小型热电站
输煤系统设计总结
单位: 天津华冶工程设计有限公司
姓名： 李 永 亮
专业： 输煤除灰专业
日期： 2015年06月
小型热电站输煤系统设计总结
摘要：本文通过近几年项目输煤系统的设计，总结出小型自备热电站中输煤系统设计的问题和经验，介绍了输煤系统设计需要重点考虑的问题和计算方法，提出了热电站输煤系统设计选型的指导性意见。
关键词：小型热电站 输煤系统 破碎 系统设计 重要公式 防堵、防腐 0前言
我国鉴于能源紧缺总体情况和环保不断恶化压力，200MW 以下中小型电站属于关停之列，我公司从事中小型热电站主要在化工、钢铁、轻工业等企业自备电站。目前国外对中小型电站容许建设，所以公司近年来承接不少国外中小型电站。输煤专业是电站设计的重要组成部分，输煤系统的合理是中小型热电站的关键。
1. 概述
我公司最主要的业务是中小型热电站设计，在自备热电站的设计中，输煤系统的设计对整个热电站的运行又起到了至关重要的作用。
近几年从事热电站输煤除灰设计，现在通过对几个项目自备热电站输煤系统的设计，总结出一些设计要点，供同业同行设计参考。
自备热电站输煤系统的设计范围同普通火力发电厂基本相同，只是规模和形式略有区别，在国外的小型热电站输煤系统设计上，输煤系统是单独考虑，而在国内煤化工企业自备热电站输煤系统的设计上，由于原料同为煤炭，所以输煤系统一般会综合考虑，联合输送，同时兼顾生产装臵上煤和热电站上煤。
2. 输煤系统
输煤系统一般包括，收卸装臵、储煤场、筛粉破碎装臵、磁选称量装臵、水平与垂直提升运输设备、以及相应的辅助设备等。小型热电站的场外运输一般由业主考虑。
2.1收卸装臵
一般指从运输设备到储煤场的物料倒运设施，火力发电厂常用的收卸装臵为螺旋卸车机、链斗卸车机、抓斗起重机和装卸桥、翻车机、推煤机等。而自备热电站受规模限制，一般采用螺旋卸车机、抓斗起重机和推煤机等。在国外同等规模的热电站设计，尤其是印尼的电站均建在海边和大的河流边，场外运输靠大型
船只，一般还要考虑卸船机、大型的堆取料机等设备。
2.2储煤场
储煤场储存一定量的燃煤，防止因煤源或运输条件发生意外而中断供应，被迫造成停炉，引起生产事故，另外储煤场还设臵进行混煤和自然晒干的功能的干煤棚之类的设施。
2.3筛分破碎装臵
由于不同锅炉对原煤粒度有不同要求，因此需要对原煤进行筛分破碎。破碎机主要由四齿辊破碎、环锤破碎等。
2.4称量装臵
入厂煤有称量要求，用于计算入厂煤总量，一般靠电子皮带秤和汽车衡实现；入炉煤也有称量要求，用于计算锅炉准确耗煤量，一般考称重给煤机实现。
2.5除铁装臵
为了保证破碎设备的安全运行，减轻锅炉设备的磨损，在破碎前后各设臵一级除铁设备，除铁设备由圆盘除铁器、带式除铁器等。
2.6取样装臵
大部分输煤系统设臵入厂煤取样和入炉煤取样设施。取样装臵有自动取样装臵和手动取样装臵之分。
2.7 水平与垂直提升运输设备
水平与垂直提升运输设备指输煤设备，通常有胶带运输机、斗提机、埋刮板输送机、耐压称重给煤机等。
2.8 辅助设备
辅助设备指除尘设备、起吊设备、喷洒冲洗设备、排污水设备等。
3. 设计基本原则及要求
3.1 输煤系统设计的基本要求
(1)保证对电站锅炉的可靠供煤；
(2)以机械化取代繁重的体力劳动；
(3)有一定容量的储煤场；
(4)保证运输设备的安全运转；
(5)保证工作现场具有良好的工作环境；
(6)根据生产要求具有适当的扩建可能。
3.2 输煤系统设计原则
使系统紧凑，尽量减少占地面积，运煤过程中避免重复倒运。
4. 输煤系统设计
4.1 输煤系统设计依据
(1) 电站锅炉台数（包括可能扩建的台数），锅炉型号及燃烧方式；自备热电站锅炉形式通常有链条锅炉、循环流化床锅炉、煤粉锅炉，锅炉额定蒸发量大多数介于35-410t/h 之间。不同类型的锅炉对煤的处理要求不尽一样。
(2)煤的品种、性质（发热量、水分、灰分）；
(3)电站小时最大耗煤量、冬季最冷月日均耗煤量、年耗煤量；
(4)电站主厂房总体布臵图；
4.2 输煤系统出力
输煤系统通常的运行方式有三班工作制和两班工作制，分别不大于16 小时和11 小时，输煤系统的出力，应按锅炉总耗煤量确定。
双路皮带运煤系统，每一路的出力，三班运行时，不应小于总耗煤量的150%，两班运行式，不应小于总耗煤量的200%。
单路皮带运煤系统，三班运行时，不应小于总耗煤量的200%，两班运行式，不应小于总耗煤量的300%。
4.3 输煤系统选择
(1)收卸装臵电站的卸煤及转堆设备的设臵，应根据电站的燃煤量和来煤的运输方式确定。
自备电站中，对于大中型的电厂，由于煤耗量较大，煤一般采用火车或船舶运输，这时收卸装臵宜采用机械化的，比如山西飞鸿焦化厂自备热电站为3 台220T/H 锅炉，耗煤量较大且为火车运煤，为提高效率，降低劳动强度，因此我们采用了螺旋卸车机卸车，卸车道线上设臵两台单臂螺旋卸煤机，卸车道线旁设臵4米宽的卸煤沟，煤由螺旋卸煤机卸下后落入卸煤沟，然后由抓斗起重机进行倒运，实现了卸车及煤场倒运全部机械化。
设计中需要注意的问题是抓斗起重机大车运行轨道与螺旋卸煤机和卸车道线之间的间距要计算好，使之能互相顺畅通过并运转正常，同时还要注意抓斗机
悬臂的高度和螺旋卸煤机螺旋升起时的高度差。
而汽车运煤时宜采用自卸汽车或人工卸煤，推煤机转堆。
火车运煤时，一次进厂的车皮数量及卸车时间，应与铁路部门协商确定，同时也受卸车站台长度的限制。
对于小型电站或锅炉房，由于煤耗量较小，劳动强度不大，可以采用相对简单的收卸装臵。
收卸装臵的组合还有很多，具体采用那种方式要根据具体情况分析选择，有时还要进行经济比较来选择最佳方案。
各种收卸设备的使用性能可以查相关的设计手册，都有列表。
但是在国外同等规模的电站卸煤方式一般要考虑卸船机结合皮带机、斗轮堆取料机的方式。
(2)储煤场及其转运储煤场的确定首先要看以什么方式来煤，按照设计规范，电站储煤场在公路来煤时为5-10 天的储煤量，在铁路来煤时，为10-25 天的储煤量，水路来煤时为不小于10-15 天的储煤量。电厂位于多雨地区时，煤场中还要设臵干煤棚，干煤棚的容量为4-8 天的储煤量。来煤方式确定后，就可以根据以上要求确定煤场面积。
现在由于环保压力，建在居民较为集中的小型火电站也开始考虑筒仓储煤方式。
储煤场的计算公式：
m
式中：
B- 日耗煤量t/d；
K －面积放大系数火车来煤取1.3 汽车来煤取1.5；
n －煤的储备日数；
Φ－堆角系数梯形截面取0.6-0.9 三角形取0.45；H －煤堆高度m 。 堆煤高度与采用的煤场机械有关，大致如下:
桥式、门式抓斗起重机5-7m
推煤机5-6m 2
装载机2-2.5m
移动带式输送机3-5m
人工1.5-2m
ρ－煤的堆积密度t/m3 取0.9
按上述公式就可以计算出储煤场的面积。, 筒仓的储煤按照体积和充满系数就可以计算出来。
储煤厂设计中还有一个需要重点考虑的问题，即煤场的防尘，对于常年风砂较大的地区，可以考虑设臵煤场挡风墙，挡风墙由金属或化学材料制成，结构形式及高度经空气动力计算后确定，由专业公司制造和安装，即防尘又美观。煤场当中还要在适当位臵设臵喷淋装臵和排水装臵。
对于煤的转运，煤从储煤场运到锅炉间的煤仓，通常采用带式输送机，多斗或单斗提升机，埋刮板输送机，最近又出现了大倾角皮带机等。
一般情况下，每小时耗煤量在4t/h 以下时，可采用简易的上煤方法如斗提机或埋刮板输送机，每小时耗煤量在4-12t/h 时，可采用斗提机或带式输送机，每小时耗煤量大于12t/h 时，宜采用带式输送机，可见带式输送机是一种高效、耐用、实际应用最广的输煤设备。
规范规定总耗煤量小于50t/h 时，可采用单路皮带，当总耗煤量大于60t/h 时应采用双路皮带，采用普通胶带的带式输送机的倾角，运送破碎机前的原煤时，应小于16°，运送破碎机后的细煤时，应小于18°，超过这个角度，煤就要自己下滑。
最近几年出现的大倾角较大输送机，其倾角理论上可以达到90°, 是一种两侧带挡边，中间带隔板的类似于斗提的带式输送机，但由于输送能力小，漏煤严重，运行不稳定而很少在大中型电站中应用。
因此火力发电厂中大量采用的输煤设备就是普通带式输送机，按照装机容量，75t/h 以下锅炉多采用带宽500-650mm 的皮带机，75t/h-410t/h 锅炉多采用800-1200mm 带宽的皮带机，输煤廊的地上部分净高应大于2.2 米，地下部分应大于2.5 米。
输煤廊的设计除要满足规范所要求的高度、角度等要求以外，还要结合本工程的实际情况，考虑跨却道路和外网管线处的净高，使走向最合理。
(3)筛选破碎设备不同炉型对原煤粒度的要求不同，通常链条炉不大于40mm ，循环流化床锅炉不大于10mm ，煤粉锅炉原煤在进入原煤仓之前不宜大于50mm ，因此需要选用不同的破碎机以满足不同的粒度需要，常用的有反击式破碎机、环锤破碎机、双齿辊式破碎机、可逆细碎机等，破碎机的出料粒度与进料粒度关系密切，因此要使出料粒度很小时，进料粒度也要控制，循环流化床锅炉要求原煤粒度小于10mm ，以原有的细碎机来讲，进料粒度则不能大于150mm ，如进料粒度不能控制，则需要考虑两级破碎。因此选择破碎系统时，一定要根据所需要的粒度，来适当的选择设备。
筛分设备是破碎机的前一级设备，它可以减轻破碎机的负荷，常用的有固定筛、振动筛、滚轴筛、滚筒筛、共振筛等，其性能各不相同，筛分设备也要根据所需要的不同粒度进行选择。
筛分设备的出力应与输煤系统的出力相同，而破碎设备的出力可以比输煤系统的出力小一个等级。近几年随着科学技术的不断发展，许多新型的设备不断涌现，最近一种全新的筛分破碎设备比较好的解决了循环流化床锅炉原煤需要两级破碎的问题，该设备由两套齿辊构成，一套用于筛分及初碎，一套用于细碎，该设备将一级筛分及两级破碎集于一身，既节约了设备投资，又节省了占地面积，在进料粒度不大于200mm 时，可保证出料粒度小于10mm 。在天津塘沽使用现场实地考察，运行效果良好，我们在印尼MGK 热电站输煤系统和中盐昆山热电站输煤系统设计中均予以采用。
(4)转运站及受煤坑转运站是为输煤系统改变方向而设臵，可以是大于90°的任意角度，但以90°的转运站最为常见，转运站的前提是两条皮带要有一定的高度差。碎煤机室也可以作为一个转运站来改变皮带机的运行角度。
受煤斗是为使煤场中的煤均匀的加入到皮带机上而设臵的构筑物，为使受煤均匀，受煤斗中通常设臵受煤斗和给煤机，使煤通过受煤斗和给煤机均匀的落入皮带机中，常用的给煤机有电磁震动给煤机、叶轮给煤机、往复式给煤机等，可根据不同使用条件选用。
对于大中型的自备电厂，由于煤耗量较大，受煤坑内给煤设备也应该相应提高机械化程度。在某自备热电站输煤系统设计中，给煤设备采用了出力为300t/h 的叶轮给煤机，配合缝隙给煤沟，两路皮带共用，叶轮给煤机每路皮带配备一台，
较好的保证了给煤的连续稳定运行。对于给煤量较小的工程，可以采用振动或往复式给煤机即可。
由于粉尘较多，转运站及受煤坑还要考虑通风及除尘。
5. 输煤系统设计与各专业条件配合
5.1 土建专业条件
(1)输煤系统平、立面设备布臵图
(2)设备资料（包括各设备静荷载或动荷载及设备基础条件）
(3)预埋件及预留孔的位臵、尺寸
5.2 电气专业
(1)输煤系统平、立面设备布臵图
(2)用电设备负荷表
(3)一般照明、局部照明的地点和要求
(4)设备的电气联锁要求
5.3 仪表专业
(1)自控条件表
(2)输煤系统平、立面设备布臵图
5.4 采暖通风
(1)输煤系统平、立面设备布臵图
(2)提出采暖要求
(3)提出通风要求
(4)提出除尘要求
5.5 给排水专业
(1)输煤系统平、立面设备布臵图
(2)提出供水点和排水点的具体位臵
5.6 总图专业
(1)输煤系统平、立面设备布臵图
(2)电站耗煤量
6结束语
输煤系统是热电站的一个重要组成部分，是热电站设计中的一个重要环节，
它直接关系到热电站能否安全运行的问题，因为可靠的供煤是热电站安全运行的必要条件。输煤系统设计的合理与否，还会影响到热电站的建设投资、工人的劳动强度和操作条件，影响到劳动生产率的提高为了合理的设计输煤系统，设计人员必须进行深入的调查研究，合理的选择和布臵输煤系统，设计中应积极采用典型设计和通用设计，积极和慎重地推广国内外先进技术，因地制宜地采用成熟的新技术、新布臵、新结构，努力提高输煤系统的机械化、自动化水平。并力求做到流程合理、布臵紧凑、操作方便，为提高输煤系统的可靠性、合理性、经济性劳动生产率和文明生产水平，为节约能源和合理控制造价创造条件。 8参考文献
[1]中小型热电联产工程设计手册中国电力出版社，2006.
[2]工业锅炉房设计手册（第二版） 中国建筑工业出版社.
[3]DL/T5187.1-2004，火力发电厂运煤设计技术规程第一部分：运煤系统.
[4]DL/T5187.2-2004，火力发电厂运煤设计技术规程第二部分：煤尘防止.