摘要：综合论述了大型国际电力工程卸煤系统主流卸船工艺，对大型抓斗式卸船机、链斗式连续卸船机、螺旋式连续卸船机的特点、性能、优点及缺点进行了对比分析，也对这三种主流卸船工艺与设备进行了技术、经济比较分析，为大型火力发电厂卸船工艺的设计提供参考；文章还对大型堆场主流工艺与设备进行了综合论述，对传统条形堆场、圆形全封闭堆场、方形全封闭堆场的特性、利弊进行了技术经济比较与分析，随着技术、经济的发展，国内环保意识越来越强，环保要求越来越高，自动化程度高，环保效果好的设备及工艺技术将会得到越来越广泛的应用，本文为大型火力发电厂燃煤堆场的设计提供参考。
Abstract: The brief overview of the main process and equipment of the ship unloading system in large international power plant project is being carried out. The research of characteristics, performance, advantage and disadvantage of large grab ship unloader,the continuous ship unloaders of chain bucket elevator type, and the continuous ship unloaders of screw type is being carried out. The review of the design for parameter of ship unloader is being carried out. The economic analysis and comparison of technology for three types of equipment is also being carried out. It can provide the reference for the process design of ship unloading system. The article also presents the brief overview of process and equipment of large coal yard, and studies the characteristics, performance, advantage and disadvantage of the conventional Oblong Coal Yard, enclosed Circular Coal Yard and totally enclosed Quadrate Coal Yard. The economic analysis and comparison of technology for three types of large coal yard is also being carried out. It can provide the reference for the design of large coal yard.
1.概述
国外大型火力发电厂因设计标准、规范，建设地法律法规、设计方法及惯例、气候条件等因素与国内有一定的差别，卸煤、输煤工艺系统及设备也与国内的火电厂项目有所区别。本文以马来西亚某火电厂（1×1000MW）扩建工程为例，结合其它国际工程项目，对国际电力工程项目输煤系统的主流工艺及设备进行阐述。
2.主要设计参数
原料粒度： <2mm, 40%
>50mm, 10%
卸船机操作时间： 24h/d;
双线向炉前煤仓供煤，12 h/d;
单线向炉前煤仓供煤，24 h/d;
运煤船型：60,000~150,000 DWT;
锅炉在100%BMCR负荷下燃用设计煤种的耗煤量：2×457 t/h;
锅炉在100%BMCR负荷下燃用最差煤种的耗煤量： 2×685 t/h;
运煤系统的出力：满足2×1000MW机组的耗煤量要求;
3.主要工艺流程
国外大型火力发电厂往往建在海边，一则煤炭运输方便、运输成本低廉，二则水资源丰富，运营成本低，其输煤系统主要工艺流程图如图3.1
4.主要设备选型
4.1卸船设备
4.1.1卸船设备选型
对于建在海边的火力发电厂，主要采用海运运煤，煤炭卸船设备是卸煤系统的关键设备，国际上主流的煤炭卸船设备有抓斗式卸船机、链斗式连续卸船机、螺旋连续卸船机。
1)抓斗式卸船机
抓斗式卸船机是火电厂项目主要卸船设备，在国内得到了非常广泛的应用，在国际上的应用也非常广泛。
桥式抓斗卸船机由起升机构/开闭机构、小车牵引机构、俯仰机构、大车行走机构、落料回收装置、臂架挂钩与金属结构、电气与控制系统等构成。其工作流程为：抓斗从船舱抓取物料后，经起升机构将抓斗提升到一定高度后，将小车从船舱向料斗方向移动，当抓斗移动到料斗的正上方时打开，物料落入料斗内，再通过振动给料器将物料连续均匀地送到给料皮带机内，给料皮带机将物料送到地面接卸皮带机。（设备外形参见图4.1）
2)链斗式连续卸船机
链斗式连续卸船机适用于散货码头的散料船舶卸船作业,物料主要为矿石、煤炭等，适应船型从3千吨级至25万吨级散货船。
链斗式连续卸船机主要由以下部分所组成：链斗取料机构、链斗提升机构、斗式提升机头旋转机构、受料机构、臂架俯仰机构、臂架旋转机构、行走机构及带式输送机系统等。卸船作业时，链斗从船舱内将物料挖起，通过提升机构卸入受料机构，再转入臂架中的带式输送机，最后通过中心漏斗、出料带式输送机进入码头上的带式输送机系统（设备外形参见图4.2）。
3)螺旋式连续卸船机
螺旋连续卸船机主要由门架、转台、水平螺旋输送机、垂直螺旋输送机和以及特制的取料器等部分组成，是一种高效连续型散货卸船机，一般主要用来卸煤、水泥、散粮、化肥、钾盐等散状物料。（设备外形参见图4.3）。
螺旋卸船机的工作流程：煤炭经螺旋卸船机的旋转取料头进料装置（螺旋卸船机特制喂料头）取料后进入垂直螺旋输送机，再经垂直螺旋输送机提升至臂架螺旋输送机上，最后物料经门架上的水平螺旋输送机转运到码头带式输送机上。
4)卸船机技术经济比较
三种主要卸船机设备技术经济比较见表4.1
抓斗卸船机具有技术成熟、设备可靠、对大块及异形块适应性好、卸湿煤不易堵料、对小船适应性好、投资较低等优点，但也具有工作不连续、卸船效率低，粉尘污染较大、易撒煤等缺点，虽然设备投资低，但因荷载大，配套码头投资增大，另码头至电厂煤场的输送线长度往往长达千米以上，配套皮带机投资将会增加，抓斗卸船机的投资优势将被削弱。
螺旋卸船机作业过程在密闭状态下进行，无粉尘污染，外型和重量比其它连续卸船机小，具有工作连续、卸船效率高、清仓量少、环保、下游皮带机与码头投资相对较低等优点，但也存在螺旋易磨损，取料头寿命较短，能耗高，特别是卸湿煤时，比较容易堵料，并且处理困难等缺点。
链斗卸船机具有产品性能可靠、稳定，具有效率高、能耗低、清仓量少、对小粒度煤炭适应性好、环保、寿命长、维修方便等优点，能满足大出力、高效率和连续作业的需要。
如进港煤炭没有经过筛选，大块与异形块多，自动化程度与环保要求相对不高，对投资比较敏感，推荐选用抓斗卸船机。
如进港煤炭已经过筛选，粒度较小，自动化程度与环保要求相对较高，推荐选用链斗式卸船机。
考虑到抓斗卸船机卸船效率低，粉尘污染大；螺旋连续卸船机卸湿煤时，比较容易堵料，并且处理困难；链斗卸船机效率高、能耗低、环保等因素，该项目推荐选用链斗式连续卸船机。
4.2堆场设计
4.2.1堆场贮量
堆场贮煤量按满足锅炉在满负荷（100%BMCR）工况下燃用最差煤种时45天的耗煤量设计，总贮煤量需不少于739,800t。
4.2.2堆场方案
国际大型燃煤电厂输煤系统堆场工艺设备主要有以下3种形式：1) 传统的长条形堆场（配斗轮堆取料机）；2）全封闭圆形堆场；3) 全封闭方形堆场（配门式刮板取料机）
1)传统的长条形堆场方案：
传统的长条形堆场配斗轮堆取料机是最为成熟的大型贮煤堆场方案，国内大部分大型贮煤堆场采用该方案，在国际工程中，该方案也是大型贮煤堆场主流方案。在国际工程项目中，为抑制粉尘飞扬，满足环保要求，多采用半封闭堆场，以满足在多雨天气供干煤的需要，另可在堆场非封闭部分采用抑尘防风网，抑制粉尘飞扬，满足防尘环保要求。如图4.4、图4.5所示：
2)全封闭圆形堆场
全封闭圆形堆场是近30年发展起来的先进散料存贮方式，因环保、美观、成熟的特点，适合于环保、防风要求高的地区，全封闭圆形堆场在国际上得到了较多的应用，在国内也逐渐得到了推广应用。
圆形堆场堆取料设备由堆料机、取料机和中心立柱三部分组成，堆料机与取料刮板机均能沿中心立柱旋转，但二者相互独立，互不干涉，一个圆形堆场可同时进行堆、取料作业，煤场内可设紧急煤斗作为上煤的备用手段。
圆形堆场的工作原理是：
堆料机和取料机可以同时或分别围绕中心柱回转完成堆料及取料作业。
堆料时堆料机将堆料机顶部的栈桥胶带机上运来的物料通过料斗转运至悬臂胶带机上并在料场内实施定点堆料，当料堆达到设定的高度时堆料机回转一定度继续堆料，如此往复直至将料场堆满。
取料时取料机在料堆的另一侧进行取料作业，取料的方式为分层取料。刮板将物料连续刮落到中心柱底部的中心落料斗内并通过地坑胶带机将物料运出，取料过程中取料臂围绕中心柱回转，当取完一层物料后由钢丝绳卷扬控制的取料臂下降一个设定的高度继续逆向回转取料，直至将区域内的物料取净，期间如需换堆时可将取料臂提升至设定高度进行回转调车作业。
设备如图4.6所示。
3)全封闭方形堆场
全封闭方形堆场是国外常采用的贮煤场，具有环保、工艺与设备成熟的特点，轨距32.2m~73.4m均有工程应用业绩，但在国内应用很少。方形煤场采用条形煤堆，配有顶部卸料车、刮板取料机，堆料机采用卸料车，可在方形堆场顶部沿堆场纵向行走卸煤，主副刮板取料机可沿煤堆纵向行走并沿煤堆面取煤，取煤干净，基本无死角余煤。每座方形堆场配一台卸料车，1~2台刮板取料机，堆、取料作业分别单独运行，互不干涉。如图4.7所示。
全封闭方形堆场具有如下特点：
a)全封闭结构，贮煤不受气候条件影响，尤其是不受台风等恶劣气候影响，煤场内的贮煤不会被雨水淋湿；
b)贮煤场的煤场堆高较高，单位面积存储量大，建设占地面积高于圆形堆场，低于传统条形堆场，节约用地；
c)全封闭结构，无粉尘外逸，环保性能好，但煤场内粉尘浓度较高；
d)煤场系统采用程序集中控制，自动化程度高；
4)堆场方案技术经济比较
三种主流堆场方案技术经济比较见表4.2
结论：
从以上综合分析可知：
1)对于环保要求不高，有足够占地面积，对投资比较敏感的火电厂项目，推荐采用传统条形堆场+斗轮堆取料机方案，如再配以半封闭棚+抑尘挡风墙+水喷洒系统，可取得较好的防尘效果。
2)对于恶劣气候天数多，环保要求高，厂区环境要求美观，煤场需全封闭，用地面积紧张的火电厂项目，可选用全封闭圆形堆场方案或全封闭方形堆场方案。
3)考虑到传统条形堆场工艺成熟、设备可靠、投资低，本项目推荐采用传统条形堆场配斗轮堆取料机方案，堆场采用半封闭干煤棚，封闭部分可贮存30%的贮煤量。非封闭部分采用抑尘挡风墙，可以有效抑制粉尘飞扬。另设置煤场水喷洒系统，进一步抑制粉尘飞扬，以满足环保要求。
5.结束语
大型国际电力工程与国内电力工程项目有所不同，主要的区别有：国际电力工程往往比较注重环保，自动化程度要求高，来煤往往已经经过了筛选，因此环保效果好的连续式卸船机及全封闭煤场得到了较广泛的应用。国内项目往往选用非连续抓斗卸船机，煤场往往倾向于传统的敞开式条形堆场+斗轮堆取料机方案。随着技术、经济的发展，国内环保意识越来越强，环保要求越来越高，自动化程度高，环保效果好的设备及工艺技术将会得到越来越广泛的应用。
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【作者：张世荣--阿尔斯通（武汉）工程技术有限公司 武汉市 430223】
