第39卷第12期中國電力Vol. 39 , No.122006年12月ELECTRIC POWERDec. 2006鋼煤斗連續(xù)上煤研究朱云水,柴錫強(qiáng),錢江濤,姜小軍(浙江省電力建設(shè)總公司,浙江寧波315040)摘要: 介紹火力發(fā)電廠鋼煤斗加倉的連續(xù)上煤技術(shù)。對于每臺機(jī)組的各個煤斗，中部圓簡體相互獨立排列而上部方圓節(jié)銜接形成通倉，卸料小車對通倉連續(xù)上煤。完成了方圓雜交鋼煤斗的應(yīng)力分析，制定了鋼煤斗的制作和安裝標(biāo)準(zhǔn)、煤位測量技術(shù)條件、鈿料小車選型、上煤控制工藝。連續(xù)上煤系統(tǒng)與定點上煤系統(tǒng)相比具有煤位測量準(zhǔn)確度高、輸煤皮帶使用壽命長、系統(tǒng)可靠性高和維護(hù)工作量小的特點。該技術(shù)成功應(yīng)用于600MW機(jī)組的鋼煤斗加倉系統(tǒng)建設(shè)。關(guān)鍵詞:火電廠;連續(xù)上煤;鋼煤斗;方圓雜交;應(yīng)力分析;卸料小車中團(tuán)分類號: TK223.25 ,文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B .文章編號: 1004 9649(2006)12-0048-04帶層落煤口通過薄鋼板連接，既能達(dá)到密封效果又0引言能減少煤斗變位產(chǎn)生的附加力。_8 8008800目前發(fā)電廠采用通倉連續(xù)上煤和定點上煤2種方式。華能福州電廠.江西九江電廠二期工程和上海外高橋電廠二期工程采用連續(xù)上煤方式，該3個電廠均為進(jìn)口機(jī)組,連續(xù)上煤部分由國外設(shè)計,其他電1 1219廠一般均采用定點上煤方式。嘉興電廠二期工程建設(shè)4臺600 MW亞臨界燃煤發(fā)電機(jī)組,每臺鍋爐燃料消耗量為250th,鋼煤斗數(shù)量為5用1備。根據(jù)司令圖審查會決議要求.鋼煤圖1華能福州電廠 煤斗(單位:mm)斗采用連續(xù)上煤技術(shù)，相應(yīng)地煤斗設(shè)計采用上部銜Fig.1 Coal scuttle of Huaneng Fuzhou Power Plant(mm)接即通倉的方式，經(jīng)過設(shè)計、制作、安裝及調(diào)試,目前4臺機(jī)組的連續(xù).上煤系統(tǒng)均已投人正常運行。1調(diào)研及初步設(shè)計方案L 11426.華能福州電廠”為4x350MW機(jī)組，每爐采用4只煤斗。煤斗為普通矩形截面,上部為直段,下部為四角錐臺面斗(見圖1)。該煤斗頂部緊靠皮帶層樓圖2外高橋電廠 煤斗(單位:mm)板底部,煤斗充煤時支承梁會產(chǎn)生相應(yīng)的撓度,頂部Fig.2 Coal scutle of Waigaoqiao Power Plant(mm)與樓板底之間會產(chǎn)生一定的間隙。江西九江電廠二期工程的鍋爐煤斗與其相類似。矩形煤斗落煤性能一般來說不如圓形煤斗,因上海外高橋電廠二期工程為2x900 MW機(jī)組.此嘉電二期工程參考外高橋電廠二期工程煤斗類每爐采用6只煤斗。該煤斗上方下圓,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，型設(shè)計。方圓節(jié)在國內(nèi)尚無完整的計算理論依據(jù),上開口為長方形并相互連接,下部是方圓節(jié),其次是因此根據(jù)初步設(shè)計方案進(jìn)行了這方面的研究和計圓柱面,最下部是圓錐臺面(見圖2)。煤斗上口與皮算5中國煤化工收稿日期: 2006-02-13; 修回日期: 2006-07-19MYHCNMHG作者簡介:朱云水(1971-),男,云南會澤人,火電廠基建項目副總工程師,從事火電廠基建施工技術(shù)管理工作。E-mail:alan.zys@163.com48第12期朱云水等:鋼煤斗連續(xù).上煤研究煤斗壁板的點約束情況。2煤斗設(shè)計2.1有 限元應(yīng)力計算煤斗示意見圖3，最上方的加勁肋位于煤斗壁板以內(nèi).其余5道加勁肋位于煤斗壁板以外。豎壁5 380x9 380圖5支座約束Fig.5 Seat constraint第5跨按照《貯倉結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》鋼倉部分的內(nèi)容進(jìn)行l(wèi)p7 300第6跨荷載計算,設(shè)貯料裝至Z=21600mm處,計算荷載包區(qū)，9380.括煤斗自重和煤的重量。A-A200單位面積(豎向投影)上的豎向壓力設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值圖3煤斗示意 (單位:mm)P.(單位kN)為:Fig.3 Schematic diagram of coal scutle(mm)P:=CyS=1.0x10xS=10S煤斗的有限元模型見圖4，煤斗底部中心為坐式中:C為沖擊影響系數(shù),取值1.0;y為煤的重力密標(biāo)原點，有限元分析軟件采用Ansys6.1。整個煤斗的度，取值10kN/m';S為計算面積處距Z=21600mm模型分為煤斗壁板與煤斗加勁肋2部分。煤斗壁板的垂直距離,m。及加勁肋的腹板與翼緣均采用"Shell63"4節(jié)點彈性單位面積(水平投影).上水平壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pr(單殼體單元。煤斗壁板和加勁肋材料為Q235鋼材,設(shè)位kN)為:為線彈性各向同性材料.彈性模量為2.06x10*MPa,P.=kP,泊松比為0.3,設(shè)計強(qiáng)度為215MPa。煤斗壁板和加側(cè)壓力系數(shù):勁肋的各單元板厚見表1。k=tan2(45°- φ/2 )=tan230°=0.333P=0.333x10xS=3.33 s第1跨式中:φ為內(nèi)摩擦角,取值30°。將豎向壓力和水平壓力分解成豎向力和垂直于最大處板的法向力(見圖6)。| Pu singa壁板圖4煤斗有限元模型圖6煤斗壁荷載計算示意Fig.4 Finite elemental model of coal scuttleFig.6 Schematic diagram of load calculationon表1煤斗壁板和加 勁肋的各單元板厚coal scuttle wallTab.1 Plate thickness of each coal scuttle wall and壁板單位面積上的法向力P.(單位kN)為:enhance plate elementP.=Pu sin a/sin a=Pw單元編號位置厚度/mm壁板單位面積上的豎向力P(單位kN)為:1無加勁肋處的煤斗壁板P=Pv cos a-P。sino/tana= Pv cosax2壁板與加勁肋翼緣重合處18(10+8)3加勁肋外翼緣0根據(jù)以上，直接將法向力施加到煤斗壁板內(nèi)表加勁肋腹板面,中國煤化布力轉(zhuǎn)化為面積角按煤斗支承情況,在z=11 800 mm處(煤斗底部點化工系數(shù)取1.2,煤的重為Z=0)施加8個點約束,在豎壁頂部施加限制橫向量按.MYHCNM H G1.3位移的點約束(見圖5)，圓環(huán)為Z=11 800 mm處8由有限元計算得到的壁板Mises應(yīng)力及最大位個點的約束情況，方形為Z=19 875~20 125 mm處對移詳細(xì)情況見表2。表中最大Mises應(yīng)力的位置除第49中國電力第39卷表2煤斗壁板上的最大 Mises應(yīng)力與最大位移2.3煤斗 施工圖設(shè)計(不包括加勁肋位置處)根據(jù)煤斗的初步設(shè)計方案及煤斗有限元分析計Tab.2 The maximum Mises stress and displacement on算結(jié)果完成了煤斗的施工圖設(shè)計(見圖8)。節(jié)點詳the wall of coal scuttle圖“D"中的焊縫承擔(dān)全部煤和錐體部分及其下的吊(The location of enhance plate is not included)重等全部重量,受力大且有垂直板面分力,裙板厚度區(qū)段2/mmO咖位置σJMPa omw 位置8:/mm為30mm,曾考慮此板材料按《厚度方向性能鋼板》(19 800-20 200)豎壁與上面豎壁拼接處162.1要求使用防止層狀撕裂的z向鋼,但《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中對板厚的要求是40mm以上,因此仍使$1跨與上面整壁拼接處162.1跨中31.1用普通Q235B材料。(18 250~19 800)第2跨跨中117.4跨中 26.3(16 850-18 250)9380>9380拿第3跑方板與圓弧板相接處174.7跨中23.5(15 450~16 850)(14 10-1540)0方板與圓弧板相接處1338 野中 9.6第4跨D7000靠近支座處185.915+15(11 800-14 150)節(jié)點詳圖"D"(0-11 800)第6跨153.2[一通道方向一超聲波料位計2跨在跨中外,其余都處于產(chǎn)生應(yīng)力集中的位置。高料位開關(guān)」2.2應(yīng)力計算結(jié)果分析 .口D900料位計布置整個煤斗在荷載設(shè)計值作用下的最大位移在第1跨(由上至下)的跨中處,為31.1 mm(見圖4),此圖8鋼煤斗施工圖 (單位:mm)處相對于加勁肋的最大位移為9.6mm;如按荷載標(biāo);Fig.8 Construction drawing of steel coal scutte(mm)準(zhǔn)值計算,其結(jié)果分別為24.4 mm和7.5 mm。加勁肋最大位移為21.5mm,產(chǎn)生于第1跨下面的加勁肋;3煤斗制作及安裝不考慮分項系數(shù)的結(jié)果為16.9mm。除個別小區(qū)域外，煤斗壁板(包括跨中)的煤斗在施工現(xiàn)場放樣、下料、卷板制作、拼裝(見.Mises應(yīng)力小于215MPa。Mises應(yīng)力最大計算值在圖8)?，F(xiàn)場地面制作分為方圓節(jié)簡體及上部錐體、Z=18250mm處的加勁肋的腹板與翼緣連接處,位下部錐體3部分,3部分在高空拼接。制作及安裝質(zhì)置如圖4所示,其值為367.8 MPa,附近應(yīng)力集中較量標(biāo)準(zhǔn)見表3。為嚴(yán)重。從Mises應(yīng)力分布圖來看,加勁肋上Mises表3制作及安裝 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力大于215 MPa的地方主要位于此處，分布面積Tab.3 Quality standards for fabrication and installation較小(見圖7)。Z=14150mm三板相接處應(yīng)力也較項目數(shù)值k大,最大值為280.5 MPa,產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。在材料上下口內(nèi)直徑下口中心線對設(shè)計+500有較好塑性條件時,可考慮應(yīng)力的重分布。偏差D/mm中心線的位移/mm煤斗總高度偏差/mm+10焊縫尺寸按圖要求內(nèi)部焊纏兩端面中心偏心度/mm10打磨平整/mm余高≤1兩端面對軸線垂直度≤1.5D/1 00焊縫滲 油試驗無漏點加強(qiáng)圈位置偏差/mm土:斗壁拼接錯邊1/10 板厚.襯板與煤斗壁間院/mm≤3壁板拼縫按二級焊縫工藝要求進(jìn)行現(xiàn)場焊接,除進(jìn)行100%外觀.PT檢驗外，隨機(jī)抽樣作射線探傷,并按“T"型接口數(shù)量的中國煤化工時內(nèi)，每周整直焊圖7加勁肋最大 Mises應(yīng)力分布逢不YHCNMHGH周豎直焊縫不超F(xiàn)ig.7 Distribution diagram of the maximum過5條,上下鋼板的豎直焊縫錯開300mm以上,避Mises stress at enhance plate免出現(xiàn)十字交叉焊縫。簡體不銹鋼內(nèi)襯上緣與簡體50第12期朱云水等:鋼煤斗連續(xù)上煤研究全周焊接，內(nèi)襯板之間的拼接與煤斗壁采用封底焊設(shè)置2個旋轉(zhuǎn)編碼器檢測小車行走的位置,每個煤形式焊接成一-體。斗上設(shè)有1個小車定位裝置可用于控制小車定點上煤。4調(diào)試及運行技術(shù)條件5優(yōu)越性比較 .4.1 煤位設(shè)定的技術(shù)條件參見圖8，報警位置為0位,0位下方理論容煤連續(xù)上煤系統(tǒng)的煤斗內(nèi)煤位堆積比較平緩,料95.632t,按單臺磨煤機(jī)出力45th計算,可運行2.1h,位計測量值與真實煤位接近。定點上煤系統(tǒng)的煤斗但該范圍以下煤位由于距測量探頭較遠(yuǎn)，測量精度內(nèi)煤位堆積類似于圓錐狀，料位計測量值與真實煤偏低,不測量。0位上方9300mm范圍內(nèi)測量精度較位存在較大偏差。高，上煤上限設(shè)定為0位上方8500 mm,0~+8500 mm定點上煤系統(tǒng)通常使用犁煤器，輸煤皮帶與犁范圍內(nèi)理論容煤359.672t,按單臺磨煤機(jī)出力45 th煤器持續(xù)接觸部位產(chǎn)生持續(xù)磨損。連續(xù)上煤系統(tǒng)卸計算可運行8 h。料小車內(nèi)的煤靠重力自由落人煤斗，整個皮帶上無煤斗采用通倉設(shè)計后,少了原煤斗平臺夾層,每持續(xù)磨損點。個原煤斗的超聲波料位計(1只)和高料位開關(guān)(2嘉電二期工程4臺機(jī)組若使用犁煤器定點上煤只)安裝在煤倉間皮帶層,超聲波料位計和高料位開系統(tǒng)則將安裝44臺犁煤器,而使用連續(xù)上煤系統(tǒng)則關(guān)安裝位置見圖8。只需4臺卸料小車，提高了可靠性而減少了維護(hù)工4.2煤斗加倉系統(tǒng)作量,且系統(tǒng)漏粉、漏煤的程度較低。每2臺600MW機(jī)組配備2臺卸料小車加倉,小車最大出力為1 200t/h,1用1備，用于輸煤皮帶6結(jié)語機(jī)中間卸料,能實現(xiàn)就地、程控控制。相鄰2臺鍋爐煤斗及加倉系統(tǒng)布置見圖9。連續(xù).上煤系統(tǒng)的成功研究并實施填補了國內(nèi)一卸料小車沿皮帶機(jī)可實現(xiàn)雙向運行,一-邊行走項技術(shù)空白,煤位測量準(zhǔn)確度高、輸煤皮帶使用壽命-邊連續(xù)卸料或定點卸料,卸料小車的供電及與中長.系統(tǒng)可靠性高.維護(hù)工作量小的優(yōu)勢使得該項技控室的信號聯(lián)絡(luò)通過拖纜實現(xiàn)。行程前終點和后終術(shù)可在同類電廠鍋爐輸煤系統(tǒng)中推廣運用。點設(shè)置接近開關(guān)和行程開關(guān)作為限位保護(hù),小車上參考文獻(xiàn):[1]貯倉結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M ].北京:中國建筑工業(yè)出版補.199.Design manual for the inter-bin strueture [M ]. 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Stress analysis, fabrication and insalltion stande中國煤化工1 aditin, the technicalmeasurement for coal level, type selection for discharge dolly and control proc:ompared with pointingdischarge system, the continuous discharge system is of accurate measulYHCNMHGrrlabililandlessmaintenance. This technology is successfully applied in the system construction of steel coal scuttle coal for 600 MW unit.Key words: themmal power plant; continuous coal discharge; steel coal scuttle; transitin; sress analysis; discharge dolly51