圆形封闭煤场工艺系统的探讨与研究

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圆形封闭煤场工艺系统的探讨与研究

摘要:本文介绍河源电厂输煤圆形煤场设备工艺、性能特点、圆形煤场自燃情

况及预防措施。本工程输煤设备的选型及其运用可以作为一个成功案例供其他大

型火力发电厂借鉴、参考之用。

关键词:圆形封闭煤场工艺自燃措施

1 概述

圆形封闭煤场工艺设备主要包括进仓带式输送机、圆形堆取料机、活化给煤机、出仓带式输送机、推煤机等;土建部分则主要包括钢网壳屋盖和钢筋砼挡煤墙、进仓栈桥、地下煤斗和出仓地道等。圆形封闭煤场相对于传统的露天煤场,

具有独特的全封闭结构形式,因而具备了优越的环保性能。同时该类型煤场采用

新型的圆形堆取料机进行堆取料作业,可实现堆取分开、并行作业的要求,工艺

系统安全可靠、运行灵活。

圆形封闭煤场

2 圆形封闭煤场技术特点

2.1 环保性能优越

圆形封闭煤场顶部全部采用钢网壳屋盖,在满足必要的通风及采光的条件下,内部空间基本不受外界环境气候的影响,有效地避免了因大风而造成的煤尘飞扬,同时也避免了燃煤堆取作业时产生的煤尘外逸,环保性能优越。

2.2 堆取分开、并行作业

圆形封闭煤场采用新型的圆形堆取料机进行堆取料作业。堆料作业由安装于

圆形堆取料机顶部的堆料悬臂胶带机完成;取料作业由安装于圆形堆取料机根部

的刮板输送机完成。堆取料作业互不干扰,可同时进行,提高了煤场作业的效率。

2.3 节省用地

圆形封闭煤场的堆取料设备先进,煤场堆煤回取率高,推煤机辅助作业的工

作强度较小。同时由于设备结构上的特点,煤堆高度通常达到30多米(普通斗

轮堆取料机煤场煤堆高度通常为13~15m),提高了空间的利用率,大大减少了

厂区占地。

2.4 运行经济性

圆形封闭煤场不受环境气候的影响,可以减少煤炭在贮存过程中因挥发、降

雨流失等原因造成的煤炭损耗。据统计资料显示,普通露天煤场因储煤挥发、降

雨流失等原因造成的煤炭年损耗量约为年储煤量的1%,(有关机构多年测算结果)当采用圆形封闭煤场后,相应的煤炭损耗可以不予考虑。

3 圆形封闭煤场的储量计算

圆形封闭煤场采用圆形堆取料机堆煤,以设备中心柱为圆心,形成一座横截

面近似锥形的环形煤堆。为保证堆煤机作业,同时便于人员进入中心柱区域进行

日常维护和检修,一般环形煤堆水平面的堆积角度为200°左右,首尾煤堆底部边

缘之间预留出宽度约4~5m的检修通道。

3.1 环形煤堆储量的三维建模

进行圆形封闭煤场的设计,首先要根据电厂项目规定的煤场存煤量选择相应

的煤场直径和挡煤墙高度。但由于圆形封闭煤场内部的环形煤堆外形不太规则,

常规数学方法无法计算其体积,可考虑采用微积分进行比较精确的计算,但过程

比较复杂、不易操作。

为了比较简易、精确地计算环形煤堆的储量,可利用AutoCAD对环形煤堆外形进行三维建模,通过AutoCAD的查询功能直接得到环形煤堆的精确体积,然后乘以相应的堆积比重和堆积系数,从而得到煤场的储煤量。

AutoCAD三维建模的方法可参阅该软件相关的书籍及使用手册,本文不再赘述。

现在很多封闭圆形煤场电厂,用一种专用煤场盘煤仪,通过红外线激光扫描

成像技术,测出煤堆体积,再乘以此煤种的密度便可得出重量,较为方便。

3.2 环形煤堆直径及储量系列

通过对一系列不同几何尺寸的煤场环形煤堆进行三维建模,逐个精确测量其

体积,换算成质量后得出下列直径-储量对应表格:

圆形煤场直径-储量对应表

注:1.堆积比重0.92t/m3、煤堆安息角38°;

2.水平面堆积角200°。

4 圆形封闭煤场整体设计

圆形封闭煤场整体设计方案的拟定主要考虑以下几个步骤:煤场储量的确定、煤场主要

几何尺寸的确定、堆取设备的选型。

4.1 确定煤场储量

煤场储煤天数一般应根据运煤设计规程,参照不同项目的来煤方式及特点来确定。若工

程有特殊要求,储煤天数也可按照设计合同的相关条款来执行。

煤场储量根据全厂锅炉小时耗煤量、日运行小时数及储煤天数计算确定。

4.2 确定煤场主要几何尺寸

据分析,在保证储煤量不变的前提下,适度增大封闭煤场直径,可有效地优化挡煤墙受

力特性而直接降低煤场的地基基础处理、砼挡煤墙工程量及费用,从而降低工程造价。因此,在初步设计阶段,工艺专业确定圆形封闭煤场直径及挡煤墙高度的原则是:

在厂区总体布置可以满足的前提下,若煤场储煤量基本相当,优先选择直径大而挡煤墙

高度低的圆形封闭煤场系列。

煤场主要几何尺寸的选择可参照第5章表5.1圆形煤场直径-储量对应表。

4.3 堆取料设备的选型

圆形堆取料机是圆形封闭煤场的主要堆取料设备。

对于设计院的设计人员而言,该设备的选型工作主要包括:确定设备的堆料出力、取料

出力、设备中心柱支撑轴承的顶标高、堆料机悬臂长度、中心柱落煤斗出口标高。

设备堆料出力、取料出力的确定

设备堆料出力应与运煤系统卸煤部分的出力相匹配,取料出力应与运煤系统上煤部分的

出力相匹配。

设备中心柱栈桥支撑面标高的确定

五、圆形煤场运行情况

1、通风情况

我厂圆形煤场自投运以来,采用的自然通风方式效果较好,空气流动较顺畅,侧墙上的

入风口吸风效果明显,风流组织好,煤场内的可燃气体能够顺利地通过侧、顶部排风口排出,从未发生过可燃气体集中、浓度过高的情况,并且煤场内的粉尘也不会从侧墙上的入风口反

向逸出。

2 自燃情况

2009年1月我厂A圆形煤场储煤自燃情况发生严重,自燃煤种为伊泰煤,主要现象为煤堆局部冒白烟,煤堆表面发生明火。经过紧急措施处理,未影响电厂的正常安全生产。主要

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