火力發電廠運煤系統帶式輸送機出力分析

(內蒙古電力勘測設計院有限責任公司，內蒙古 呼和浩特 010011)

0 引言

近年來大部分已投運電廠反饋，其運煤系統帶式輸送機達不到設計出力，導致電廠運煤系統正常運行時間增加，為保證鍋爐安全穩定運行甚至需要雙路帶式輸送機同時運行。本文針對運煤系統帶式輸送機達不到設計出力問題，對內蒙古地區部分電廠進行了現場實地或電話調研。

1 影響帶式輸送機出力的因素

根據現行國家標準GB/T 17119—1997《連續搬運設備 帶承載托輥的帶式輸送機 運行功率和張力的計算》[1]和《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》[2],帶式輸送機的最大輸送能力計算公式：

式中：Q為帶式輸送機的最大輸送能力，t/h；S為輸送帶上物料最大橫截面面積，m2；v為帶速，m/s；k為輸送機的傾斜系數；ρ為物料的松散密度，t/m3。

輸送帶上物料最大橫截面面積是由輸送帶的可用寬度、槽形、物料流的橫截面形狀[1]、帶式輸送機的傾斜角度等決定的。因此，就帶式輸送機本身而言，影響其出力的直接因素是帶寬、帶速、托輥槽角、輸送角度的設置以及輸送物料的堆積密度。通常電廠燃煤的堆積密度主要與煤炭的種類和顆粒度有關。

另外，帶式輸送機的給煤方式是否連續均勻、煤流是否居中，帶式輸送機的安裝質量、配置情況以及電廠的運行管理水平等也會間接影響帶式輸送機的運行出力。

對于電廠運煤系統整體而言，還要考慮到給煤機、取料機、篩碎設備、導流設施等其他設備的運行情況對帶式輸送機出力的影響。

2 帶式輸送機出力情況調研

綜合考慮上述影響帶式輸送機出力的各種因素，首先，由于每個電廠都存在多條不同輸送角度的帶式輸送機，故本次調研不考慮不同輸送角度的影響；其次，煤的堆積密度根據煤種不同而不同，通常無煙煤和煙煤堆積密度較大，褐煤較小；再次，通常鐵路和水路來煤的顆粒度較小且均勻，公路來煤的顆粒度較大；另外由于本次調研的電廠均已運行3年以上，考慮到安裝質量和配置情況影響較小，故暫不考慮安裝質量和配置情況對帶式輸送機出力的影響。

除去帶式輸送機輸送角度、煤的密度和顆粒度、設備安裝質量以及配置情況等因素外，作者針對影響帶式輸送機出力的其他可能因素，對現已投產運行的內蒙古地區達拉特發電廠、呼和浩特豐泰發電廠、上都電廠、錫林浩特電廠運煤系統帶式輸送機的出力情況進行了調研。其調研數據見下表1。

表1 調研數據統計表

3 調研情況分析

通過調研，發現本次抽樣調研的全部電廠帶式輸送機均未按設計出力連續穩定運行，只是最大瞬時出力能夠達到或者略超過設計出力。調研發現，實際運行過程中，影響帶式輸送機出力的主要因素有人為安全因素、物料加載狀況(給煤方式)、煤質情況和受料狀況等。

3.1 為安全穩定降低出力運行

目前大部分電廠無論機組負荷高低，其輸煤系統運行綜合出力也沒有按能夠達到的最大綜合運行出力連續運行，其原因主要是運行人員從安全、穩定、連續運行的角度考慮，為避免大出力帶來的灑煤、堵煤、斷帶、突然停機后滿載啟動困難等問題，從而選擇了目前相對合理的輸送能力。

3.2 物料加載不均勻

通過本次調研，還發現部分給料設備無法做到連續均勻給料，尤其是斗輪堆取料機在取料時的取料量波動較大。以達拉特電廠三期為例，其采用葉輪給煤機上煤時皮帶秤計量曲線較為平穩，如圖1所示，但啟動后逐漸加載時間較長。而當采用斗輪堆取料機取料時皮帶秤計量曲線上下波動特別明顯，如圖2所示。

圖1 葉輪給煤機給煤時的皮帶秤計量曲線

圖2 斗輪堆取料機取料時的皮帶秤計量曲線

根據DL/T 5187.1—2016《火力發電廠運煤設計技術規程第1部分：運煤系統》[3]中6.2.5條，通過理論計算得到的帶式輸送機出力為最大出力，帶式輸送機的額定輸送能力還要考慮有效裝料系數0.80～0.95，有效裝料系數為裝料系數和傾斜系數的乘積，裝料系數取決于物料的粒度、運行堆積角、給料均勻性、輸送能力貯備。表1根據《DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊》中公式Q=3.6Svkρ計算的帶式輸送機理論計算最大出力已經考慮了傾斜系數、物料的粒度和運行堆積角，而未考慮給料均勻性和輸送能力貯備。

通過上面的分析，可以認為根據公式Q=3.6Svkρ理論計算得到的出力是帶式輸送機所能達到的最大安全出力，而實際運行考慮到給料的均勻性等客觀因素，帶式輸送機的實際出力只能在理論計算最大出力以下一定范圍內波動。若要使理論計算得出的帶式輸送機出力更加接近于實際運行出力，應根據帶式輸送機源頭受料點不同的給料設備乘以不同的給料系數。

3.3 煤質差和給料點不居中

根據現場運行人員反映，當來煤煤質情況(粒度、含水量等)特別好，且帶式輸送機落料點受料狀況良好(煤流居中)的時候，運煤系統就可以達到相對較大的綜合運行出力。反之，當煤質情況較差時只能降低出力運行；而當因為切換受料點或大塊煤流沖擊等，導致煤流偏載時，需要在運行過程中長時間不斷調整，逐漸加大出力，這就導致整個班次上煤的綜合運行出力偏低。

4 結論

綜合上述調研情況，得出如下結論以供分析討論：

1) 一般單臺帶式輸送機獨立運行，基本可以達到理論計算出力。而根據調研情況，對于電廠多條帶式輸送機組成的運煤系統整體而言，受人為因素、給料不均勻、受料狀況等諸多因素影響，很難達到理論計算出力。

2)根據公式Q=3.6Svkρ計算帶式輸送機出力時，建議引入給料系數。并且在理論計算過程中，當帶式輸送機源頭受料點采用不同的給料設備時，應乘以不同的給料系數，從而可以使理論計算得到的出力更加接近于實際運行出力。

3)考慮到電廠運煤系統每班啟動時逐漸調整增大出力所需的時間，以及帶式輸送機運行出力低于設計出力所增加的上煤時間，實際運行中，電廠運煤系統每天的實際運行小時數遠大于設計運行小時數。