火電廠煤倉間標高優化相關設計

唐 暉

（中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，廣東廣州510663）

0 引言

隨著各省“十三五”電力規劃綱要的陸續提出，我國燃煤發電技術領域發電技術和裝備不斷向高參數、高效率、大容量及清潔化方向發展。其中，大型超臨界循環流化床鍋爐以其燃料適應性高、燃燒效率高、氮氧化物排放低、石灰石爐內脫硫成本低、負荷調節比大和負荷調節快等突出優點正日益受到青睞。如何優化其給煤系統的煤倉間設計，降低輸煤皮帶層高度，對降低工程造價、推動新型燃煤機組應用、響應能源規劃綱要具有重要意義。

1 中心給料機方案

中心給料機是一種用于料倉物料定量輸出的設備，通過可變頻調速的刮刀將物料推到中心孔落下，刮刀式下料裝置可以取出料倉中用一般機械非常難取出的散裝物料。中心給料機由大口到小口的給料過程在同一平面上完成，無需過渡，給料通暢。

1.1 中心給料煤斗結構

中心給料口的直徑（4～6 m）遠大于常規煤斗落煤口直徑（～1 m），使得在同樣取滿足相關規程要求的煤斗容積和煤倉壁板傾角的前提下，中心給料煤斗結構明顯優于常規雙曲線煤斗（圖1），為降低煤倉間高度創造了條件。

圖1 煤斗結構比較

由于煤斗下部的體積比常規煤斗大，因此在容量相同的情況下，中心給料機煤斗設計方案的頂標高比常規煤斗低。在一個典型350 MW循環流化床機組工程[廣東華電南雄“上大壓小”熱電聯產（2×35萬kW）工程]中，其高差在2 m左右。

1.2 煤閘門

中心給料方式屬于強制給煤，因此煤斗無需安裝垂直方向上的煤閘門。煤斗與給煤機的接口可比常規煤斗降低約1 m。

1.3 方案評價

采用中心給料機方案，可以大幅降低煤倉間高度。造價方面，需整體比較中心給料機設備增加的成本和降低的各項成本。

煤倉間空間利用率增高，應注意統籌考慮煤斗、中心給料機和下部給煤機的檢修維護空間。

常規煤粉爐通常同樣可以采用中心給料機，以取用其帶來的降低高度便利。

2 給煤機布置方案

2.1 給煤機及其皮帶傾斜設計

將給煤機及其皮帶傾斜布置（圖2），可以進一步降低給煤口的高度。但給煤皮帶的傾斜角度不能太大，否則將會影響給煤皮帶的工作。

圖2 給煤機傾斜布置示意圖

給煤機傾斜布置可以降低給煤機層約1 m。

2.2 方案評價

采用中心給料機方案，可以進一步降低煤倉間高度。造價方面，需整體比較中心給料機設備增加的成本和降低的各項成本。

在實際設計之中，考慮給煤機層建筑樓面找坡宜與傾斜方向一致，最終給煤機層與鍋爐鋼架相應平臺形成一定高差。如有必要，應考慮設置通行斜梯、給煤機皮帶維護階梯大平臺等。考慮到荷載，平臺不宜設置為混凝土結構。

對于常規煤粉爐而言，其給煤層的高度由磨煤機的高度、磨煤機檢修要求以及送粉管道的布置等因素共同決定，不存在給煤機皮帶，因此與此方案無關。

3 落煤管段優化方案

鍋爐給煤口高度給定后，給煤機出口后落煤管長度也成為直接影響煤倉間最終高度的重要因素。

落煤管一般包括煤閘門、直管段、補償器等管件。在設計時應謹慎考慮管件選型，適當配合增大管徑、斜管角度，盡量避免變徑管、（斜）三通等管件增加落煤管段長度。

對于常規煤粉爐而言，不存在此段落煤管，因此與此方案無關。

4 標高計算

輸煤皮帶層標高是煤倉間和輸煤棧橋土建造價的決定性因素之一，它還影響輸煤皮帶的運行電耗。降低輸煤皮帶層標高可降低建設投資和運行費用。

對典型循環流化床機組，輸煤皮帶層高度各項如表1所示。

表1 循環流化床機組高度變量

其計算公式為：

對典型煤粉爐機組，輸煤皮帶層高度各項如表2所示。

表2 煤粉爐機組高度變量

其計算公式為：

5 結語

通過多種方案優化火電廠工程設計，在滿足各方要求下可以盡量降低煤倉間的標高，從而帶來造價降低、易于運行維護等便利。這些方案對今后火電廠煤倉間的設計有參考和借鑒意義。