浅谈燃煤热电厂输煤系统干煤棚设计方案的优化改进

刘凌

刘凌

东南大学建筑设计研究院有限公司电力工程设计研究分院江苏南京210096

摘要：本文阐述了热电厂干煤棚地下廊道上煤方式的问题，并提出可行的解决方案；另外为提高储煤量，简要介绍了一种新型卸煤设备——桥式堆料机。

关键词：圆形煤场干煤棚地下廊道高位上煤斗桥式堆料机

0引言

热电联产企业是国内外所共知的节能企业。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中对能源问题给予高度重视，在“纲要”第六篇“建设资源节约型、环境友好型社会”中提出十大节能重点工程，其中第二项就是“区域热电联产：发展采用热电联产和热电冷联产，将分散式供热小锅炉改造为集中供热”。

作为节能企业，热电联产企业从厂址选择上就要考虑节能。企业在厂址选择时要考虑的因素有：应研究电网结构、电力和热力负荷、燃料供应、水源、交通、燃料及大件的运输、贮灰场、出线走廊、地震、地形、水文、气象、环境影响、占地拆迁和施工等条件，通过全面的技术经济比较和经济效益分析，才能得出最优的方案。作为热电厂的设计单位当仁不让的成为发展热电联产事业的“急先锋”，配合企业投资人从项目的可行性研究阶段开始，做好热电联产的设计工作。

1优化输煤系统方案的必要性

除了节能，设计单位同时也要替企业投资人考虑节约一次性投资成本、保证各工艺流程运行的安全性、可靠性、先进性等问题。作为常规燃煤热电厂的必备辅助系统——输煤系统的方案设计，也需同时考虑上述问题的兼容性。

在燃煤热电厂设计中，与其它专业相比较，输煤系统算是最简单的工艺系统，仅是利用若干条皮带式输送机及相关机械设备（犁式卸料器等）接力将燃煤从储煤场、煤码头或火车站等地输送至锅炉房煤仓内，其间根据燃煤在锅炉内燃烧的粒度要求（流化床锅炉进炉粒度要求≤8～13mm，煤粉锅炉球磨机进料粒度要求≤30mm）设置碎煤机室，内设筛分机和碎煤机等设备。

在一个燃煤热电厂项目的可行性研究和初步设计阶段，一般要求做2、3个总平面布置方案，而方案之间的主要区别就是输煤系统布置方案的不同。另外输煤系统作为一次性建设的系统，必须按照项目的规划规模做一次性规划设计，留有的扩建余量不大。相同规模的2个热电厂，往往因若干因素几乎不可能做到用地面积和轮廓一模一样，因此，各专业（主要是工艺、建筑、结构设计等）与输煤系统有关的设计是热电厂设计中套图率最低的。所以，设计一个合理、高效的输煤系统方案，可以大大提高燃煤热电厂节能效果，并能帮助项目投资人节省初投资费用。

2贮煤场的优化

输煤系统中的贮煤场对于电厂的作用不言而喻，它就是电厂的“粮仓”。无论是发电厂还是热电厂，从项目立项开始设计的方案中就力求贮煤场面积和储量的最大化。南方地区自经历了2008年初因大雪灾导致的煤荒后，新建热电项目的投资人更加认识到贮煤场的重要性。下面就输煤系统中的干煤棚设计方案的优化改进提出自己的一些想法。

2.1圆形煤场

目前在大型燃煤发电厂的输煤设计中，比较流行设计圆形煤场作为储煤设施。圆形煤场有如下优点:

1、封闭式大储量圆形煤场系统采用环形混凝土挡墙，钢结构空间网架穹顶，内部设置围绕中心柱回转的悬臂堆料机和半门架式俯仰刮板取料机，整体设计合理，运行平稳可靠。

2、该煤场系统的建设占地面积小，单位面积存储量大，场地利用率高。

3、该煤场系统在存储和取料过程中，无粉尘外逸，环保性能好。

4、该煤场系统采用程序集中控制，自动化程度高，可实现现场无人值守，全面提升整个系统的控制水平。

2.2传统干煤棚上煤方式

传统干煤棚为一条形建筑，一般为双排柱建筑，柱距设为6m或9m；跨度为3的倍数，经常采用的跨度为27m～36m；内设5t级或10t级电动桥式抓斗起重机，用于燃煤的堆取。干煤棚内的传统上煤方式通常为在干煤棚内设置1条皮带机地下廊道，廊道上方设置若干上煤斗，顶标高一般高出地面50cm，均布于干煤棚内，上煤流程为：电动桥式抓斗起重机（或装载机）→上煤斗→振动给煤机→皮带机。我所2006年之前设计的项目干煤棚内多采用这种上煤方案，通过工程回访以及与其他专业进行的业务交流的结果，发现有以下问题：

1、因热电厂自身的污染、噪音等问题，厂址多选在城郊偏远地区，地质条件都不是很好。我院设计的阜宁澳洋热电工程就发生了干煤棚因地面沉降导致桥式抓斗起重机轨道间距改变、起重机无法正常使用的情况。

回访中发现有些项目的地下廊道墙壁有开裂情况，渗水问题也比较普遍。结构专业设计人员分析建筑基础是以地质钻探报告为依据设计的，但钻孔密度有限，若碰到地质条件很差的地区，像地下廊道这种建筑的基础就有可能因沉降问题导致墙壁断裂；渗水问题则与地下水位有关，地下廊道底座标高一般都要设计到-5m，很难避免渗水情况的发生。

2、有些项目干煤棚较长，地下廊道的设计长度也相应的加长，这就需暖通专业设计通风设施以保证廊道内空气流通。但地下廊道为输送燃煤设计，振动给煤机给料和转运过程势必会产生大量扬尘，在地下廊道这种密闭空间内如不及时处理，一则污染空气，二则粉尘浓度过高会产生爆燃，存在安全隐患。

3、地下廊道设计定位如与干煤棚立柱较近，基础会互相影响。我院设计的某热电项目，因工期和工序的问题，干煤棚立柱先期进行打桩，地下廊道待干煤棚进行地面以上结构施工时才进行开挖，结果导致部分干煤棚排柱的桩因填土松动导致倾斜，后来通过补桩才得以解决。

2.3干煤棚桥式堆料机

另外，我院在洪泽一个热电项目干煤棚的设计中，采用了一种“新型”的卸煤设备——桥式堆料机。该设备借鉴了粮食仓库中装卸袋装粮食机械设备的技术，由若干皮带机、皮带机卸料小车、常规桥式抓斗起重机的大车组成，大车中部悬挂一段可360°旋转的输送带，输送带长度由干煤棚跨度决定，略小于跨度尺寸的一半。具体作业流程为：来煤→皮带机（干煤棚高位平台上）→皮带机卸料小车（安装在桥式堆料机上，与其同步行走）→皮带机（桥式起重机大车上，送至大车中部）→可旋转输送带→干煤棚内储煤区。该设备最大的优点就是，在干煤棚储煤区内堆煤不留死角，几乎可以达到干煤棚的理论储煤量。

3结语

上述燃煤热电厂输煤系统干煤棚的优化改进方案，都是在传统、常规的工艺流程和机械设备基础上，根据新形势的需求重新进行的优化组合，这些还都需通过实践的检验。这就需要我们设计人员要坚持工程回访工作，及时了解热电厂实际运行的情况，发现问题，并在后面的工程设计中解决问题，并要做到与时俱进，根据新形势的需求优化我们的设计方案，积极贯彻并落实“安全可靠、经济实用、符合国情”的电力建设基本方针和原则，推广先进、可靠成熟的运煤技术，注重节水、节地、节能和环境保护。

参考文献

（1）《小型火力发电厂设计规范》（DL50049-2011），中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布。

（2）《火力发电厂运煤设计技术规程第一部分：运煤系统》（DL/T5187.1-2004），中华人民共和国国家发展和改革委员会发布。