大型火电厂圆形封闭煤场与条形封闭煤场形式的比较.pdf

大型火电厂圆形封闭煤场与条形封闭 煤场形式 的 比较 李建华 田丽洁 1华电重工股份有限公司 北京 1 0 0 0 7 7 2华北电力设计院北京1 0 0 1 2 0 摘要详细介绍 目前国内火电厂运煤系统常见的圆形封闭煤场和条形封闭煤场。结合天津某电厂实例方 案分析 ，对两种贮煤设施进行了技术经济性能比较 ，提出贮煤设施。 关键词环保 ；大型燃煤电厂 ；圆形封闭煤场 ；条形封闭煤场；堆取料机 中图分类号T M 6 2 1 ． 7 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 4 0 8 0 0 0 4 04 Ab s t r a c t T h e p a p e r d e t a i l s t h e c o mmo n c i r c u l a r a n d r e c t a n g u l a r c l o s e d c o a l y a r d s i n t h e c u r r e n t d o me s t i c t h e r ma l p o w e r p l a n t s ． C o mp a r i s o n o f t e c h n i c a l a n d e c o n o mi c a l p e r f o r ma n c e s i s ma d e b e t w e e n t h e s e t wo c o al y a r d s wi t h c e r t a i n p o we r p l a n t i n T i a n j i n a s a n e x a mp l e，a n d t h e o p t i ma l c o a l s t o r a g e f a c i l i t y i s a l s o p u t f o r wa r d ． Ke y wo r d s e n v i r o n me n t al p r o t e c t i o n ； l a r g e s c ale c o a l f i r e d p o we r p l a n t ； c i r c u l a r c l o s e d c o a l y a r d ； r e c t a n g u l a r c l o s e d c o a l y a r d；s t a c k e r r e c l a i me r 随着 电力工业迅速发展 ，火 电厂单机容量 向 高参数 、大机组方向发展 ，为确保机组燃煤需求 ， 火 电厂燃煤贮存规模也逐步 向大容 量发展。同时 环保要求不断提 高，火力 发 电厂煤场形式 的选择 对工程 的 占地 面积、环保、投 资等方面有重要影 响。本文 以正在筹建 可行性研究 阶段 的天津 华 电南疆某 电厂为例 ，详述 国内常见的 两种封 闭 式贮煤场圆形煤 场和封 闭条形煤 场，并对其 进行技术经济 比较 ，得出的结论可为贮煤场选 型 和设计提供参考。 1项 目概况 天津华 电南疆热 电厂位 于天津市塘沽 区南 部 李港铁路 与津 晋高速交叉点 以南 区 域 ，位于 塘 沽 区南 部新 规 划 区 内， 区域周边均有 城市规 划道路 ，厂址 范围现状均 为盐场储 水池 ，池 壁顶 标高约2 ． 0 m，池深约 2 ． 0 I n 。地质 条件易发生沉 降 ，地基 需要打桩 等 处 理 。 华电南疆热电厂本期新建 2 3 0 0 M W 级燃煤供热机组 ，燃煤采用 铁路运输进 厂。本期 厂 内建设 一套 独立 的运煤系统 向 2 3 0 0 MW 级机 L 组供煤 。本文就运煤 系统 中储煤场 的环保性和可 靠性等对两种不同型式的煤场进行分析。 1 ． 1 圆形煤场方案 圆形封闭式煤场近年来在大 型火力 发 电厂得 到应用 ，在 引进初 期 ，由于采 用进 口设备 、土建 结构形式繁杂 等，设 施投资 非常高。近年来 ，通 过对新技术 进行 消化 吸收、土建 结构 设计优 化 、 主要设备 国产化 ，圆形封 闭煤 场的投 资 已经大 幅 度 降低 。 按 2 3 0 0 MW 级国产燃煤供热机组进行设计 ， 考虑来煤铁路等级和锅炉耗煤量 ，本 方案 中储煤 场设置容量约为 1 4万 t 圆形煤场 。圆形煤场 的结 构见图 1 。 图 1 圆形煤场结构 图 起重运输机械 2 0 1 4 8 圆形煤场主要结构 的特点 1 堆取料 机 由悬臂 式 堆料 机 、刮板 式取 料 机 、中心立柱和辅助 电气系统等构 成。堆取 料机 的中心立柱处 于圆形煤场 的中心，是堆取料 机 的 重要钢结构件 ，既承受着各 主要部件及输送 进入 圆形煤场带 式输送 机栈桥 的载荷 ，又是各部 件 的 安装 中心。中心立柱 的顶部与进入 圆形煤 场 的带 式输送机栈桥相接 ，作为栈桥载荷 的一个 支承点。 带式输送机的头部落煤斗下 口与中心立柱顶部的 落煤管采用法兰连接，通过其下部的导料管道将 煤输送到堆料机 的悬臂带式输送 机上。中心立柱 下部设有一个 圆锥形料斗和 3个互成 1 2 0 。 的钢支 腿。进入圆形煤场 的物料通过悬臂 带式输送机 头 部卸煤，直接堆 向煤场。在头部卸煤 口两侧设有 物料料位探头 ，当煤堆顶 面触及探头 时 ，表 明料 堆已达到设定极 限高度 ，堆料机 回转 一定角度进 行斜坡堆料直至堆成 环形料堆。刮板 式取料机位 于中心立柱 的下部煤 场地面上 ，以中心立柱 为 回 转 中心 。刮板式 取料机 的框架结构 采用箱型梁 或 桁架式 ，刮板固定在 双链 条机构上 ，通过尾部 的 双电机驱动链 轮作循 环运动 ，由刮板将堆料 机下 部的煤刮人到中心立柱下部的圆锥形煤斗内。 2 取料机 中部靠近前端位置 的两 侧 ，设置 了高低位 置不 同 的两组物 料 探头 ，主要作用 是确定 取料 机 的位置 是否符合 取料 范 围的要求。取料 机 的 俯仰通 过设 在 中心立 柱 附近的卷筒 带 动钢丝绳伸缩来实现。 3 堆取料机上 的洒水抑尘系统 由 水箱 容 积不 小 于 3 0 m i n洒 水 用 水 量 、加压泵 、过滤器 、手 动阀 、电动 阀 、自动 泄 水 阀、止 回 阀、流 量 计 、 压力表 、水 位表 、洒水 喷嘴 组 和连接 管道组构 成。悬 臂堆 料输送 带机 头部 用 P L C程序化控制 ，具 有机上就近控制 和集 中控 制室远程控制两种工作 方式 ，在料场 内的四周设 有摄像头 ，并 在程控室设有监视器 ，便于运行人 员在程控室 内对料场进行监视 和操作 。料场 回取 率可达 9 5 ％ ，机械覆盖率高 。 3 堆 、取料机各 自独立作业 ，堆、取料机检 修时互不影 响 ，设备更加安 全可靠 ，更大程度地 提高了系统设备的利用率 。 4 建设 占地 面积小 ，场地利用率高。土石方 量比长形料场降低很多。 5 可 避 免 恶 劣 天 气 对 储 煤 厂 安 全 运 行 的 影 响 。 6 可实现 “ 先进先 出”的堆取料作业运行原 则 ，按照煤 的 自燃周期及 时更新 ，有效 防止煤 堆 自燃 。取料机能基本取净 煤场 内的煤 ，死 角余 煤 量少 ，煤场辅助作业工作量小 。 如图 2 ，本方案采用 1座有效直径 为 1 2 0 m 的圆形储煤场 ，挡煤墙 的高度为 1 2 m，最大储煤 量为 1 4万t ，可供电厂燃用 2 2 d左右。煤场配备 圆形堆取料机 ，堆料能力 Q1 5 0 0 t ／ h ，取料能力 Q5 0 0 t ／ h 。堆 、取 料 作 业 可 独 立 进 行 ，互 不 干涉 料斗下 口外侧 周 围喷嘴组 喷水形 成伞 状水幕 ，将 堆料产生 的煤粉尘控制在水幕 内。 4 取料机 中部平 台处设有堆取料 机司机室 ， 可在司机室 内控制堆取 料机 的运行 。另外 ，在远 程控制室同样可以监测控制堆取料机的作业 。 圆形煤场主要优点 1 外形美观 ，环保性能突出。 2 技术先进、程控水平高。整个煤场全部采 起重运输机械 2 0 1 4 8 图2 直径 1 2 0 m圆形煤场尺寸简图 为保证取料带式 输送机输 送能力 的稳定 ，在 圆形煤场下方 的煤斗与带式输送机导料槽 之间设 置了变频振动给料机 。为避免设备故障影 响原煤 仓上煤 ，圆形 煤场 中部设有一个 应急煤斗 ，用 于 取料机故障时为取料带式输送机上料。 考虑各种管道 、绿化等空 间，圆形煤场 的总 直径约 1 4 0 m，用地面积 1 5 3 9 4 m 。 1 ． 2 条形封闭煤场方案 封闭条形煤场有两种形式 1 整个条形煤场 一 5 一 完全封闭 ；2 贮煤场设置挡风抑尘网。本工程采 用完全封 闭的条形煤 场 ，煤场 四周设 置挡煤 墙 ， 在挡煤墙上横跨整个煤场搭建拱壳式钢结构 网架 ， 钢 网架外挂 彩钢板 。煤场 两端设 置 电动卷 帘 门， 以方便汽车或推煤机等进出煤场。 全封闭条形封闭煤场储煤量约为 1 2 ． 51 0 4 t ， 可供 2 X 3 5 0 M w 机组燃用约 2 0 d 。煤场安装 1台 斗轮堆取料机。斗轮堆取料机堆料能力为 1 5 0 0 t ／ h，取料能力 为 5 0 0 t ／ h ，臂长 3 5 m。煤场配有 推 煤机作为整理煤场 的辅助设备。考虑通行道 路空 间，封闭条形堆场 的 占地 面积 为 1 1 0 m 3 0 0 m， 堆场总占地面积为 3 3 0 0 0 m 。由于厂址地处沿海 区域 ，且现状均为盐场储水 池，地基处理费用 高 ， 所 以占地面积越大 ，投资越多。 2 两种煤场方案比较 条形封闭煤场与 圆形煤场方案 主要技术 条件 比较见表 1 。 表 1 两种煤场 主要技术条件 比较 项 目 条形煤场 圆形煤场 储煤方案及 建设一座条形封闭煤场 ，设置 l台悬臂式斗 建设 1 座直径 1 2 0 m球形储仓。储煤量 1 2 轮堆取料机 ，臂长 3 5 m。储煤量 1 2 ． 51 0 t ， 贮煤量 x1 0 t ，满足 2台机组约2 0 d 用煤量。 满足 2台机组约 2 0 d用煤量 。 储煤场用地面积 3 3 0 0 0 m 1 5 3 9 4 m 煤场设 1台斗 轮堆 取料 机作 为 常用 设施 ，当 圆形煤场 内设有 2个 事故下煤 斗 ，当取料 斗轮堆取料机发生故障或检修时，采用推煤机 机故障或检修时，事故下煤斗投入运行，且 系统可靠性 通过地下煤斗向系统供煤。系统可靠性有一定 可作为煤场的掺煤设施，自动化程度高 ，系 保证，但 自动化程度不高。 统可靠性高。 为防止燃料堆存过久引起 自燃和氧化消耗能 量，煤堆要定期进行翻烧 ，由此造成煤场实际 煤仓内物料充满系数较高，约 7 5 ％，煤仓 煤场容积利用率 堆存面积减少。另外还需要 留出推煤机作业 的 容积有效利用率较高。 场地和通道 ，降低了煤场容积利用率。 利用斗轮机进行 自然堆存的情况下 ，煤堆 的 原煤依靠取料机作业在仓内流动。底部燃 原煤流动性及 回取率约为6 7 ％。其余需采用推煤机辅助作业， 料整体出料，不易结拱 、堵塞。煤场内部充 成分损失 存煤无法做到真正意义上的 “ 先进先出” ，易形 满度较高，存煤不易氧化。料场回取率可达 成部分存煤长期滞留煤场 ，热值损失严重。 9 5 ％，机械覆盖率高。 煤棚内设置消防设施，可直接观察煤场的安 薄壳球拱形，整体式结构。结构体安全性 安全性 全状况。但煤棚 内存在通风除尘不 良问题，工 较高。采用全密闭结构，并设有温度、可燃 作人员作业环境差。 气体等监测报警装置和通风除尘装置。 采用单台斗轮机，堆取作业 时易造成扬尘， 进料带式输送机直接堆料 ，取料机取料， 煤场设备 需进行喷水抑尘 。斗轮机和推煤机都需要司机 取煤设备 机上操作，工作环 境恶劣。斗轮机 大修时 间 设备 自动化程度高。事故煤斗作为备用。设 备检修时间短。 较长 。 斗轮机、推煤机维护量较大。设备及配件为 场内无设备，取料设备直接布置在仓底 ， 运行维护 设维护通道。通道两端设有检修起吊设备， 国产产品 。 维护量较小。 一 6 一 起重运输机械 2 0 1 4 8 续表 l 项 目 条形煤场 圆形煤场 存煤按照 “ 先进先出” 自然更新的原则， 煤场周围设置消防栓 ，燃煤局部 自燃时，浇 把存煤时间控制在其 自燃周期内。燃煤局部 煤场消防 自燃时，有温度检测和消防喷淋装置 自动喷 水并采用推煤机压实 。 水灭火 ，或 运 行 该 区域 取 料 机 ，实 现 局 部 取料 。 煤场采用拱形煤棚，但无法全密封 ，仍然有 圆形煤场为高度密封结构，不漏粉尘 ，环 环保条件 部分粉尘污染环境。 保条件非常好。 外观造型 一般 圆形结构，外形美观。 方案造价 约7 4 8 0万元 约 7 5 5 0万元 含土建及安装费用 3 结论 两种方案 均可满足环 保要求 ，圆形煤场 建设 投资略高于条形封 闭煤场 。但是 ，封闭式 圆形煤 场的环保性 及美观性突出 ，同时系统采用 的设 备 先进 ，自动化程度 高 ，煤场堆煤 回取率 和场地利 用率高，从而能够有效节约煤炭资源和项 目用地。 因此 ，推荐 圆形封 闭煤场形 式作为海滨燃 煤 电厂 贮煤场的首选方案 。 参考文献 [ 1 ]D L／ T 5 1 8 ． 1 2 0 0 4 火力发电厂运煤设计技术规程第 1部分运煤系统[ S ] ．北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ]D L／ T 5 1 8 7 ． 2 2 O 0 4 火力发电厂运煤设计技术规程 第 2部 分煤尘 防 治 [ S ]．北 京中 国电力 出版 社 ，2 0 0 4 ． [ 3 ]D L 5 0 0 0 --2 0 0 0 火力发电厂设计技术规程[ S ] ．北京 中国电力出版社 ，2 0 0 0 ． [ 4 ]罗宇东，谭卫国 ．燃煤电厂新型方形全封闭煤场与现 有煤场形式的比较[ J ] ．广东电力， 2 0 0 7 ，2 0 5 5 4 5 7． 作 者 田丽 洁 地 址 北京市西城区黄寺大街 甲2 4号华北电力设计院 工程有 限公司 邮 编1 0 0 1 2 0 收稿 日期 2 0 i 31 21 7 国内首条大输送量气垫带式输送机问世 由国内联合研制开发的4 3 0 0 t ／ h深槽型大输送量气垫带式输送机产品样机日前通过了中国机械工业联合会组 织的技术成果鉴定。其研制的成功，填补 了国内空白，主要技术性能达国际先进水平。 深槽型大输送量气垫带式输送机项目于4月完成研究工作，并成功研制出国内首条 B 1 8 0 0气垫带式输送机，输 送量达到4 3 0 0 t ／ h ，可轻易直接进行重载启动，节能环保，低碳高效，完全符合低碳时代对环保的高要求。沿程阻 力损失指标仅为 0 ． 2 0 ． 4 P a ／ m 国际先进指标为 0 ． 8 P a ／ m ，其技术水平已居国际领先地位。 深槽型大输送量气垫带式输送机成功地将设计理论的创新、设计方法的创新、节能孔布置的创新、气箱结构 的创新、风源装置的创新 、清料装置的创新、节流孔孔径的创新、盘槽槽角设计的创新等 8大创新技术有机地融入 设计 中。 按节能 2 0 ％、胶带使用寿命延长2 3倍、节约维修费用 7 5 ％计算 、如果 B 1 8 0 0大输送量气垫带式输送机的销 售量为 1 0 0 k m，则年节省费用 1 亿元，经济效益显著 ，具有极大的市场推广价值。 起重运输机械 2 0 1 4 8 1