摘要：目前火电厂卸煤沟系统主要采用缝隙式煤槽配置叶轮给煤机的方案。该方案卸煤斗堵煤严重，土建费用较高，设计及施工安装周期长，除尘通风系统复杂；采用叶轮给煤机行走布料，撒煤严重。基于此，本文提出了一种采用双曲线钢煤斗的新型卸煤沟方案，并从技术和经济两方面对新型双曲线卸煤沟和传统的卸煤沟方案进行了对比分析。结果表明：新型卸煤沟方案能够有效地解决卸煤斗堵煤、给煤机撒煤的问题，并且新型卸煤沟方案土建地下结构费用可大幅降低，从而有效降低了工程总造价。
关键词：新型卸煤沟；双曲线钢煤斗；给煤机
1引言
火力发电厂厂外燃煤运输方式大致分为铁路运输、公路运输、水路运输、（管状）带式输送机运输。针对公路运输，汽车卸煤传统设计方案均为缝式煤槽方案或者受煤斗方案。汽车缝式煤槽方案为一条通长的卸煤沟，卸煤沟上宽下窄，底部出口为单缝或双缝，配置叶轮给煤机，叶轮给煤机可沿着轨道在卸煤沟内运行取煤，卸煤沟底部设带式输送机，双路或者单路布置，煤沟底部两侧的缝式出料口设密封活动挡板，用于防止煤尘飞扬。受煤斗方案由若干个串联的方锥形卸煤斗组成，每个卸煤斗出口均配置一台给煤机，每个卸煤斗可独立运行，也可与其他卸煤斗同时运行。
根据电厂运行经验，汽车卸煤装置方案存在如下问题：
a.缝式煤槽方案中叶轮给煤机故障率较高且撒煤较严重，国内电厂运行情况大都存在此问题，同时土建投资大。
b.当方锥形卸煤斗的形状和尺寸确定后，随着截面尺寸的缩小，截面收缩率急剧增大，物料颗粒错动、挤压情况愈严重，在截面收缩率很大的煤斗下部，很容易造成堵塞。
c.方锥形卸煤斗的两个相邻面的交汇处容易形成死角，随着运行时间的加长，死角处积煤情况会越来越严重，最终造成堵塞。
针对上述问题，本论文提出一种采用双曲线钢煤斗的新型汽车卸煤沟方案。
2采用双曲线钢煤斗的新型卸煤沟技术方案
2.1新型卸煤沟工艺方案
新型汽车卸煤沟由若干个串联的双曲线卸煤斗组成，分地上部分和地下部分，如图1所示。
地上部分：受煤斗上部设防雨棚，跨距9.2m，上斗口为圆形，直径为6.8m。设圆形钢制振动煤篦子，防止大块杂物或者煤块进入煤斗，根据卸车需要设置必要的卸车位，每个车位柱距7.3m，串联汽车卸煤斗一端设检修位，兼做逃生通道并设有起吊设施。
地下部分：受煤斗下部由若干个双曲线卸煤斗串联组成，每个双曲线卸煤斗出口均配置一台线性给煤机，每个卸煤斗可独立运行，也可与其他卸煤斗同时运行。
由于双曲线钢煤斗形状复杂，制造较困难，采用传统的加工制造工艺，会导致双曲线钢煤斗加工制造技术及经济效益均很低，在工程实际应用中，一般采用多节等高圆台来替代双曲线实体，即做成近似双曲线结构形式的卸煤斗，只要各节圆台的最大截面收缩率小于双曲线煤斗的临界截面收缩率，即可保证煤斗不会发生堵煤，有效提高电厂运行效益，使得电厂运行安全、可靠，同时减少运行成本。
图1采用双曲线钢煤斗的新型卸煤沟布置图
2.2新型卸煤沟通风方案
新型汽车卸煤沟通风采用机械进风、机械排风的通风方式排除卸煤沟内的余热和余湿。卸煤沟的通风利用土建圆钢管柱作为通风柱进行进、排风。土建上部结构的圆钢管柱零米层以下埋入卸煤沟侧壁，与卸煤沟侧壁的通风口贯通；圆钢管柱零米层以上柱侧面向外设通风口，进排风机与柱侧面的通风口相连接。
2.3新型卸煤沟建筑结构方案
新型汽车卸煤沟是由卸煤沟侧壁、钢煤斗和卸煤沟底板组成的顶部开口具有内腔的结构，卸煤沟的顶部设置煤篦子和汽车支撑钢梁，汽车支撑钢梁相对钢煤斗居中布置；钢煤斗为顶部开口大、底部开口小的双曲线圆斗形结构；卸煤沟侧壁中间位置设置水平的煤斗支撑层，对钢煤斗进行支撑，煤斗支撑层中间设煤斗开孔；卸煤沟底板上固定安装运煤皮带，运煤皮带的位置与钢煤斗的底部出口相互对应。
卸煤沟设中间夹层作为煤斗支撑层，煤斗荷载通过支撑短柱传递给中间夹层，零米层大梁仅承受运煤车辆荷载。该方案结构体系受力明确，煤斗荷载传递给煤斗支撑层，避免煤斗悬挂在零米结构层造成的零米层结构梁同时承受煤斗荷载和运煤车辆荷载，有效减小零米层大梁高度，提高结构安全度。卸煤沟中间层，可作为卸煤沟侧壁的侧向支撑点以减小卸煤沟侧壁计算长度，从而减小卸煤沟侧壁厚度，节约投资。同时中间支撑层可有效隔离上部落煤产生的渣、尘落入卸煤沟底层，确保皮带层运行检修安全且干净卫生。
3采用双曲线钢煤斗的新型卸煤沟性能分析
本文将从技术和经济两方面对采用双曲线钢煤斗的新型卸煤沟和传统的方锥形卸煤沟进行对比分析。
3.1技术性能分析
相对于传统的方锥形卸煤沟，采用双曲线钢煤斗的新型卸煤沟具有如下优势：
（1）双曲线落煤斗的双曲线弧面完全适应了物料的缓冲流动并且煤斗全程无死角，可有效改善煤流的错动、挤压情况，从而有效避免或减轻堵煤现象。
（2）从设备可靠性角度看，传统缝式煤槽方案中叶轮给煤机故障率较高且撒煤较严重，新型卸煤斗中线性螺旋给煤机具有煤种适应性强、无振动、不扬尘、故障率低、不堵不卡、寿命长等特点，此外，其还具有一定的预破碎功能，可适当减轻破碎机工作量。
（3）利用土建圆钢柱作为通风柱的充分利用的了圆钢柱的内空间，通风管与钢柱合二为一，不额外占用任何地方。由于圆钢柱的摩擦阻力系数比混凝土通风井的摩擦阻力系数小，在选型时，圆钢柱内的风速可选大值，即通风面积减小，在土建原钢柱选型的基础上适当增加管径即可。
（4）双曲线钢煤斗自重较缝隙式煤槽减少约4/5，土建地下结构形式简单，仅需设置吊物孔，取消了缝隙式卸煤沟两端大跨度检修间，从而使汽车卸煤沟地下混凝土结构工程量大大减少，设计周期较缝隙式结构缩短约1/3；钢煤斗部分无模板工程量，可在工厂同步加工，然后运至现场直接吊装，节约现场施工场地，避免交叉作业，整体施工工期较缝隙式卸煤沟减少约1/3；
3.2经济性能分析
经济性能对比分析中，新型卸煤沟与传统汽车卸煤沟设计方案均按单线卸煤沟、卸煤沟卸煤量按1500t/h设计，分别统计工艺与土建工程量计算设计概算，比较其土建、设备及安装费用的差异。
新型卸煤沟与传统汽车卸煤沟的设计概算对比表见表1。
由表1可知：新型汽车卸煤沟较传统汽车卸煤沟土建费用可省361万元，主要原因为新型汽车卸煤沟地下结构较传统汽车卸煤沟可节省钢筋混凝土墙1009.66m³、钢筋混凝土底板50.47m³、素混凝土找坡层127.63m³、钢筋混凝土梁柱187.88m³、钢筋混凝土基础157.7m³，地下结构可节省费用约274.42万元。
新型汽车卸煤沟较传统汽车卸煤沟设备及安装费用需增加162万元，主要原因为新型汽车卸煤沟需采用8台线性给料机，而传统汽车卸煤沟采用2台叶轮给煤机，故设备及安装费用有所增加。
工程费用合计降低199.32万元。
表1新型卸煤沟与传统汽车卸煤沟的设计概算对比表
4结论
本论文提出一种新型汽车卸煤沟方案，新型汽车卸煤沟由若干个串联的双曲线卸煤斗组成，相对于传统的方锥形卸煤斗，具有如下优势：
（1）双曲线卸煤斗的双曲线弧面完全适应了物料的缓冲流动并且煤斗全程无死角，可有效避免或减轻堵煤现象。
（2）新型卸煤沟采用的线性螺旋给煤机具有煤种适应性强、无振动、不扬尘、故障率低、不堵不卡、寿命长等优点。
（3）利用土建圆钢柱作为通风柱充分利用的了圆钢柱的内空间，通风管与钢柱合二为一，有效节约地下空间。
（4）双曲线钢煤斗地下结构形式简单，从而使汽车卸煤沟地下混凝土结构工程量大大减少，设计周期、施工周期大幅缩短。
（5）新型汽车卸煤沟较传统汽车卸煤沟，设备及安装费虽有所增加，但土建地下结构费用可大幅降低，工程总造价是降低的。
参考文献
[1]司小飞，王灵.40m跨汽车卸煤沟干煤棚封闭方案探讨[J].创新与发展，2017.
[2]李强，王泽军.大型火力发电厂斜梁式卸煤沟构造研究[J].低温建筑技术，2009.
[3]许莉，许鹏伟，王心梅.火电厂汽车卸煤沟结构设计[J].科技传播，2014.
[4]张国明.某电厂汽车卸煤沟降水方案设计[J].工程技术，2014.
[5]周淑春，宋怀强等.某火电厂卸煤沟钢筋混凝土结构劣化机理及治理技术[J].建筑结构，2011.
[6]孙培福，杨秀军，康宁.汽车卸煤沟的抑尘措施探讨[J].科技视界，2013.
作者简介
赵苗苗(1990.9)女，汉族，上海市，中机国能电力工程有限公司，工程师，硕士，邮编200061。
论文作者:赵苗苗1,周春平2,王元龙1,何绍峰1
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
标签：双曲线论文; 汽车论文; 土建论文; 方案论文; 圆钢论文; 侧壁论文; 结构论文; 《电力设备》2019年第2期论文;