大型筒倉布料與給料設施的應用現狀與選型研究

錢錫銘

（中國能源建設集團浙江省電力設計院有限公司，杭州 310012）

大型筒倉布料與給料設施的應用現狀與選型研究

錢錫銘

（中國能源建設集團浙江省電力設計院有限公司，杭州 310012）

在對大型筒倉應用現狀調研的基礎上，分析比較了筒倉布料設施、給料設施的選型以及運行效果，針對某火電廠因場地狹小無法布置條形煤場與圓形煤場的實際情況，給出2種筒倉布置方案。經比較，方案1在筒倉頂部布置3條帶式輸送機，采用犁式卸料器布料，倉底采用振動給煤機給料，每個筒倉配置17臺振動給煤機，該方案增強了筒倉運行的靈活性，提高了筒倉運行可靠性。

煤場；筒倉；布料設施；給料設施；卸料

0 引言

目前，國外封閉式煤場主要采用條形封閉煤場、圓形煤場、歐羅倉、筒倉等形式，若是同樣貯存15萬t煤，4種煤場占地面積分別為12萬m2，4.5萬m2，1.5萬m2，1.5萬m2，占地面積之比為8:3:1:1。圓形煤場國內水平已與國外持平；歐羅倉國內處于引進消化階段，尚未實施；筒倉國內與國外仍有較大差距，如日本筒倉單倉最大貯煤量高達10萬t，而國內僅5萬t（用于中煤平朔集團東露天洗煤廠）。

大型筒倉的布料設施主要是帶式輸送機與環形布料機[1]，給料設施主要是振動給煤機與環式給煤機[2-3]。本文對大型筒倉布料與給料設施進行了調研分析與選型研究。

1 筒倉應用現狀

1.1 中煤平朔集團東露天洗煤廠筒倉概況

中煤平朔集團東露天洗煤廠（以下簡稱A廠）筒倉規模為3座筒倉總儲煤量13萬t，其中2座5萬t筒倉、1座3萬t筒倉。筒倉由中煤西安設計工程有限責任公司設計，采用鋼筋混凝土建造，為半地下結構，布置在煤礦到洗煤廠之間，3座筒倉呈1列布置，3萬t筒倉布置在2座5萬t筒倉的中間。5萬t筒倉底部為錐底設計，直徑45 m，高度54 m（其中地上33 m、地下21 m）。3萬t筒倉直徑30 m，高度54 m（其中地上33 m，地下21 m）。

3座筒倉上部設貫通進煤封閉廊道，用于布置刮板機布料。封閉廊道內設刮板機，出力3 000 t/h，用于筒倉進煤布料，3路對稱布置，共設6臺。刮板機下設閘板，向筒倉布料，其中5萬t筒倉設17個布料點，3萬t筒倉設11個布料點。

3座筒倉下部設貫通出煤地下廊道，用于布置帶式輸送機及振動給煤機。帶式輸送機3路布置，帶寬1 800 mm，帶速3.5 m/s，出力3 600 t/h。筒倉下部采用振動給煤機，出力2 000 t/h，向3路帶式輸送機供煤。5萬t筒倉下設17臺振動給煤機，3萬t筒倉下設11臺振動給煤機。

筒倉的作用是當洗煤廠設備或洗煤廠至煤礦的帶式輸送機故障時，不影響煤礦連續出煤，即主要用于緩沖。

筒倉存煤時間7 d左右，最長30 d。筒倉自2012年7月投入運行以來，設備運行達到設計要求，系統運行比較順暢，未發生堵煤等影響輸煤的重大事故，但仍存在以下問題：刮板機故障率較高，需要經常檢修、維護；筒倉存煤發生過自燃，需立即排空。

對此給出以下解決方法：將刮板機改為帶式輸送機，減少維修工作量；筒倉配置惰性氣體保護系統，減少煤炭自燃的可能；煤炭如有自燃傾向，采用排倉系統，快速將煤炭送至露天事故煤場。使用效果有待投產后檢驗。

1.2 神華集團黃驊港煤碼頭筒倉群概況

神華集團黃驊港煤碼頭（以下簡稱B廠）筒倉群規模為48座3萬t筒倉，總儲煤量125萬t。筒倉采用鋼筋混凝土建造，全地上結構，布置在翻車機到碼頭裝船機之間。3萬t筒倉底部為錐底設計，直徑30 m，高度42 m。

48座筒倉上部設8條進煤封閉廊道，即每列6座筒倉設1條貫通進煤封閉廊道，筒倉群每列設2條貫通進煤封閉廊道。每條貫通封閉廊道內布置1條帶式輸送機、1臺移動式卸料車。筒倉上部采用普通帶式輸送機輸煤，單路布置，帶寬2 400 mm，帶速5 m/s，出力8 000 t/h。

每列（12座）筒倉下部（0 m層）設貫通出煤地面露天廊道（除在筒倉內的部分），廊道內布置雙路帶式輸送機，帶寬1 800 mm，帶速5 m/s，出力4 600 t/h。筒倉下部布置活化給煤機，出力4 000 t/h，向2路帶式輸送機供煤。每個3萬t筒倉下設6臺活化給煤機，每條帶式輸送機由3臺活化給煤機供煤。帶式輸送機上設1臺移動式卸料車，卸料車兩側卸料，間距9 m，用于6座3萬t筒倉進煤布料。當移動式卸料車在1個筒倉上部時，可對該筒倉兩側連續布料。

筒倉群的作用是當裝船機、輸煤設備故障或煤船減少時，不影響翻車機連續接卸鐵路來煤，即主要用于緩沖。

筒倉平均存煤時間10 d左右，最長30 d。自投運以來，設備運行達到設計要求。但仍存在以下問題：筒倉存煤發生過自燃，需立即采取排空筒倉內燃煤的方法解決；移動式卸料車跨越2個筒倉時需要帶式輸送機上斷煤或將煤炭輸往頭部筒倉。

對此給出以下解決方法：筒倉配置惰性氣體保護系統，并且考慮到惰性氣體從筒倉下部滲透煤炭需要2 h左右，需不間斷地向筒倉內注入惰性氣體；將移動式卸料車改為犁式卸料器，帶式輸送機上不斷煤也能實施換倉布料。使用效果有待投產后檢驗。

1.3 國華北京第一熱電廠筒倉概況

國華北京第一熱電廠（以下簡稱C廠）1萬t筒倉規模為6座筒倉，總儲煤量6萬t，采用鋼筋混凝土建造，為全地上結構，呈1列布置。1萬t筒倉底部為錐底設計，直徑22 m，高度35 m。

6座筒倉上部采用貫通封閉廊道，設置普通帶式輸送機輸煤，雙路布置，帶寬1 400 mm，帶速2.5 m/s，出力1 200 t/h。皮帶機上設置犁煤器，用于筒倉進煤布料。每個筒倉布置4臺犁煤器（每條皮帶機布置2臺犁煤器），為筒倉4點布料。

6座筒倉下部（0 m層）布置環式給煤機，出力300 t/h，向2路皮帶機供煤。環式給煤機下設貫通出煤地下廊道，廊道內設置普通帶式輸送機，雙路皮帶機布置，帶寬1 000 mm，帶速1.6 m/s，出力500 t/h。

筒倉的作用是保障2臺200 MW機組15 d的耗煤量，即主要用于存儲。

筒倉存煤時間15 d左右，最長40 d。投運后主要存在以下問題：環式給煤機故障率較高，需要經常檢修、維護，而且空間小，檢修困難；筒倉存煤發生過自燃，需采取盡快排空的方法解決；筒倉存煤發生蓬煤現象，需采取人工捅煤方法解決，處理困難。

對此給出以下解決方法：將環式給煤機換成振動給煤機，每個筒倉底部設多個錐斗，以提高給料的靈活性，即使某臺振動給煤機故障，也不影響該倉的給料，減少了維護工作量，檢修空間也大；筒倉配置惰性氣體保護系統，不間斷地向筒倉內注入惰性氣體，煤炭先進先出，減少煤炭在筒倉內的滯留時間，減少煤炭自燃的可能；筒倉底部采用振動給煤機后，在振動力作用下煤炭松動下落，避免了蓬煤現象。使用效果有待投產后檢驗。

1.4 筒倉系統設置比較及運行分析

1.4.1 布料設施比較

A廠筒倉采用刮板機布料，刮板機故障率高，維護量大，運行噪音較大；B廠筒倉群采用移動式卸料車布料，在跨越2個筒倉時需要帶式輸送機上斷煤，影響輸煤系統的效率；C廠筒倉采用犁煤器布料，設備簡單、可靠，維護量小。

1.4.2 給料設施比較

A廠筒倉采用振動給煤機，故障率相對較高；B廠筒倉群采用活化給煤機，噪音小，設備簡單、可靠；C廠筒倉采用環式給煤機，設備復雜，故障率高，維護量大，運行噪音較大，環境條件差。

1.4.3 安全監測設施比較

A，B，C廠的筒倉均設置溫度、可燃氣體、煙霧、料位監測裝置。

1.4.4 筒倉作用比較

A，B廠筒倉主要起到緩沖作用，以提高一個煤礦或集團的生產運行效率，其存煤時間相對較短。C廠筒倉主要起到儲煤作用，以提高輸煤系統效率，保障發電機組可靠供煤，存煤時間相對較長。相比之下，C廠存煤自燃的概率更高。

1.4.5 運行情況對比分析

使用筒倉作為存煤設施，既可防止燃煤雨天被淋濕、冬季形成凍塊，又有利于輸煤系統的高效、穩定運行。A，B，C廠筒倉運行情況對比詳見表1。

A，B，C廠存煤自燃的部位均在筒倉上部燃煤與空氣接觸處，發生自燃后，都是采取盡快排空筒倉內自燃煤的辦法。相比之下，A廠可將筒倉自燃煤倒運至洗煤廠，B廠可將筒倉自燃煤倒運至一、二期露天儲煤場，處理起來較為方便、快捷。而C廠處理筒倉自燃煤就要緩慢一些，要等待機組的耗煤。

1.4.6 應對措施

針對調研中發現的問題，建議采取以下應對措施：采用帶式輸送機配犁式卸料器進行布料，靈活簡單，維護工作量小；采用與活化給煤機類似的振動給煤機，減少故障率；配置溫度、可燃氣體、煙霧、料位監測裝置；振動給煤機的入料口由1 500 mm×1 500 mm擴大到3 350 mm×3 350 mm，消除堵煤或蓬煤現象；配置惰性氣體保護裝置，并設置排倉系統，當存煤有自燃傾向時，將筒倉內的煤排至露天事故堆場。

2 筒倉布料與給料設施比較

某火電廠規模為2×1 050 MW機組，初設時因場地緊張，未采用條形封閉煤場，設了2個直徑110 m的圓形煤場，后因實施煙塔合一方案，煤場調整為筒倉方案，采用3個直徑45 m的筒倉串聯布置，每個筒倉貯煤5萬t。電廠來煤由鐵路運輸抵達電廠鐵路專用線，采用翻車機系統作為卸煤設施，卸下的煤從翻車機室經帶式輸送機送往各筒倉。

2.1 筒倉的布置方案

方案1：煤場設備采取堆取分離的方式，煤場頂部為堆煤區域，煤場底部為取煤區域。布料設備主要由堆煤帶式輸送機、犁式卸料器組成；給料設備主要由振動給煤機、取煤帶式輸送機組成。筒倉頂設3條帶式輸送機，中間的帶式輸送機比較常用，兩邊的帶式輸送機使用頻率稍低。筒倉地下設3條帶式輸送機，分別設5，7，5臺振動給煤機，每臺出力400～700 t/h，給料時2～3臺振動給煤機同時給料，以減少筒倉的側壓力。振動給煤機采用自動化控制，完全實現遠程控制，無人值守。

表1 A，B，C廠筒倉運行情況對比

表2 筒倉布置方案技術對比

方案2：堆煤設備主要由卸料小車、環形布料機、堆煤帶式輸送機組成，取煤設備主要由環式給煤機、取煤帶式輸送機組成。筒倉頂設2條帶式輸送機。環形布料機可雙向運行，且有2個輸送半徑，使布料點成為由大小兩個同心圓組成的雙環。這種形式落料連續、均勻，充滿系數大，能使筒倉的沖滿率達到95%，對倉壁側壓均衡。環形布料機采用全密封結構，可有效降低粉塵污染。該形式雖然系統布置復雜一些，但能夠有效提高筒倉的充滿系數，對倉壁的側壓均勻，有利于筒倉的安全運行。

2.2 技術經濟比較

2種方案的技術對比見表2。根據表2可知，方案1和方案2都是可行的，二者占地面積相同，只是方案1筒倉充滿程度與出料均勻性稍差，但設備維護方便，檢修場地相對較大。方案1布料設施與給料設施故障對筒倉運行的影響不大，筒倉運行的靈活性較好，可靠性也高，從技術層面而言，方案1占優。

2種方案的經濟性比較見表3。由表3可知，方案1與方案2投資相差1 332萬元，就經濟性而言，方案1更優。

表3 筒倉布置方案經濟性比較萬元

3 結語

在對大型筒倉的布料設施和給料設施調研分析的基礎上，結合某火電廠實際情況，給出2種筒倉布置方案。從技術經濟性角度衡量推薦采用方案1，即：在筒倉頂部布置3條帶式輸送機，采用犁式卸料器布料，倉底采用振動給煤機給料，每個筒倉配置17臺振動給煤機。該方案使得筒倉運行更加靈活、可靠。

[1]周留才.石景山熱電廠超大型貯煤筒倉的設計[J].華北電力技術，1999，（4）:4-6.

[2]王維，王立娟.大型貯煤筒倉給煤設備的應用及選型[J].硫磷設計與粉體工程，2013，（5）:20-22.

[3]張萬山，揚穎.筒倉卸煤設備活化給煤機與環式給煤機的技術比較[J].露天采礦技術，2013（8）:71-73.

（本文編輯：方明霞）

Application and Selection of Distributing and Feeding Facilities of Large Coal Silo

Qian Ximing
（CEEC Zhejiang Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Hangzhou 310012，China）

By investigation on the application of large coal silo，the paper compares the selection and operation effect of distributing and feeding facilities.Due such narrowness of thermal power plant that neither bartype coal field nor circular coal field can be designed，the paper presents two silo distribution schemes.After the study，it recommends scheme 1 of setting 3 belt conveyors on the top of the silo，adopting plough type tipper for coal distributing and using vibration coal feeder at the bottom of the silo for coal feeding.There are 17 vibration coal feeders set for each silo.The scheme improves the silo operation flexibility and reliability.

coal field；silo；distributing facility；feeding facility；unloading

TM621.7

：B

：1007-1881（2016）07-0057-04

2016-04-28

錢錫銘（1965），男，高級工程師，從事運煤設計工作。