崔光华
（深能合和电力(河源)有限公司 广东河源 517025）
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。主要原因是煤场储煤较多（约13万吨），机组也尚未投产，储煤的周转周期较长（约60天）等原因造成。
3、处理自燃的方法
当煤场内有局部冒烟的情况时，一般采用翻运、消防炮喷洒结合的方式处理。如有明火时，是推煤机可以作业的区域，可用推煤机将煤表层推开，露出暗红色燃烧层，用未燃的煤将其隔绝空气，(DL5000规定设置喷水降温系统，由于在煤自燃时喷入水可能形成煤的气化过程，加速自燃的可能。因此不推荐在出线明火时直接喷水。)再用消防炮喷洒，将其熄灭。如果主厂房需要上煤，将有自燃的煤取出让锅炉优先燃用。
结束语
经过多年运行，圆形煤场及其设备技术先进性、环保性、安全性和可靠性达到很好的验证；但处理圆形煤场防爆和自燃问题主要立足于“以防为主”，原煤的输配应按“先进先出”的原则运行，按煤的自燃周期及时更新,可有效地防止煤的自燃。因此，圆形封闭煤场已经日益成为环保型贮煤设施的代表。
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论文作者:崔光华
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/29
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