火电厂圆形煤场合理储煤情况浅析论文_刘永坡,刘盛雷,王跃军

摘要：圆形煤场及其设备具有良好的环保性能，并且占地少，对于缓解人多地少的矛盾具有重要的现实意义，另外，还具有技术先进以及程控自动化水平高等优势，基于此，圆形煤场在国内外备受关注，据数据统计，目前不少新建的火电厂都采用这种方式进行建造；但在实际运行中，圆形煤场的合理储存及置换存在很多的困难，本文通过浅析存取方式以便应用于实际生产中。

关键词：火电厂圆形煤场；动态储量；最大储量；最小储量

一、火电厂圆形煤场的实际储量分析

1、圆形煤场的设计储量

某电厂2×1000MW机组设置了2座圆形煤场，其中每座圆形煤场直径Ф120米,煤场侧墙高度15.5m，煤堆最大高度30.87米，设计可存煤15.8万吨，两座圆形煤场共可存煤31.6万吨。

圆形煤场设计最大储量采用留出进门空间的堆料方式，大门中心至左右两侧各55度不能进行定点堆煤，该区域为煤堆自由滑落的部分，因此煤堆顶部连续堆煤角度为250°。如图1所示。

图1 圆形煤场在设计堆料方式下堆满时情况示意图

2、设计储量说明

圆形煤场只有在设计条件下，依照设计堆煤方式储满煤，储煤量才能达到设计的31.6万吨，而由于现场设备安装的情况，现煤堆最大高度只能到28米，根据比例测算得出每个煤场实际存煤量为14.3万吨，总实际存煤量为28.6万吨。

二、圆形煤场的最大动态储量分析

圆形煤场在实际运行过程中，因许多运行工况与设计工况不同，会造成圆形煤场的运行储量低于设计储量，主要体现在以下方面。

1、 圆形煤场储存煤种不同。设计工况下煤场储存单一煤种，而实际情况下，电厂中会燃用过多个煤种。为减少分煤种储存的煤场损失容量，将多个煤种合并为2－3个煤种分堆存放，分别是常规煤种和掺烧煤。根据运行经验和建模计算，两种煤分堆存放，每个煤场要分别损失储存容2万吨左右，此时两个煤场实际容量24.6万吨。

2、圆形煤场为了防止存煤自燃，需采用“先进先出”的方式堆取煤。采用“先进先出”的堆取煤方式，新煤不能压旧煤，新煤与旧煤之间也将有一个存煤空间损失。考虑到石炭煤自燃周期较长，且耗量少、库存低，为减小库存损失，这两种煤不采用“先进先出”的堆取煤方式。圆形煤场采用“先进先出”方式堆取煤时，其储量为一个动态值，根据煤炭的进出不断变化。

上述圆形煤场各种运行工况下的储量具体分析如下：在分析过程中，考虑取料效率能够满足上仓皮带机平均1200t/h的出力要求，每次的取料范围取30°。

3、圆形煤场存放单一煤种，考虑“先进先出”下的动态储量分析

（1）在煤场储满煤的情况下，当取料范围为30°时的情况。

取料范围为30°从煤堆顶部取到底时的煤量约为1.6万吨，而堆取料机同时作业的要求是堆料刮板与取料刮板的夹角大于90°，此时，该煤场的最大储量为14.3万吨，如图2所示； 最小储量为（14.3－1.6*3）＝9.5，如图3所示。

（2）在煤场被取出90°后，再取30°，且在取出的90°空地上堆入新煤的情况。

当在该煤场又被取出的90°的区域堆入新煤，同时再开启30°的工作面 ，此时该煤场在已被取出的90 °区域内共堆入的新煤量约为1.8万吨。该煤场最大的储量为再开启的30°工作面的煤未开始取，煤场储量约为（14.3－1.6×3＋1.8）＝11.3万吨，如图3所示； 该煤场最小的储量为再开启的30°工作面的煤已取完，煤场储量约为（14.3－1.6×4＋1.8）＝9.7万吨，如图4所示。

图3最大储量下的煤场示意图

图4中，绿色部分为旧煤堆，黄色部分为在已取出的90°区域新堆入的1.8万吨新煤，新煤没有压倒旧煤。红色区域为正在取的煤，该区域的煤量损失在0～1.6万吨。

图4最小储量的煤场示意图

（3）在煤场被取出120°后，再取30°，且在取出的120°空地上继续堆入新煤的情况。

当在该煤场又被取出的30°的区域堆入新煤，同时再开启30°的工作面 ，此时该煤场在已被取出的120 °区域内共堆入的新煤量约为4万吨，正好为一高度达最高的独立煤堆，此独立煤堆与旧煤堆间有一倒三角，此倒三角可储煤约2万吨。该煤场最大的储量为再开启的30°工作面的煤未开始取，储量约为（14.3－1.6×4＋4）＝11.9万吨，如图5所示；最小储量则为再开启的30 °工作面的煤被取完，但未堆煤，储量约为（14.3－1.6×5＋4）＝10.3万吨，如图6所示。

（4）当煤堆被取出至底部剩余120 °时，该120°煤堆需被整堆取出，此时煤场的储量为14.3－2－4＝8.3万吨，如图7所示。

图图7被取出煤堆底部剩余120 °时煤场示意图

（5）结论：在煤场存放单一煤种，且采用“先进先出”原则堆取煤时，该煤场的动态储量为8.3～14.3万吨。在一个煤场采用此运行方式，另一个煤场储满煤的情况下，两个煤场的动态储量为22.6～28.6万吨。当两个煤场均如此运行时，两个煤场的动态储量为16.6～28.6万吨。

4、分堆存放两种煤的煤场采用“先进先出”原则堆取煤时煤场的情况。

在分析时，考虑储量大的常规煤种采用“先进先出”，储量小的掺烧煤种不考虑“先进先出”，并假设其始终保持一完整煤堆。

（1）在常规煤种堆上新开30°的取料工作面，当未开始取料时，该煤场的储量为12.3万吨，如图8所示。

图8 最大储量下煤场示意图

图8中，绿色部分为常规煤种旧煤堆，红色部分为该煤场正在取的30°区域煤堆，蓝色部分为掺烧煤种。

（2）当在该煤场90°的区域堆入新煤，同时再开取30°的工作面 ，此时该煤场在已被取出的90 °区域内共堆入的新煤量约为1.8万吨。该煤场最大的储量为再开取的30°工作面的煤未开始取，煤场储量约为14.3－2－1.6*3+1.8＝8.3万吨，如图9所示；最小储量则为该煤场90°的区域未堆煤，煤场储量约为14.3－2－1.6*3＝7.5万吨，如图10所示。

（3）当在该煤场被取出的120°区域内共堆入的新煤量约为4万吨。其最大储量为剩余的常规煤种未开始取，此时的煤场储量约为14.3－2－1.6*4+4＝9.9万吨，如图11所示；最小储量为剩余的常规煤种被全部取完，但该区域未堆入新煤，此时的煤场储量约为14.3－2－1.6*4+4－2.3＝7.6万吨，如图12所示。

通过上述分析，当一座煤场在分存两种煤，且常规煤种采用“先进先出”原则堆取，该煤场的动态储量介于7.6～12.3万吨之间，若另一个煤场为储满煤，则两个煤场的动态储量为19.9～24.6万吨；而在实际运行过程中，两个煤场均采用“先进先出”原则的情况，此种方式为常用方式，在这种情况下，两个煤场的动态储量为15.2～24.6万吨，如图13、14所示

三、综述

通过以上分析，建议火电厂圆形煤场的储煤量15～20万吨波动，不能超过最高值；当达到最高量时，要及时调整进煤量，使库存降低，将煤场储煤进行置换，防止高温自燃现象发生。

四、长期堆取煤方案

1、煤场后期堆煤方式：1号煤场为常规煤种，2号煤场为常规煤种及掺烧煤，如下图所示：

2、当储煤量降至15万吨时，需增加来煤量，使日来煤量大于日耗煤量，逐步提高库存，但在提库存的过程中，来煤的煤种需尽量遵守3：1（常规煤种：掺烧煤），且在此过程中掺烧煤的储量不能超过4万吨（若超过此量会占用常规煤种的位置，此煤种用量较小，在取用过程中会严重占用煤场空间，使煤场储煤量大大降低）。

3、在提高库存的过程中，煤场取煤严格按照“取旧存新”的原则进行置换工作，在现场设备无故障的情况下，优先对存煤时间较长的煤场进行全部取用。

4、当储煤量提高至20万吨时，需降低来煤量，使日来煤量为日耗煤量50%。在降库存的过程中，当煤场中掺烧煤的量降至1万吨时 ，需要及时发送此煤种，提高该煤种储量，但相应煤种在煤场总储量不能超过4万吨，不然也会影响后期的库存量的提高。

5、此方案的难点：

（1）现场设备不出现大的故障，不会产生长时间影响堆取煤的故障。

（2）需要协调好来煤量及相应煤种的发运，该提量时提量 ，该降低时降低，尤其是掺烧煤用量少的煤种的发运，一旦该煤量较高，就会占用常用神混的位置，影响煤场置换。

参考文献：

[1]于喜文.封闭式圆形煤场储量研究[J].中国新技术新产品,2016，000（010）：37-38.

[2]王玉静，陈萍.浅论贮煤方式的选择[J].魅力中国,2016，000（023）：163.

论文作者:刘永坡,刘盛雷,王跃军

论文发表刊物:《当代电力文化》2020年1期

论文发表时间:2020/5/6