大屯熱電廠煤場貯煤系統(tǒng)的設計思路

張寶寶

（中煤天津設計工程有限責任公司，天津 300120）

中煤大屯熱電“上大壓小”新建項目（以下簡稱“大屯熱電廠”）位于江蘇省沛縣大屯鎮(zhèn)，廠址為蕭何路與徐沛運河交口西北側(cè)。大屯熱電廠采用“上大壓小”方式建設2×350 MW 超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)機組，并同步建設煙氣脫硫和脫硝裝置，燃煤采用鐵路運輸。本貯煤系統(tǒng)屬大屯熱電廠的配套工程。

1 煤場技術要求

大屯熱電廠機組為坑口供熱機組，根據(jù)《大中型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》（GB 50660-2011）中7.3第5 條要求，本工程煤場按7 d 考慮。貯煤系統(tǒng)設置2 座圓形煤場，采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)形式[1]，配合圓形煤場堆取料機。堆取料機堆料出力1500 t/h，取料出力750 t/h。圓形煤場內(nèi)徑70 m，堆煤高度約19.5 m，貯煤量約為35 000 t/座，兩個氣膜穹頂圓形煤場共可堆煤7 萬t，滿足2×350 MW 機組7 d的需煤量。每個煤場內(nèi)設2 個煤斗，一個煤斗布置于煤場中心柱接受煤場取料機取煤，另一個煤斗作為事故煤斗。每個煤斗下設一臺出力750 t/h 的活化給料機，配合上煤系統(tǒng)出力。煤場內(nèi)的兩個煤斗不同時運作。

電廠燃料為劣質(zhì)煤、煤矸石和經(jīng)過晾曬的煤泥，其粒度為300～0 mm，呈松散狀，可采用倉儲形式。采用2 座Φ70 m 的氣膜穹頂圓形煤場，煤場內(nèi)各設置1 臺頂堆側(cè)取堆取料機。

2 煤場設計

2.1 煤場尺寸建模

根據(jù)技術要求進行設計尺寸的繪制，煤堆截面尺寸如圖1 所示，堆料機旋轉(zhuǎn)角度按220°。

圖1 煤堆截面尺寸圖

2.2 建立堆煤模型

模型法具有較好的可視性和準確性[2]。根據(jù)煤堆截面尺寸構(gòu)建煤堆計算機模型，煤堆模型如圖2。料堆通過三維計算系統(tǒng)生成煤場體積和質(zhì)量等屬性，體積約38 952 m3。物料的堆密度按0.9g/ cm3計算，儲量約35 057 t。

2.3 主要工藝設備

2.3.1 堆取料機

圓形料場堆取料機是1997 年進入中國市場的。在福建漳州后石電廠使用的料場為Φ120 m，堆料2000 t/h，取料1000 t/h，該產(chǎn)品由SCHADE 公司設計的—配重式結(jié)構(gòu)。在2000 年后，奧鋼聯(lián)公司為與SCHADE 公司競爭提出一種新型結(jié)構(gòu)—門架式。刮板堆取料機用于電廠、鋼廠、水泥行業(yè)、散料碼頭等，是對散料存儲轉(zhuǎn)運的專用設備。刮板堆取料機的主要優(yōu)點是環(huán)保、高效、節(jié)能、土地利用率高[3]。

圓形煤場內(nèi)部運營采用遠程控制，堆取料機也采用遠程控制。將傳統(tǒng)車載操作室手動作業(yè)轉(zhuǎn)變成在中央操作室進行遠程控制，來減少人力并防止倒班作業(yè)時安全事故發(fā)生，改善工人操作環(huán)境，降低勞動安全風險。圓形煤場堆取料機工作制為連續(xù)工作制，設計壽命不低于30 a。

堆料機采用水平懸臂式帶式輸送機，堆料能力為1500 t/h。帶式輸送機驅(qū)動裝置采用硬齒面減速機，配置限矩型液力耦合器合器，制動器裝置，減速機采用進口產(chǎn)品。

取料機采用懸臂式刮板取料機，取料能力為750 t/h。取料機圍繞中心柱運行，刮板輸送機全斷面取料，刮板輸送機將物料刮至中柱底部鋼制漏斗。刮板輸送機運行平穩(wěn)，驅(qū)動裝置可靠，有安全制動裝置。

2.3.2 活化給煤機

在圓形煤場煤斗采用活化給煤機進行給料，該機具有以下特點：

（1）該機適用于濕煤，避免膨倉堵倉；

（2）進料口尺寸可達3 m×3 m，采用大進口尺寸結(jié)合特殊設計的活化塊和下料曲線槽，保證了物料下落通道通暢，解決了堵煤難題，又可降低地道深度，節(jié)約土建投資；

（3）在大量給煤時，無漏煤灑煤現(xiàn)象，改善了職工的工作環(huán)境；

（4）可在線自動無級調(diào)整出料流量，下料均勻；

（5）均勻地對中給料設計防止了對帶式輸送機的沖擊。

2.4 結(jié)構(gòu)設計

貯煤系統(tǒng)為2 個Φ70 m 的全封閉氣膜球穹頂倉。氣膜球穹頂倉具有儲量大、受力好、外形美觀、自潔性能好、有利于保證工期、倉內(nèi)無死區(qū)、不利于瓦斯聚集、安全性高等特點，在選煤廠儲煤系統(tǒng)有著良好應用效果[4-5]。氣膜球穹頂倉設來煤棧橋入口留洞及底部出入大門。為滿足通風及采光的需要，在氣膜球穹頂倉中部周圈布置進風百葉窗，頂部設置直徑約10 m 的出風洞，上部設輕鋼遮雨棚圍護，遮雨棚高度約3 m。氣膜球穹頂倉采用氣膜成形，綁扎鋼筋后用噴射混凝土的方式澆筑。下部直段為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上部為半球結(jié)構(gòu)，墻面與屋面均是由鋼筋混凝土-聚氨酯泡沫-氣膜組成的外圍護體系。氣膜球穹頂倉墻體厚度根據(jù)荷載變化情況漸變布置，自底向上厚度為1000～300 mm?；A采用鋼筋混凝土基礎，環(huán)形基礎和廊道及地面以下均采用Φ500 mm 的預應力鋼筋砼管樁進行地基處理。倉內(nèi)地面下管樁布置間距根據(jù)堆煤高度調(diào)整，沿氣膜球穹頂倉徑向從煤堆的中部最高處向兩邊由密變疏，以保證后期沉降均勻。

3 效果分析

大屯熱電廠2016年6月開工建設，2018年10月，隨著40 000 t 電煤順利落入，1#圓形煤場成功實現(xiàn)受煤，為大屯熱電廠按期實現(xiàn)發(fā)電奠定了堅實基礎。2019 年1 月，貯煤系統(tǒng)順利通過江蘇省電力工程質(zhì)量監(jiān)督中心站驗收。大屯熱電廠1#、2#機組分別于2019 年1 月和5 月按照電力行業(yè)規(guī)定進行了168 h滿負荷運行，正式進入商業(yè)運行。2019年12月20日，大屯熱電廠通過竣工預驗收。

4 結(jié)語

根據(jù)大屯熱電廠工程建設背景，以生產(chǎn)系統(tǒng)的技術要求為基礎，對煤場貯煤系統(tǒng)的容量、設備、結(jié)構(gòu)等進行設計，提高貯煤設施選擇的準確性，為煤炭、電力和港口等散料裝卸設計積累了經(jīng)驗。