對(duì)遠(yuǎn)離煤源且多雨地域火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)的思考

馬銘

[摘 ?要]火力發(fā)電廠的選址的問題一直都頗為嚴(yán)格且復(fù)雜，并不光是看其與煤源的距離，以是出于多方面的思量，并不是全數(shù)電廠都是坑口電廠，并且有的電廠距離煤源點(diǎn)較遠(yuǎn)，且處在多雨地域。對(duì)于此種類型的火力發(fā)電廠，再加以思量行業(yè)內(nèi)廣泛盛行的混煤燃燒方式，其輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常必須要進(jìn)行多方面的考量，在確保落實(shí)安全生產(chǎn)的條件下，要保證輸煤保障有力，運(yùn)行省力可靠，為建設(shè)投資節(jié)流。本文對(duì)輸煤系統(tǒng)及與其相關(guān)的主要機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并且針對(duì)煤源距離較遠(yuǎn)且降雨量大地域的火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)提供了參考建議和方案。

[關(guān)鍵詞]發(fā)電廠 ?輸煤系統(tǒng) ?煤場(chǎng) ?筒倉(cāng)

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0285-01

1 輸煤系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 輸煤系統(tǒng)及其作用

眾所周知，火力發(fā)電廠的任務(wù)是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、機(jī)械能且最終轉(zhuǎn)換為電能。輸煤系統(tǒng)并不直接參加能量轉(zhuǎn)化過程，它的目的是將廠外來煤經(jīng)過卸煤儲(chǔ)存、破碎混配等環(huán)節(jié)將煤最終送入鍋爐制粉系統(tǒng)。輸煤系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)過程中最基本且最重要的環(huán)節(jié)之一，是火電廠有力的“后勤保障”，沒有輸煤系統(tǒng)，火電廠就沒有“食糧”，也就不能進(jìn)行電能的生產(chǎn)。

1.2 輸煤系統(tǒng)的范圍

輸煤系統(tǒng)的占地面積非常之大，甚至達(dá)到全廠面積的四分之一，投資大約為全廠投資的十分之一[1]。那么它包括廠外來煤及卸煤、煤場(chǎng)儲(chǔ)存、破碎篩分、雜物清除及計(jì)量取樣、皮帶輸送等相關(guān)的機(jī)械設(shè)備。對(duì)于多數(shù)燃燒多煤種的電廠，它還有著混煤的任務(wù)，根據(jù)氣象條件，有時(shí)帶有干煤棚、筒倉(cāng)、解凍裝置等設(shè)施。

1.3 輸煤系統(tǒng)流程概述

廠外來煤主要方式有：鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸、長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸，甚至還有架空索道運(yùn)輸及管道運(yùn)輸[2]。拿應(yīng)用最多的鐵路運(yùn)煤來舉例說明下輸煤系統(tǒng)的大概工作流程，廠外煤運(yùn)到電廠后，首先經(jīng)過軌道衡進(jìn)行計(jì)量，然后就把火車皮送到卸車裝置處將煤卸下，卸下的煤經(jīng)過帶式輸送機(jī)送往鍋爐的原煤倉(cāng)（或者送往儲(chǔ)煤場(chǎng)暫時(shí)儲(chǔ)存起來，隨后經(jīng)過帶式輸送機(jī)送往鍋爐的原煤倉(cāng)）。在去往原煤倉(cāng)的過程中，經(jīng)過磁鐵分離器和木塊分離器除掉煤炭中摻雜著的鐵塊和木塊，經(jīng)破煤機(jī)將煤破碎成30～50mm以下的小煤塊，再經(jīng)電子皮帶稱重儀和取樣裝置記錄下運(yùn)向鍋爐的原煤量和提供化驗(yàn)樣品，然后送往鍋爐煤的煤倉(cāng)間，通過配倉(cāng)裝置進(jìn)入鍋爐制粉系統(tǒng)。若鍋爐需要混煤燃燒，系統(tǒng)中還要專設(shè)混煤裝置。

2 輸煤系統(tǒng)主要設(shè)備

2.1 卸煤及受煤

卸煤設(shè)備是把煤從車皮或船里卸下來的機(jī)械，而受煤裝置指的是接受和轉(zhuǎn)運(yùn)煤炭的設(shè)備及其構(gòu)筑物[4]。卸煤設(shè)備的卸煤速度要快，而且盡量應(yīng)該干凈徹底，再者，不能將火車皮或船刮損。卸煤設(shè)備主要有螺旋卸車機(jī)，翻車機(jī)及自卸式底開車。

螺旋卸車機(jī)適合卸小塊的煤，對(duì)于凍煤也有一定的適應(yīng)能力，缺點(diǎn)是不能干凈徹底，需要人工配合打掃殘底。翻車機(jī)將車廂翻轉(zhuǎn)卸煤，分為轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)、側(cè)傾式翻車機(jī)，它效率高，機(jī)械化程度高，卸煤量大，主要缺點(diǎn)是對(duì)車皮有一定的損壞。自卸式底開車是鐵路煤炭運(yùn)輸?shù)膶Ｓ密嚕睹核俣瓤?，省人力省電能，卸煤徹底而迅速?/p>

受煤裝置肯定要有足夠大的容量。與螺旋卸煤機(jī)配套的是棧臺(tái)或地槽受煤裝置，翻車機(jī)受煤裝置可采用帶有箅子的受煤斗，而底開車受煤裝置一般采用長(zhǎng)縫煤槽受煤裝置。

而對(duì)于水路來煤，主要卸船機(jī)械為鏈斗式卸船機(jī)、自卸煤船、翻船機(jī)及門式抓斗繩索牽引式卸船機(jī)。對(duì)于距離煤礦較近的電廠，還可以采用長(zhǎng)距離皮帶輸送機(jī)進(jìn)煤。另外對(duì)公路、架空索道、管道來煤及相關(guān)設(shè)備，感興趣的讀者請(qǐng)查閱相關(guān)資料自行了解，此處不做詳述。

2.2 儲(chǔ)煤場(chǎng)及煤場(chǎng)機(jī)械

為防止廠外來煤中斷而影響電力生產(chǎn)，除了經(jīng)過專題論證能確保發(fā)電廠供煤不間斷外，各電廠都設(shè)有儲(chǔ)煤場(chǎng)，其有圓形、條形和扇形之分。如果在南方多雨地區(qū)，還有根據(jù)具體條件設(shè)置干煤儲(chǔ)存設(shè)施，若需要設(shè)置，其容量不應(yīng)小于3天的耗煤量。

煤場(chǎng)機(jī)械主要有橋式抓斗機(jī)（裝卸橋）和斗輪式堆取料機(jī)兩種，它們是重要的煤場(chǎng)機(jī)械。前者運(yùn)輸量大，堆煤高度高，但投資費(fèi)用高，金屬耗量大。后者出力大且能夠連續(xù)作業(yè)，工作效率高，所以在大型電廠得到了廣泛應(yīng)用。

2.3 篩分破碎及輸送

原煤一定要經(jīng)過破碎、篩分、研磨等過程才能達(dá)到鍋爐要求的粒度[6]，篩分破碎設(shè)備一般一同布置在碎煤室。煤篩將小于等于30mm的煤直接送入原煤倉(cāng)，其余部分要接受碎煤機(jī)的破碎再送入原煤倉(cāng)。煤篩通常分為滾筒篩、滾軸篩、滾動(dòng)篩、振動(dòng)篩、共振篩和概率篩。碎煤機(jī)一般分為錘擊式碎煤機(jī)、反擊式碎煤機(jī)、環(huán)式碎煤機(jī)、顎式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)。

帶式輸送機(jī)輸煤效率高，運(yùn)行平穩(wěn)且可靠，輸送既連續(xù)又均勻，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操作和維修也非常方便。它是輸煤系統(tǒng)許多設(shè)備之間的“橋梁”。

其它輔助設(shè)備如除鐵裝置、木屑分離器、計(jì)量設(shè)備等在此不做贅述。

3 遠(yuǎn)離煤源且多雨地域的火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)

本文以某遠(yuǎn)離煤源且多雨地區(qū)的2x600MW級(jí)火力發(fā)電廠（煤源及煤種變化，有混燒要求）進(jìn)行方案比對(duì)舉例。此三個(gè)方案均采用采用兩臺(tái)翻車機(jī)卸煤，一運(yùn)一備，卸車能力為25輛/小時(shí)，相當(dāng)于1500噸/小時(shí)，煤場(chǎng)均按供兩臺(tái)機(jī)組燃用20天設(shè)置，輸煤系統(tǒng)從翻車機(jī)室到主廠房的帶式輸送機(jī)全為雙路運(yùn)輸，一運(yùn)一備。

3.1 方案一

煤場(chǎng)對(duì)頭布置兩臺(tái)斗輪堆取料機(jī)，其堆料與取料的出力相等。在其中一臺(tái)斗輪機(jī)煤場(chǎng)上設(shè)置一座鋼結(jié)構(gòu)干煤棚（按供兩臺(tái)機(jī)組燃用3天設(shè)計(jì)）。因煤源及煤種變化，在煤場(chǎng)和破碎樓之前布置三個(gè)筒倉(cāng)（每個(gè)可按3200t的儲(chǔ)存量考慮），此筒倉(cāng)也可以接受翻車機(jī)來煤，而且不同筒倉(cāng)可以儲(chǔ)存不同的煤種，介時(shí)按比例取煤時(shí)，可完成混煤。筒倉(cāng)的設(shè)置還有緩沖作用，可減少煤場(chǎng)機(jī)械動(dòng)作率。

輸煤皮帶從翻車機(jī)室筒倉(cāng)采用帶寬B=1400mm，V=2.5m/s，出力Q=1500t/h的帶式輸送機(jī)，從筒倉(cāng)到主廠房煤倉(cāng)間為帶寬B=1200mm，V=2.5m/s，出力Q=1500t/h的帶式輸送機(jī)。

3.2 方案二

煤場(chǎng)布置一臺(tái)斗輪堆取料機(jī)，堆取料之出力相等，煤場(chǎng)不設(shè)干煤棚。為了適應(yīng)和應(yīng)對(duì)電廠煤源及煤種變化，在煤場(chǎng)后、破碎樓之前設(shè)置三個(gè)筒倉(cāng)（每個(gè)可按10000t的儲(chǔ)存量考慮）。筒倉(cāng)同樣可以接受翻車機(jī)來煤和煤場(chǎng)來煤，亦可以做異倉(cāng)異煤種，按比例取煤混煤之作用，也可以直到良好的緩沖作用。因?yàn)榇朔桨副确桨敢恢械耐矀}(cāng)儲(chǔ)存量大的多，已經(jīng)考慮到相應(yīng)于干煤棚可供兩臺(tái)機(jī)組3天的耗煤量，所以其可以代替干煤棚之作用。

輸煤皮帶從翻車機(jī)室筒倉(cāng)采用帶寬B=1400mm，V=2.5m/s，出力Q=1500t/h的帶式輸送機(jī)，從筒倉(cāng)到主廠房煤倉(cāng)間為帶寬B=1200mm，V=2.5m/s，出力Q=1500t/h的帶式輸送機(jī)。

3.3 方案三

煤場(chǎng)對(duì)頭布置兩臺(tái)斗輪堆取料機(jī)，堆取料出力相等。在其中一臺(tái)斗輪機(jī)煤場(chǎng)上設(shè)置一座鋼結(jié)構(gòu)干煤棚（按供兩臺(tái)機(jī)組燃用3天設(shè)計(jì)）。

輸煤系統(tǒng)從翻車機(jī)室至主廠房原煤斗整個(gè)輸煤系統(tǒng)采用帶寬1400mm，帶速2.5m/s，出力1500t/h的帶式輸送機(jī)，帶式輸送機(jī)全程分為兩路，一路運(yùn)行，一路備用，需要時(shí)亦可雙路同時(shí)運(yùn)行。

3.4 方案分析

經(jīng)過大概技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算，方案三造價(jià)最低，但不能完成混煤，運(yùn)行過程中需要保證在一定時(shí)間內(nèi)煤種變化不頻繁;方案二省去了干煤棚，煤場(chǎng)占地少，但可以實(shí)現(xiàn)混煤，雖然斗輪機(jī)僅一臺(tái)，也沒有干煤棚而省了一筆費(fèi)用，因?yàn)橥矀}(cāng)很大，土建費(fèi)用高得多，所以投資最高;方案一投資適中，可以實(shí)現(xiàn)混煤且可靠性高。

此三方案可供設(shè)計(jì)人員及業(yè)主因地制宜，按自身情況去進(jìn)行選擇。

電廠輸煤系統(tǒng)類似煤礦的轉(zhuǎn)運(yùn)及篩分破碎系統(tǒng)，但為電廠設(shè)計(jì)輸煤系統(tǒng)，需要考慮的要更加周全。這樣才能讓電廠運(yùn)行有一個(gè)最基礎(chǔ)、最有力的保障，相信輸煤專業(yè)人員努力奮斗會(huì)摸索出更好的設(shè)計(jì)方案！

參考文獻(xiàn)

[1]陳付山，孫海燕，陳運(yùn)懷， 發(fā)電廠直流冷卻水系統(tǒng)虹吸井布置方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化[J].《華電技術(shù)》.2012.12

[2]曾令剛， 濱海電廠虹吸井排水泡沫成因及治理措施 [J].《中國(guó)科技信息》.2009.12