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[摘 要]火力发电厂的选址的问题一直都颇为严格且复杂,并不光是看其与煤源的距离,以是出于多方面的思量,并不是全数电厂都是坑口电厂,并且有的电厂距离煤源点较远,且处在多雨地域。对于此种类型的火力发电厂,再加以思量行业内广泛盛行的混煤燃烧方式,其输煤系统的设计通常必须要进行多方面的考量,在确保落实安全生产的条件下,要保证输煤保障有力,运行省力可靠,为建设投资节流。本文对输煤系统及与其相关的主要机械设备进行了简要介绍,并且针对煤源距离较远且降雨量大地域的火力发电厂输煤系统相关设计提供了参考建议和方案。
[关键词]发电厂 输煤系统 煤场 筒仓
中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0285-01
1 输煤系统简介
1.1 输煤系统及其作用
众所周知,火力发电厂的任务是将燃料的化学能转化为热能、机械能且最终转换为电能。输煤系统并不直接参加能量转化过程,它的目的是将厂外来煤经过卸煤储存、破碎混配等环节将煤最终送入锅炉制粉系统。输煤系统是整个生产过程中最基本且最重要的环节之一,是火电厂有力的“后勤保障”,没有输煤系统,火电厂就没有“食粮”,也就不能进行电能的生产。
1.2 输煤系统的范围
输煤系统的占地面积非常之大,甚至达到全厂面积的四分之一,投资大约为全厂投资的十分之一[1]。那么它包括厂外来煤及卸煤、煤场储存、破碎筛分、杂物清除及计量取样、皮带输送等相关的机械设备。对于多数燃烧多煤种的电厂,它还有着混煤的任务,根据气象条件,有时带有干煤棚、筒仓、解冻装置等设施。
1.3 输煤系统流程概述
厂外来煤主要方式有:铁路运输、公路运输、水路运输、长距离皮带运输,甚至还有架空索道运输及管道运输[2]。拿应用最多的铁路运煤来举例说明下输煤系统的大概工作流程,厂外煤运到电厂后,首先经过轨道衡进行计量,然后就把火车皮送到卸车装置处将煤卸下,卸下的煤经过带式输送机送往锅炉的原煤仓(或者送往储煤场暂时储存起来,随后经过带式输送机送往锅炉的原煤仓)。在去往原煤仓的过程中,经过磁铁分离器和木块分离器除掉煤炭中掺杂着的铁块和木块,经破煤机将煤破碎成30~50mm以下的小煤塊,再经电子皮带称重仪和取样装置记录下运向锅炉的原煤量和提供化验样品,然后送往锅炉煤的煤仓间,通过配仓装置进入锅炉制粉系统。若锅炉需要混煤燃烧,系统中还要专设混煤装置。
2 输煤系统主要设备
2.1 卸煤及受煤
卸煤设备是把煤从车皮或船里卸下来的机械,而受煤装置指的是接受和转运煤炭的设备及其构筑物[4]。卸煤设备的卸煤速度要快,而且尽量应该干净彻底,再者,不能将火车皮或船刮损。卸煤设备主要有螺旋卸车机,翻车机及自卸式底开车。
螺旋卸车机适合卸小块的煤,对于冻煤也有一定的适应能力,缺点是不能干净彻底,需要人工配合打扫残底。翻车机将车厢翻转卸煤,分为转子式翻车机、侧倾式翻车机,它效率高,机械化程度高,卸煤量大,主要缺点是对车皮有一定的损坏。自卸式底开车是铁路煤炭运输的专用车,卸煤速度快,省人力省电能,卸煤彻底而迅速。
受煤装置肯定要有足够大的容量。与螺旋卸煤机配套的是栈台或地槽受煤装置,翻车机受煤装置可采用带有箅子的受煤斗,而底开车受煤装置一般采用长缝煤槽受煤装置。
而对于水路来煤,主要卸船机械为链斗式卸船机、自卸煤船、翻船机及门式抓斗绳索牵引式卸船机。对于距离煤矿较近的电厂,还可以采用长距离皮带输送机进煤。另外对公路、架空索道、管道来煤及相关设备,感兴趣的读者请查阅相关资料自行了解,此处不做详述。
2.2 储煤场及煤场机械
为防止厂外来煤中断而影响电力生产,除了经过专题论证能确保发电厂供煤不间断外,各电厂都设有储煤场,其有圆形、条形和扇形之分。如果在南方多雨地区,还有根据具体条件设置干煤储存设施,若需要设置,其容量不应小于3天的耗煤量。
煤场机械主要有桥式抓斗机(装卸桥)和斗轮式堆取料机两种,它们是重要的煤场机械。前者运输量大,堆煤高度高,但投资费用高,金属耗量大。后者出力大且能够连续作业,工作效率高,所以在大型电厂得到了广泛应用。
2.3 筛分破碎及输送
原煤一定要经过破碎、筛分、研磨等过程才能达到锅炉要求的粒度[6],筛分破碎设备一般一同布置在碎煤室。煤筛将小于等于30mm的煤直接送入原煤仓,其余部分要接受碎煤机的破碎再送入原煤仓。煤筛通常分为滚筒筛、滚轴筛、滚动筛、振动筛、共振筛和概率筛。碎煤机一般分为锤击式碎煤机、反击式碎煤机、环式碎煤机、颚式破碎机和辊式破碎机。
带式输送机输煤效率高,运行平稳且可靠,输送既连续又均匀,易实现自动化,操作和维修也非常方便。它是输煤系统许多设备之间的“桥梁”。
其它辅助设备如除铁装置、木屑分离器、计量设备等在此不做赘述。
3 远离煤源且多雨地域的火力发电厂输煤系统
本文以某远离煤源且多雨地区的2x600MW级火力发电厂(煤源及煤种变化,有混烧要求)进行方案比对举例。此三个方案均采用采用两台翻车机卸煤,一运一备,卸车能力为25辆/小时,相当于1500吨/小时,煤场均按供两台机组燃用20天设置,输煤系统从翻车机室到主厂房的带式输送机全为双路运输,一运一备。
3.1 方案一
煤场对头布置两台斗轮堆取料机,其堆料与取料的出力相等。在其中一台斗轮机煤场上设置一座钢结构干煤棚(按供两台机组燃用3天设计)。因煤源及煤种变化,在煤场和破碎楼之前布置三个筒仓(每个可按3200t的储存量考虑),此筒仓也可以接受翻车机来煤,而且不同筒仓可以储存不同的煤种,介时按比例取煤时,可完成混煤。筒仓的设置还有缓冲作用,可减少煤场机械动作率。 输煤皮带从翻车机室筒仓采用带宽B=1400mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的带式输送机,从筒仓到主厂房煤仓间为带宽B=1200mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的带式输送机。
3.2 方案二
煤场布置一台斗轮堆取料机,堆取料之出力相等,煤场不设干煤棚。为了适应和应对电厂煤源及煤种变化,在煤场后、破碎楼之前设置三个筒仓(每个可按10000t的储存量考虑)。筒仓同样可以接受翻车机来煤和煤场来煤,亦可以做异仓异煤种,按比例取煤混煤之作用,也可以直到良好的缓冲作用。因为此方案比方案一中的筒仓储存量大的多,已经考虑到相应于干煤棚可供两台机组3天的耗煤量,所以其可以代替干煤棚之作用。
输煤皮带从翻车机室筒仓采用带宽B=1400mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的带式输送机,从筒仓到主厂房煤仓间为带宽B=1200mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的帶式输送机。
3.3 方案三
煤场对头布置两台斗轮堆取料机,堆取料出力相等。在其中一台斗轮机煤场上设置一座钢结构干煤棚(按供两台机组燃用3天设计)。
输煤系统从翻车机室至主厂房原煤斗整个输煤系统采用带宽1400mm,带速2.5m/s,出力1500t/h的带式输送机,带式输送机全程分为两路,一路运行,一路备用,需要时亦可双路同时运行。
3.4 方案分析
经过大概技术经济计算,方案三造价最低,但不能完成混煤,运行过程中需要保证在一定时间内煤种变化不频繁;方案二省去了干煤棚,煤场占地少,但可以实现混煤,虽然斗轮机仅一台,也没有干煤棚而省了一笔费用,因为筒仓很大,土建费用高得多,所以投资最高;方案一投资适中,可以实现混煤且可靠性高。
此三方案可供设计人员及业主因地制宜,按自身情况去进行选择。
电厂输煤系统类似煤矿的转运及筛分破碎系统,但为电厂设计输煤系统,需要考虑的要更加周全。这样才能让电厂运行有一个最基础、最有力的保障,相信输煤专业人员努力奋斗会摸索出更好的设计方案!
参考文献
[1]陈付山,孙海燕,陈运怀, 发电厂直流冷却水系统虹吸井布置方案设计和优化[J].《华电技术》.2012.12
[2]曾令刚, 滨海电厂虹吸井排水泡沫成因及治理措施 [J].《中国科技信息》.2009.12
[关键词]发电厂 输煤系统 煤场 筒仓
中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0285-01
1 输煤系统简介
1.1 输煤系统及其作用
众所周知,火力发电厂的任务是将燃料的化学能转化为热能、机械能且最终转换为电能。输煤系统并不直接参加能量转化过程,它的目的是将厂外来煤经过卸煤储存、破碎混配等环节将煤最终送入锅炉制粉系统。输煤系统是整个生产过程中最基本且最重要的环节之一,是火电厂有力的“后勤保障”,没有输煤系统,火电厂就没有“食粮”,也就不能进行电能的生产。
1.2 输煤系统的范围
输煤系统的占地面积非常之大,甚至达到全厂面积的四分之一,投资大约为全厂投资的十分之一[1]。那么它包括厂外来煤及卸煤、煤场储存、破碎筛分、杂物清除及计量取样、皮带输送等相关的机械设备。对于多数燃烧多煤种的电厂,它还有着混煤的任务,根据气象条件,有时带有干煤棚、筒仓、解冻装置等设施。
1.3 输煤系统流程概述
厂外来煤主要方式有:铁路运输、公路运输、水路运输、长距离皮带运输,甚至还有架空索道运输及管道运输[2]。拿应用最多的铁路运煤来举例说明下输煤系统的大概工作流程,厂外煤运到电厂后,首先经过轨道衡进行计量,然后就把火车皮送到卸车装置处将煤卸下,卸下的煤经过带式输送机送往锅炉的原煤仓(或者送往储煤场暂时储存起来,随后经过带式输送机送往锅炉的原煤仓)。在去往原煤仓的过程中,经过磁铁分离器和木块分离器除掉煤炭中掺杂着的铁块和木块,经破煤机将煤破碎成30~50mm以下的小煤塊,再经电子皮带称重仪和取样装置记录下运向锅炉的原煤量和提供化验样品,然后送往锅炉煤的煤仓间,通过配仓装置进入锅炉制粉系统。若锅炉需要混煤燃烧,系统中还要专设混煤装置。
2 输煤系统主要设备
2.1 卸煤及受煤
卸煤设备是把煤从车皮或船里卸下来的机械,而受煤装置指的是接受和转运煤炭的设备及其构筑物[4]。卸煤设备的卸煤速度要快,而且尽量应该干净彻底,再者,不能将火车皮或船刮损。卸煤设备主要有螺旋卸车机,翻车机及自卸式底开车。
螺旋卸车机适合卸小块的煤,对于冻煤也有一定的适应能力,缺点是不能干净彻底,需要人工配合打扫残底。翻车机将车厢翻转卸煤,分为转子式翻车机、侧倾式翻车机,它效率高,机械化程度高,卸煤量大,主要缺点是对车皮有一定的损坏。自卸式底开车是铁路煤炭运输的专用车,卸煤速度快,省人力省电能,卸煤彻底而迅速。
受煤装置肯定要有足够大的容量。与螺旋卸煤机配套的是栈台或地槽受煤装置,翻车机受煤装置可采用带有箅子的受煤斗,而底开车受煤装置一般采用长缝煤槽受煤装置。
而对于水路来煤,主要卸船机械为链斗式卸船机、自卸煤船、翻船机及门式抓斗绳索牵引式卸船机。对于距离煤矿较近的电厂,还可以采用长距离皮带输送机进煤。另外对公路、架空索道、管道来煤及相关设备,感兴趣的读者请查阅相关资料自行了解,此处不做详述。
2.2 储煤场及煤场机械
为防止厂外来煤中断而影响电力生产,除了经过专题论证能确保发电厂供煤不间断外,各电厂都设有储煤场,其有圆形、条形和扇形之分。如果在南方多雨地区,还有根据具体条件设置干煤储存设施,若需要设置,其容量不应小于3天的耗煤量。
煤场机械主要有桥式抓斗机(装卸桥)和斗轮式堆取料机两种,它们是重要的煤场机械。前者运输量大,堆煤高度高,但投资费用高,金属耗量大。后者出力大且能够连续作业,工作效率高,所以在大型电厂得到了广泛应用。
2.3 筛分破碎及输送
原煤一定要经过破碎、筛分、研磨等过程才能达到锅炉要求的粒度[6],筛分破碎设备一般一同布置在碎煤室。煤筛将小于等于30mm的煤直接送入原煤仓,其余部分要接受碎煤机的破碎再送入原煤仓。煤筛通常分为滚筒筛、滚轴筛、滚动筛、振动筛、共振筛和概率筛。碎煤机一般分为锤击式碎煤机、反击式碎煤机、环式碎煤机、颚式破碎机和辊式破碎机。
带式输送机输煤效率高,运行平稳且可靠,输送既连续又均匀,易实现自动化,操作和维修也非常方便。它是输煤系统许多设备之间的“桥梁”。
其它辅助设备如除铁装置、木屑分离器、计量设备等在此不做赘述。
3 远离煤源且多雨地域的火力发电厂输煤系统
本文以某远离煤源且多雨地区的2x600MW级火力发电厂(煤源及煤种变化,有混烧要求)进行方案比对举例。此三个方案均采用采用两台翻车机卸煤,一运一备,卸车能力为25辆/小时,相当于1500吨/小时,煤场均按供两台机组燃用20天设置,输煤系统从翻车机室到主厂房的带式输送机全为双路运输,一运一备。
3.1 方案一
煤场对头布置两台斗轮堆取料机,其堆料与取料的出力相等。在其中一台斗轮机煤场上设置一座钢结构干煤棚(按供两台机组燃用3天设计)。因煤源及煤种变化,在煤场和破碎楼之前布置三个筒仓(每个可按3200t的储存量考虑),此筒仓也可以接受翻车机来煤,而且不同筒仓可以储存不同的煤种,介时按比例取煤时,可完成混煤。筒仓的设置还有缓冲作用,可减少煤场机械动作率。 输煤皮带从翻车机室筒仓采用带宽B=1400mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的带式输送机,从筒仓到主厂房煤仓间为带宽B=1200mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的带式输送机。
3.2 方案二
煤场布置一台斗轮堆取料机,堆取料之出力相等,煤场不设干煤棚。为了适应和应对电厂煤源及煤种变化,在煤场后、破碎楼之前设置三个筒仓(每个可按10000t的储存量考虑)。筒仓同样可以接受翻车机来煤和煤场来煤,亦可以做异仓异煤种,按比例取煤混煤之作用,也可以直到良好的缓冲作用。因为此方案比方案一中的筒仓储存量大的多,已经考虑到相应于干煤棚可供两台机组3天的耗煤量,所以其可以代替干煤棚之作用。
输煤皮带从翻车机室筒仓采用带宽B=1400mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的带式输送机,从筒仓到主厂房煤仓间为带宽B=1200mm,V=2.5m/s,出力Q=1500t/h的帶式输送机。
3.3 方案三
煤场对头布置两台斗轮堆取料机,堆取料出力相等。在其中一台斗轮机煤场上设置一座钢结构干煤棚(按供两台机组燃用3天设计)。
输煤系统从翻车机室至主厂房原煤斗整个输煤系统采用带宽1400mm,带速2.5m/s,出力1500t/h的带式输送机,带式输送机全程分为两路,一路运行,一路备用,需要时亦可双路同时运行。
3.4 方案分析
经过大概技术经济计算,方案三造价最低,但不能完成混煤,运行过程中需要保证在一定时间内煤种变化不频繁;方案二省去了干煤棚,煤场占地少,但可以实现混煤,虽然斗轮机仅一台,也没有干煤棚而省了一笔费用,因为筒仓很大,土建费用高得多,所以投资最高;方案一投资适中,可以实现混煤且可靠性高。
此三方案可供设计人员及业主因地制宜,按自身情况去进行选择。
电厂输煤系统类似煤矿的转运及筛分破碎系统,但为电厂设计输煤系统,需要考虑的要更加周全。这样才能让电厂运行有一个最基础、最有力的保障,相信输煤专业人员努力奋斗会摸索出更好的设计方案!
参考文献
[1]陈付山,孙海燕,陈运怀, 发电厂直流冷却水系统虹吸井布置方案设计和优化[J].《华电技术》.2012.12
[2]曾令刚, 滨海电厂虹吸井排水泡沫成因及治理措施 [J].《中国科技信息》.2009.12