综述封闭式圆形煤场在电厂输煤系统中的问题

摘 要：本文阐述封闭式圆形煤场具有占地小、单位面积储煤量大、自动化程度高、抗恶劣天气强、对环境污染小、外形美观等诸多优点，特别是在滨海电厂及环保要求高的地区具有突出优势。目前封闭式圆形煤场已越来越多地被采用，在电厂运煤系统中具有良好的应用前景。

关键词：火电厂;封闭;圆形煤场;堆取料机

一、概述

随着火力发电厂的规模和机组容量高参数、大容量发展，确保电厂的运行安全，要求电厂的储煤量也越来越大。如何提高场地的利用率，缩小占地面积，提高煤场作业自动化水平，是国内现代化火力发电厂储煤量设施需解决的问题。同时随着环保意识和环保要求的日益提高，大型现代化储煤场如何解决好其对周围环境特别是海滨电厂对海域的污染，避免恶劣天气对储煤场安全运行的影响等问题，已得到人们广泛重视。

目前在国际上，新型的大型全封闭圆形料场及其设备，以技术先进，程控水平高，环保性能突出，已被广泛应用于电力、建材、化工、矿山、码头、煤炭、粮食等行业物料存储、输送系统，它的安全性和可靠性已经过众多的企业和用户的认可。

二、封闭圆形煤场的主要构成部分

圆形料场主要由圆形料场堆料机、取料机、给煤机、中心柱、球冠状（或半球状）钢结构网架、土建结构、电器控制部分及其它相关辅助设施构成。

1．圆形煤场堆料机

圆形煤场的堆料机是以中心柱为中心，一端为钢结构带式输送机，另一端为配重箱。堆料机与中心立柱采用滚子轴承连接，通过回转驱动装置上小齿轮与固定在中心立柱上的齿圈啮合使堆料机实现 360°回转。

悬臂式堆料机主要结构型式有两种：悬臂固定式和俯仰式，两种形式的堆料机各有优缺点。固定式堆料机优点是结构简单，成本低，缺点是堆料机下部无料堆或料堆较低时，落差较大，料场内物料粉尘飞扬较严重。俯仰式堆料机采用液压油缸俯仰方式，其优点是悬臂可根据堆料高度上下俯仰，减少物料落差，避免粉尘飞扬，同时可适当降低中心柱高度，降低造价，缺点是结构相对复杂些。

2．圆形煤场取料机

取料机位于中心柱的下部，煤场地面上，并以中心立柱为中心 360°回转。其一端为链条刮板机，另一端为配重箱。刮板固定在双链条机构上，通过尾部的双电机驱动链轮作循环运动，将取料机下部的煤刮入中心立柱下的圆锥形煤斗内，并沿取料机上部空返至取料机头部。取料机的头部链轮处设有链条的拉紧装置。取料机的俯仰功能是通过设在中心柱附近的卷扬机带动钢丝绳伸缩而实现的。

刮板式取料机结构型式分为：悬臂式、门架式和桥式。

（1）悬臂式刮板取料机一端为刮板式取料机，另一端为配重箱。取料机的俯仰通过设在中心立柱附近的卷筒带动钢丝绳来实现的。取料机与中心立柱采用滚子轴承连接，通过回转驱动装置使堆料机实现 360°回转。

（2）门架式刮板取料机是将刮板式取料机设在一门形构架上。取料机的俯仰方式与悬臂取料机相同。门架一端与中心立柱亦采用滚子轴承连接，另一端支撑在料场挡料墙上部的圆形轨道上，取料机的回转通过圆形轨道上的台车驱动来完成。

（3）桥式刮板取料机于上述两种不同，是将刮板吊挂在桥架下，没有俯仰，采用低位取料，取料时靠料爬往复运动使物料沿料堆断面均匀下滑给刮板机供料。

3．中心立柱

堆取料机的中心立柱位于圆型料场的中心，为堆取料机的重要钢结构件，既承受着各主要部件及输入栈桥的载荷，又是各部件的安装中心，故其制造和安装工艺要求非常严格。它是由钢板卷扎制成圆筒状并焊接组装而成。其上设有堆料机和取料机回转用的滚子轴承以及连接各设备部件的环状滑动电缆。

中心立柱的顶部与进入圆形料场的带式输送机栈桥相接，并作为栈桥载荷的一个支承点。带式输送机的头部料斗下口与中心立柱顶部的落物料管采用法兰连接，并通过其下部的导料管将物料输送到堆料机的悬臂带式输送机上。

4．圆形料场土建结构

圆形料场土建结构是由钢结构网架和环形筋板式钢筋混凝土挡料墙及其基础组成。网架屋盖采用彩色压型钢板，局部设有阳光板采光带。

5．电气及控制系统

在圆形料场附近设有电气配电室。动力和控制电缆通过地下输送物料隧道经取料机中心立柱底部进入中心立柱内，再通过滑环或拖令接至各设备。堆取料机与输物料程控室也有控制电缆相连，实现程控室远端控制。在料场内的四周和堆取料机上都设有摄像头，并在程控室设有监视器，便于运行人员在程控室内对料场进行监视和操作。

控制普遍采用 PLC 控制，运行方式以全自动、半自动为主，人工操作为辅，可实现全自动无人操作。

6．圆形料场其它相关辅助设施

圆形料场挡料墙靠地面处设有一个电动卷帘门（设备检修和推料机通道）。在地下胶带机隧道的中部设有料斗及振动给料机，作为紧急情况时的排料口，料场配备推料机作为紧急排料设备。

在料场的圆形挡料墙及堆取料机中心柱上均设有消防水枪等消防设施和人行通道。

圆形料场采用自然通风方式，排风口设在网架的顶部中央，进风口为网架根部与环形挡墙之间的环形口。

三、圆形料场堆取料机运行原理

1．基本运行原理

（1）堆料作业。堆料机定点给物料至料场地面，形成一个圆锥形物料堆。当物料堆达到一定高度，其顶面触及堆料机端部的探头时，堆料机回转一定角度，紧靠料堆进行斜坡堆料，堆积另一个料堆，按此方式，堆料机逐渐堆积数个紧靠的料堆，直至料场充满（回转 360°）或堆料机已回转到与取料机的安全距离极限位置。

（2）取料作业。预先设定取料回转范围，取料机将在设定的范围内开始回转取料。在取料过程中，如果取料机上的高位探头触及到物料，取料机的回转机构将停止运行或反方向回转，即使这时取料机还未达到设定范围的边界。

如果在取料过程中，取料机的两个低位探头仍然接触物料，而高位探头未接触物料，取料机将继续回转到物料堆的边缘，直到低位探头悬空。这时，取料机可超过原设定范围，其回转机构的运行靠低位探头是否悬空来控制。

（3）堆、取料同时作业。堆料作业和取料作业可以在各自的设定范围内同时进行。此时必须设定好各自的工作范围和安全距离。料场设计时允许在 360°范围堆满物料，但在实际运行时，由于储量的动态变化，一般在料场内留出人员以及推物料机进出的通道。

堆取料机的运行模式有三种：检修、人工操作、自动运行。

（4）检修模式。在检修模式下，除各设备自身的一些保护装置外，设备之间的连锁均已解除。这种模式主要用于设备检修或调试期间使用。

（5）人工操作模式。在人工操作模式下，各设备均已加入连锁。这种模式主要用于以下情况：

① 将堆料机或取料机运行到工作位置。

② 对料堆进行初步处理，为自动运行作准备。

③ 因某些条件限制不能采取自动运行时。

（6）自动运行模式。运转前需要人工进行工作范围、工作时间、作业量的设定。尔后设备将按既定程序自动工作，不需司机在机上监控。一旦采用自动运行模式，堆料机和取料机将自动地进行回转堆料、取料作业。

四、圆形煤场的主要特点

封闭式圆形煤场及设备，技术先进，程控水平高，环保性能突出，目前在国际上较常采用，并已运行数十年。因此圆形煤场的安全性和可靠性已经充分得到验证，其主要特点有以下几点：

1．圆形料场环保性能突出，较好地解决了储料场对其周围环境的污染问题。

2．圆形料场技术先进、程控水平高。圆形料场的高自动化操作，大大提高了整个输煤系统的生产效率和可靠性，提高大型储料场自动化水平。

3．圆形料场的建设占地面积小，场地利用率高。土石方量比长形料场降低很多，尤其是对需要开山填海的土建优势更加明显。

5．避免恶劣天气对储煤厂安全运行的影响。一般料场刮风下雨对物料影响很大，从而进一步影响物料输送系统，而全封闭结构的圆形料场对物料有很大的保护作用。工程，土建优势更加明显。

6．煤场作业可实现“先进先出”的堆取作业运行原则，按煤的自燃周期更新，有效防止煤场的煤堆自燃。取料机沿煤场内的煤基本取净，死角余煤量极少，煤场辅助作业工作量小。

五、结束语

综上所述，封闭式圆形煤场具有较多的技术优势，具有占地省、储煤量大、自动化程度高、运行安全可靠、抗恶劣天气强、对环境污染小、景观好等特点，在地处沿海台风区域或城镇周边环保要求较高的地区特别适用。

目前，随着设备国产化程度的提高，建筑新技术的应用及结构设计的优化，封闭式圆形煤场工程造价必将进一步下降。如工程地质较好，封闭式圆形煤场造价与同容量的半封闭斗轮机煤场比较，其工程造价相当。在环保要求越来越高的今天，封闭式圆形煤场是值得推广的储煤方式。