤發(fā)生過自燃，需立即采取排空筒倉(cāng)內(nèi)燃煤的方法解決；移動(dòng)式卸料車跨越2個(gè)筒倉(cāng)時(shí)需要帶式輸送機(jī)上斷煤或?qū)⒚禾枯斖^部筒倉(cāng)。

對(duì)此給出以下解決方法：筒倉(cāng)配置惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)，并且考慮到惰性氣體從筒倉(cāng)下部滲透煤炭需要2 h左右，需不間斷地向筒倉(cāng)內(nèi)注入惰性氣體；將移動(dòng)式卸料車改為犁式卸料器，帶式輸送機(jī)上不斷煤也能實(shí)施換倉(cāng)布料。使用效果有待投產(chǎn)后檢驗(yàn)。

1.3 國(guó)華北京第一熱電廠筒倉(cāng)概況

國(guó)華北京第一熱電廠（以下簡(jiǎn)稱C廠）1萬t筒倉(cāng)規(guī)模為6座筒倉(cāng)，總儲(chǔ)煤量6萬t，采用鋼筋混凝土建造，為全地上結(jié)構(gòu)，呈1列布置。1萬t筒倉(cāng)底部為錐底設(shè)計(jì)，直徑22 m，高度35 m。

6座筒倉(cāng)上部采用貫通封閉廊道，設(shè)置普通帶式輸送機(jī)輸煤，雙路布置，帶寬1 400 mm，帶速2.5 m/s，出力1 200 t/h。皮帶機(jī)上設(shè)置犁煤器，用于筒倉(cāng)進(jìn)煤布料。每個(gè)筒倉(cāng)布置4臺(tái)犁煤器（每條皮帶機(jī)布置2臺(tái)犁煤器），為筒倉(cāng)4點(diǎn)布料。

6座筒倉(cāng)下部（0 m層）布置環(huán)式給煤機(jī)，出力300 t/h，向2路皮帶機(jī)供煤。環(huán)式給煤機(jī)下設(shè)貫通出煤地下廊道，廊道內(nèi)設(shè)置普通帶式輸送機(jī)，雙路皮帶機(jī)布置，帶寬1 000 mm，帶速1.6 m/s，出力500 t/h。

筒倉(cāng)的作用是保障2臺(tái)200 MW機(jī)組15 d的耗煤量，即主要用于存儲(chǔ)。

筒倉(cāng)存煤時(shí)間15 d左右，最長(zhǎng)40 d。投運(yùn)后主要存在以下問題：環(huán)式給煤機(jī)故障率較高，需要經(jīng)常檢修、維護(hù)，而且空間小，檢修困難；筒倉(cāng)存煤發(fā)生過自燃，需采取盡快排空的方法解決；筒倉(cāng)存煤發(fā)生蓬煤現(xiàn)象，需采取人工捅煤方法解決，處理困難。

對(duì)此給出以下解決方法：將環(huán)式給煤機(jī)換成振動(dòng)給煤機(jī)，每個(gè)筒倉(cāng)底部設(shè)多個(gè)錐斗，以提高給料的靈活性，即使某臺(tái)振動(dòng)給煤機(jī)故障，也不影響該倉(cāng)的給料，減少了維護(hù)工作量，檢修空間也大；筒倉(cāng)配置惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)，不間斷地向筒倉(cāng)內(nèi)注入惰性氣體，煤炭先進(jìn)先出，減少煤炭在筒倉(cāng)內(nèi)的滯留時(shí)間，減少煤炭自燃的可能；筒倉(cāng)底部采用振動(dòng)給煤機(jī)后，在振動(dòng)力作用下煤炭松動(dòng)下落，避免了蓬煤現(xiàn)象。使用效果有待投產(chǎn)后檢驗(yàn)。

1.4 筒倉(cāng)系統(tǒng)設(shè)置比較及運(yùn)行分析

1.4.1 布料設(shè)施比較

A廠筒倉(cāng)采用刮板機(jī)布料，刮板機(jī)故障率高，維護(hù)量大，運(yùn)行噪音較大；B廠筒倉(cāng)群采用移動(dòng)式卸料車布料，在跨越2個(gè)筒倉(cāng)時(shí)需要帶式輸送機(jī)上斷煤，影響輸煤系統(tǒng)的效率；C廠筒倉(cāng)采用犁煤器布料，設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠，維護(hù)量小。

1.4.2 給料設(shè)施比較

A廠筒倉(cāng)采用振動(dòng)給煤機(jī)，故障率相對(duì)較高；B廠筒倉(cāng)群采用活化給煤機(jī)，噪音小，設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠；C廠筒倉(cāng)采用環(huán)式給煤機(jī)，設(shè)備復(fù)雜，故障率高，維護(hù)量大，運(yùn)行噪音較大，環(huán)境條件差。

1.4.3 安全監(jiān)測(cè)設(shè)施比較

A，B，C廠的筒倉(cāng)均設(shè)置溫度、可燃?xì)怏w、煙霧、料位監(jiān)測(cè)裝置。

1.4.4 筒倉(cāng)作用比較

A，B廠筒倉(cāng)主要起到緩沖作用，以提高一個(gè)煤礦或集團(tuán)的生產(chǎn)運(yùn)行效率，其存煤時(shí)間相對(duì)較短。C廠筒倉(cāng)主要起到儲(chǔ)煤作用，以提高輸煤系統(tǒng)效率，保障發(fā)電機(jī)組可靠供煤，存煤時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。相比之下，C廠存煤自燃的概率更高。

1.4.5 運(yùn)行情況對(duì)比分析

使用筒倉(cāng)作為存煤設(shè)施，既可防止燃煤雨天被淋濕、冬季形成凍塊，又有利于輸煤系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。A，B，C廠筒倉(cāng)運(yùn)行情況對(duì)比詳見表1。

A，B，C廠存煤自燃的部位均在筒倉(cāng)上部燃煤與空氣接觸處，發(fā)生自燃后，都是采取盡快排空筒倉(cāng)內(nèi)自燃煤的辦法。相比之下，A廠可將筒倉(cāng)自燃煤倒運(yùn)至洗煤廠，B廠可將筒倉(cāng)自燃煤倒運(yùn)至一、二期露天儲(chǔ)煤場(chǎng)，處理起來較為方便、快捷。而C廠處理筒倉(cāng)自燃煤就要緩慢一些，要等待機(jī)組的耗煤。

1.4.6 應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)的問題，建議采取以下應(yīng)對(duì)措施：采用帶式輸送機(jī)配犁式卸料器進(jìn)行布料，靈活簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量??；采用與活化給煤機(jī)類似的振動(dòng)給煤機(jī)，減少故障率；配置溫度、可燃?xì)怏w、煙霧、料位監(jiān)測(cè)裝置；振動(dòng)給煤機(jī)的入料口由1 500 mm×1 500 mm擴(kuò)大到3 350 mm×3 350 mm，消除堵煤或蓬煤現(xiàn)象；配置惰性氣體保護(hù)裝置，并設(shè)置排倉(cāng)系統(tǒng)，當(dāng)存煤有自燃傾向時(shí)，將筒倉(cāng)內(nèi)的煤排至露天事故堆場(chǎng)。

2 筒倉(cāng)布料與給料設(shè)施比較

某火電廠規(guī)模為2×1 050 MW機(jī)組，初設(shè)時(shí)因場(chǎng)地緊張，未采用條形封閉煤場(chǎng)，設(shè)了2個(gè)直徑110 m的圓形煤場(chǎng)，后因?qū)嵤熕弦环桨?，煤?chǎng)調(diào)整為筒倉(cāng)方案，采用3個(gè)直徑45 m的筒倉(cāng)串聯(lián)布置，每個(gè)筒倉(cāng)貯煤5萬t。電廠來煤由鐵路運(yùn)輸?shù)诌_(dá)電廠鐵路專用線，采用翻車機(jī)系統(tǒng)作為卸煤設(shè)施，卸下的煤從翻車機(jī)室經(jīng)帶式輸送機(jī)送往各筒倉(cāng)。

2.1 筒倉(cāng)的布置方案

方案1：煤場(chǎng)設(shè)備采取堆取分離的方式，煤場(chǎng)頂部為堆煤區(qū)域，煤場(chǎng)底部為取煤區(qū)域。布料設(shè)備主要由堆煤帶式輸送機(jī)、犁式卸料器組成；給料設(shè)備主要由振動(dòng)給煤機(jī)、取煤帶式輸送機(jī)組成。筒倉(cāng)頂設(shè)3條帶式輸送機(jī)，中間的帶式輸送機(jī)比較常用，兩邊的帶式輸送機(jī)使用頻率稍低。筒倉(cāng)地下設(shè)3條帶式輸送機(jī)，分別設(shè)5，7，5臺(tái)振動(dòng)給煤機(jī)，每臺(tái)出力400～700 t/h，給料時(shí)2～3臺(tái)振動(dòng)給煤機(jī)同時(shí)給料，以減少筒倉(cāng)的側(cè)壓力。振動(dòng)給煤機(jī)采用自動(dòng)化控制，完全實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，無人值守。

表1 A，B，C廠筒倉(cāng)運(yùn)行情況對(duì)比

表2 筒倉(cāng)布置方案技術(shù)對(duì)比

方案2：堆煤設(shè)備主要由卸料小車、環(huán)形布料機(jī)、堆煤帶式輸送機(jī)組成，取煤設(shè)備主要由環(huán)式給煤機(jī)、取煤帶式輸送機(jī)組成。筒倉(cāng)頂設(shè)2條帶式輸送機(jī)。環(huán)形布料機(jī)可雙向運(yùn)行，且有2個(gè)輸送半徑，使布料點(diǎn)成為由大小兩個(gè)同心圓組成的雙環(huán)。這種形式落料連續(xù)、均勻，充滿系數(shù)大，能使筒倉(cāng)的沖滿率達(dá)到95%，對(duì)倉(cāng)壁側(cè)壓均衡。環(huán)形布料機(jī)采用全密封結(jié)構(gòu)，可有效降低粉塵污染。該形式雖然系統(tǒng)布置復(fù)雜一些，但能夠有效提高筒倉(cāng)的充滿系數(shù)，對(duì)倉(cāng)壁的側(cè)壓均勻，有利于筒倉(cāng)的安全運(yùn)行。

2.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

2種方案的技術(shù)對(duì)比見表2。根據(jù)表2可知，方案1和方案2都是可行的，二者占地面積相同，只是方案1筒倉(cāng)充滿程度與出料均勻性稍差，但設(shè)備維護(hù)方便，檢修場(chǎng)地相對(duì)較大。方案1布料設(shè)施與給料設(shè)施故障對(duì)筒倉(cāng)運(yùn)行的影響不大，筒倉(cāng)運(yùn)行的靈活性較好，可靠性也高，從技術(shù)層面而言，方案1占優(yōu)。

2種方案的經(jīng)濟(jì)性比較見表3。由表3可知，方案1與方案2投資相差1 332萬元，就經(jīng)濟(jì)性而言，方案1更優(yōu)。

表3 筒倉(cāng)布置方案經(jīng)濟(jì)性比較萬元

3 結(jié)語

在對(duì)大型筒倉(cāng)的布料設(shè)施和給料設(shè)施調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合某火電廠實(shí)際情況，給出2種筒倉(cāng)布置方案。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度衡量推薦采用方案1，即：在筒倉(cāng)頂部布置3條帶式輸送機(jī)，采用犁式卸料器布料，倉(cāng)底采用振動(dòng)給煤機(jī)給料，每個(gè)筒倉(cāng)配置17臺(tái)振動(dòng)給煤機(jī)。該方案使得筒倉(cāng)運(yùn)行更加靈活、可靠。

[1]周留才.石景山熱電廠超大型貯煤筒倉(cāng)的設(shè)計(jì)[J].華北電力技術(shù)，1999，（4）:4-6.

[2]王維，王立娟.大型貯煤筒倉(cāng)給煤設(shè)備的應(yīng)用及選型[J].硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2013，（5）:20-22.

[3]張萬山，揚(yáng)穎.筒倉(cāng)卸煤設(shè)備活化給煤機(jī)與環(huán)式給煤機(jī)的技術(shù)比較[J].露天采礦技術(shù)，2013（8）:71-73.

（本文編輯：方明霞）

Application and Selection of Distributing and Feeding Facilities of Large Coal Silo

Qian Ximing
（CEEC Zhejiang Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Hangzhou 310012，China）

By investigation on the application of large coal silo，the paper compares the selection and operation effect of distributing and feeding facilities.Due such narrowness of thermal power plant that neither bartype coal field nor circular coal field can be designed，the paper presents two silo distribution schemes.After the study，it recommends scheme 1 of setting 3 belt conveyors on the top of the silo，adopting plough type tipper for coal distributing and using vibration coal feeder at the bottom of the silo for coal feeding.There are 17 vibration coal feeders set for each silo.The scheme improves the silo operation flexibility and reliability.

coal field；silo；distributing facility；feeding facility；unloading

TM621.7

：B

：1007-1881（2016）07-0057-04

2016-04-28

錢錫銘（1965），男，高級(jí)工程師，從事運(yùn)煤設(shè)計(jì)工作。