全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场的比较.docx

doi:10.3969/j.issn.1008-6218.2014.03.014全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场的比较邢佰淼（内蒙古电力勘测设计院，呼和浩特 010020）摘要：介绍了目前大型燃煤电厂贮煤场的设计形式以及条形煤场和全封闭圆形煤场常用堆取料设备，即悬臂式斗轮堆取料机和圆形煤场堆取料机。结合北方某大型燃煤电厂的工程 设计实例，对该工程贮煤场采用全封闭条形煤场及采用同容量的全封闭圆形煤场的 2 种贮煤 形式进行了技术性能和经济性比较，给出了 2 种贮煤形式的适用情况，即在地质条件较好情 况下，2 种贮煤方案总投资相当，但在地质条件较差情况下全封闭圆形煤场总投资要高于全 封闭条形煤场。结合该电厂的实际情况，最终选用全封闭条形煤场。关键词：全封闭条形煤场；全封闭圆形煤场；堆取料机文献标志码：B中图分类号：TK116文章编号：10086218（2014）03008604Comparision of Enclosed Strip Coal Yard and EnclosedCircular Coal YardXing Baimiao（Inner Mongolia Power Survey & Design Institute, Hohhot 010020）Abstract：The design forms of coal yardintroduced, and the operation way is described equipment applying on the strip coal yard andin large- scale coal- fired power plant isabout the common stacking and reclaiming enclosed circular coal yard, i.e. cantilever-type bucket wheel stacker-reclaimer and circular stacker-reclaimer. According to the designof a power plant in North China, compared the enclosed strip coal yard with the enclosed circular coal yard from technical and economical, applicability of two kinds of coal yard is analyzed. In the case of the geological conditions are better, the investment of two kinds of schemes is equivalent. But in the poor geological conditions, the total investment of the enclosed circular coal yard is higher than the total investment of enclosed strip coal yard. According to the actual situation of the power plant, the enclosed strip coal yard is adopted.Key words：the enclosed strip coal yard;enclosed coal yard; stacker-reclaimerstrip coal yard; enclosed circular coal yard;0引言断扩大，以及越来越严格的环保要求，对贮煤场的设计要求也越来越高1- 3。近年来由于国内煤炭行 业的市场化，导致大部分燃煤电厂燃料来源及供应 情况不够稳定；同时，北方地区许多燃煤电厂还承贮 煤 场 是 燃 煤 电 厂 燃 料 储 存 、供 应 的 重 要 设施。目前，随着国内燃煤机组容量及建设规模的不收稿日期 2013-11-07；修改日期 2014-05-13作者简介 邢佰淼（1983），男，内蒙古人，学士，工程师，从事火力发电厂运煤系统设计工作。2014 年第 32 卷第 3 期邢佰淼：全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场的比较87担着冬季城市供热的任务，这就要求电厂厂内要设有运行可靠、贮量合适的贮煤场，以保障燃煤电厂 的连续稳定运行。另外，随着环保要求的日益提 高，采用封闭煤场的项目会越来越多。根据建厂厂 址条件的差异，以及厂外燃煤运输方式的不同，全 封闭贮煤场的设计形式也各有不同，本文结合北方 某燃煤电厂的工程设计实例，对国内较常采用的全 封闭条形煤场和全封闭圆形煤场进行综合技术经 济比较，结论可供贮煤场的设计和选型进行参考。形式，其造价过高，仅适用于场地极其狭窄的场合，且贮煤天数不宜过长，一般电厂很少采用。2北方某电厂拟采用的贮煤场设计方案根据北方某大型燃煤电厂厂址所在地的环保要求，其贮煤场宜采用全封闭贮煤形式。综合考虑 目前国内大型燃煤电厂贮煤场的形式及其适用条 件，结合工程实际情况，其贮煤场可设计为全封闭 条形煤场或全封闭圆形煤场。2.1 全封闭条形煤场设计方案贮 煤 场 设 计 为 悬 臂 式 斗 轮 堆 取 料 机 条 型 煤 场。为了便于厂外汽车到贮煤场卸煤，煤场堆煤高 度设计为 10 m，总贮煤量约为 105 kt。贮煤场堆取 料设备设置 1 台臂长为 35 m 的悬臂式斗轮堆取料 机，有效行程 215 m，其堆、取料能力为 800 t/h，轨距8 m，折返式运行。电厂远期贮煤场扩建可增设 1 台 斗轮堆取料机。2.2 全封闭圆形煤场设计方案厂内设计 1 座直径为 100 m 的全封闭圆形煤场 作为贮煤设施，其内设置 1 台圆形堆取料机，堆煤半 径 33 m，堆煤高度 30 m，周边挡煤墙高度 15.7 m，总 贮煤量 105 kt。圆形煤场堆取料机堆、取料能力设 计为 800 t/h。同时，在圆形煤场内设有 1 个事故煤 斗，以实现在取料机故障时进行上煤作业。1国内大型燃煤电厂贮煤场形式简介目前国内大型燃煤电厂贮煤场主要有条形煤场、全封闭圆形煤场、全封闭方形煤场、圆筒仓并列 群仓等 4 种形式4。1.1 条形煤场条形煤场在国内大型燃煤发电厂应用较为普 遍，煤堆堆高一般在 1015 m。煤场配有 12 台斗 轮堆取料机，斗轮堆取料机有悬臂式和门式 2 种，其 中悬臂式斗轮堆取料机具有堆取料作业范围大、作 业效率高等优点，在大型燃煤电厂中得到广泛应 用。条形煤场配斗轮堆取料机的形式在国内、外大 型燃煤电厂广为采用，并积累了丰富的运行经验。 根据环境要求，条形煤场又分为全封闭和露天布置2 种形式。1.2 全封闭圆形煤场全封闭圆形煤场是近年来在国内大型燃煤电 厂逐步推广使用的新型煤场，煤场直径通常设计为80120 m，下部设有挡煤墙，上部采用球冠状或半 球状钢结构网架封闭。圆形煤场内部设有 1 台堆取 料设备，堆、取料作业可同时进行。圆形煤场内一 般设有事故应急煤斗，在取料机故障或维修期间配 合推煤机进行上煤作业。1.3 全封闭方形煤场全封闭方形煤场在国外燃煤电厂较为常用，煤 场内为条形煤堆，堆煤机械一般采用卸料车在高位 沿煤场纵向行走卸煤；取料机采用主副刮板取料机 配合作业，可沿煤堆纵向行走并沿煤堆面俯仰取 煤。每座方形全封闭煤场根据煤场长度配有 1 台或 几台卸料车及 12 台取料机，堆、取料作业可同时 进行。目前国内很少电厂采用全封闭方形煤场，其 设计、运行经验尚不够成熟。1.4 圆筒仓并列群仓圆筒仓并列群仓为多个筒仓并列布置的贮煤3全封闭条形、圆形贮煤场技术经济比较3.1煤场堆取料设备运行方式3.1.1条形煤场堆取料机悬臂式斗轮堆取料机由斗轮机构、悬臂俯仰机 构、回转机构、行走机构、悬臂带式输送机、尾车、电 控系统、喷雾除尘装置等辅助设施组成。煤场带式 输送机来煤通过悬臂带式输送机堆入贮煤场，完成 堆料作业，并借助回转机构和行走机构实现煤场贮 煤的长条形堆放；取料时，通过斗轮机构的旋转从 煤堆取煤，经悬臂带式输送机落入煤场带式输送 机，完成取料作业，同时可配合悬臂俯仰机构、回转 机构及行走机构实现定点取料或移动分层取料。悬臂式斗轮堆取料机的堆料和取料作业共用 1 部煤场带式输送机，通过尾车切换进行堆料、取料 的分别作业。3.1.2圆形煤场堆取料机圆形煤场堆取料机主要由中心柱、悬臂带式输内 蒙 古 电 力 技 术882014 年第 32 卷第 3 期送机、堆料回转机构、堆料俯仰机构、刮板机、取料俯仰机构、取料行走（回转）机构、下部圆锥料斗、给 料设备及电控系统、喷雾除尘装置等设施组成。悬 臂式堆料带式输送机位于中心立柱上部，其作业方 式与斗轮堆取料机的堆料作业相近，圆形煤场堆料 带式输送机来煤通过悬臂带式输送机堆入贮煤场， 并可配合堆料回转机构及堆料俯仰机构进行煤堆 的圆弧形堆放。取料时，由刮板取料机及其俯仰、 行走（回转）机构来完成圆形煤场内的移动取料。刮板取料机主要有门架式和悬臂式 2 种，门架 式刮板取料机是将刮板取料机设在 1 个门形构架 上，由于挡煤墙承担了其一部分重量，改善了中心 柱的结构受力5，适用于大出力、大直径圆形煤场的 取料作业；悬臂式刮板取料机结构简单，适用于小 出力、小直径圆形煤场的取料作业。圆形煤场堆取料机的堆、取料作业通过悬臂式 堆料机和刮板取料机来完成，分别对应于进圆形煤 场的堆料带式输送机及出圆形煤场的取料带式输 送机，可实现堆取料作业的同时进行。3.2技术特点根据采用上述贮煤场方案的已投运工程现场 实际运行情况，针对全封闭条形煤场与全封闭圆形 煤场进行了技术特点总结，如表 1 所示。通过对以上技术特点进行分析可以看出，在不考虑造价因素的情况下，影响全封闭条形煤场和全封闭圆形煤场选型的关键因素在于建设场地是否 开阔、厂外来煤运输方式和贮煤场远期是否扩建 等。全封闭条形煤场有利于接卸汽车来煤和远期 贮煤场扩建，但需要较为开阔的建设场地；而全封 闭圆形煤场适合建设场地狭小、厂外无汽车来煤或 不以汽车来煤为主以及远期贮煤场扩建可能性较 小的情况。3.3 造价分析针对以上总贮煤量 100 kt 左右的全封闭条形煤 场和全封闭圆形煤场进行了造价估算（见表 2），估 算范围从贮煤场对应转运站开始（含转运站）至贮 煤场内的全部设备及土建投资造价，其中因转运站 高度差异导致的差额也计在内。通过对以上 2 种贮煤方案的投资估算进行分析 可以看出，2 种贮煤场总投资约 70%为土建及地基 处理部分投资，而土建部分投资中全封闭条形煤场 以网架费用为主，全封闭圆形煤场以四周挡墙及其 基础费用为主。总体来看，总贮煤量 100 kt 左右的贮煤场在地 基处理只需进行强夯的情况下，全封闭条形煤场土 建部分造价相对较高，是影响储煤场形式选择的主 要因素，而其设备部分造价低于全封闭圆形煤场。 虽然设备费用对于圆形煤场来讲所占投资比例仍表 1 全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场特点比较4-7占地面积施工技术要求 存煤自燃处理 消防要求 存煤回取率单位面积储煤量小，占地面积较大，场地利用率较低施工技术较简单，设备安装方便，施工周期短 堆煤相对较薄，局部存煤自燃处理容易 消防要求一般存煤的回取率约为 70%，推煤机辅助作业量大 设备检修场地开阔，与圆形煤场比较，相对便于大吨位吊车作业设备自动化程度较低，作业时需司机进行操作 煤场需设置通风设施，以排出煤堆散发出的有毒、有害及可燃气体在汽车卸煤沟故障或接卸能力不足时，汽车来煤可直 接到条形煤场内部卸煤斗轮堆取料机的斗轮机构单点接触煤堆表面，攫取力 为 3035 kN，对煤堆表面压强较大，冬季回取冻煤能 力强远期煤场扩建可延长本期条形煤场及斗轮堆取料机行 程，扩建投资费用低当斗轮堆取料机故障时，可采用推煤机配合汽车卸煤 沟进行上煤作业，运行的安全可靠性较高无法实现堆、取料同时作业，但当卸煤系统与上煤系统 出力相同时，不会出现堆、取料同时进行的工况外形一般单位面积储煤量大，占地面积小，场地利用率高施工难度较大，设备安装要求高，施工周期较长 堆煤高度较高，空间狭窄，局部存煤自燃处理困难 消防要求较高存煤回取率约为 100%，基本无需推煤机辅助作业 煤场内检修空间狭小，相对不利于大吨位吊车出入及起吊作业设备自动化程度较高，可实现无人值守作业是否便于检修自动化程度煤场通风能力煤场自然通风效果较好，无需另设通风设施接卸汽车来煤厂外汽车来煤不便于直接到圆形煤场内部卸煤刮板取料机整体接触煤堆表面，冬季当煤堆表面冻结时，每个刮板对煤堆的作用力为 1520 kN，刮板取料机对煤堆表面的压力不够，回取冻煤能力较差远期机组扩建，圆形煤场无法进行扩建，只能新建一座 煤场，投资费用高当取料机事故检修时，需推煤机配合地下煤斗上煤，作 业效率较低可进行堆、取料同时作业，当卸煤系统与上煤系统出力 不一致时，可在堆料的同时进行取料上煤作业大穹顶结构，外形美观冬季回取冻煤能力远期扩建增容运行安全可靠性堆、取料同时作业能力外观造型项目全封闭条形煤场全封闭圆形煤场2014 年第 32 卷第 3 期邢佰淼：全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场的比较89表 2 全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场造价比较 1）万元挡墙及基础网架6612970157.11206.471169754封闭煤场斗轮机基础对应转运站地下煤斗 通廊及栈桥 转运站高差导致的栈桥差 尾部驱动间贮煤堆取料设备 附属设备325.41267.52624.6691.80土建部分附属建筑16.19762.29579.0676.58143.281347.28638.5638.45设备部分地基处理费用（强夯）征地费差额总计5571.985256.68注：1） 所列费用均为技术经济估算价格。然较高，相对于条形煤场设备费增加 50%。但由于其在总造价中所占比例较小，因此是影响储煤场形 式选择的次要因素。结合本工程，表 2 中全封闭条 形煤场总体投资比全封闭圆形煤场高 315.30 万元， 此相对差额占条形煤场总投资的 5.66%，占圆形煤 场总投资的 6.00%，其相对差额所占比例低于正常 情况下工程可行性研究阶段投资估算精度10%的 要求8，因此可认为上述 2 种贮煤方案投资相当。另外，由于该电厂地质条件较好，2 种贮煤方案 的地基处理均只需进行强夯。如果在地质条件较 差的情况下，全封闭圆形煤场由于煤堆高度较高， 对地面的压力较大，需要对煤场基础进行打桩处 理。初步估算 100 kt 级圆形煤场的打桩处理费用约 为 2000 万。因此在地质情况较差、圆形煤场地基处 理需要进行打桩的情况下，全封闭圆形煤场总体投 资要高于全封闭条形煤场。设场地较为狭小，且电厂厂址位于南方地区时，选用圆形煤场的贮煤方案比较合适。在建设投资相 当的情况下，该北方电厂由于全部采用汽车来煤且 建设场地较为开阔，最终选用全封闭条形煤场。参考文献：1 电 力 行 业 电 力 规 划 设 计 标 准 化 技 术 委 员 会.DL/T518.12004 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