火电厂输煤系统滚轴筛和碎煤机布置方案

杜涛祖

(神华广东国华粤电台山发电有限公司，广东省台山市，529228)

0 引言

滚轴筛和碎煤机是火力发电厂输煤系统的重要设备，其主要作用是对粒度不均的燃煤进行筛分和破碎，然后分别送入下级带式输送机，确保进入锅炉原煤仓的燃煤粒度能满足制粉或燃烧系统的要求。一般，滚轴筛和碎煤机均布置在同一转运站(碎煤机室)，该转运站是火力发电厂输煤系统体积最大、结构最复杂的转运站，其布置是电厂输煤系统布置的难点之一［1-4］。

滚轴筛布置在碎煤机之前，二者均双路设计，互为备用，通常都采用平行布置方式。近年来，一些新建火力发电厂为控制成本，节约投资，选择了错位布置。错位布置充分利用了设计空间，使碎煤机室整体布局更合理，能有效控制成本和节省投资。本文以1.4m带宽输煤上煤系统为列，分析滚轴筛和碎煤机错位布置和平行布置的不同之处。

1 滚轴筛和碎煤机平行布置

碎煤机室一般为长方体结构，共4层，其顶层与滚轴筛上级皮带机栈桥相连，1层与碎煤机下级皮带机栈桥相连接，滚轴筛上级皮带机头部和碎煤机下级皮带机尾部分别布置在碎煤机室顶层和第1层，第2层和第3层分别布置碎煤机和滚轴筛。广东台山电厂一期工程5×600MW机组的上煤系统采用1.4m带宽的皮带机系统，滚轴筛和碎煤机布置方式为平行布置，如图1所示。滚轴筛和碎煤机平行布置是指:(1)2台滚轴筛上级皮带机的落料点在与皮带机相互垂直的直线上;(2)2台滚轴筛相互平行，方向相同;(3)2台碎煤机转子在同一条轴线上，对称布置;(4)2台滚轴筛筛面下部落料斗在2台碎煤机的同侧。

根据国内滚轴筛和碎煤机主要生产厂家提供的设备资料，与1.4m带式输送机匹配的碎煤机拆卸锤轴所需活动空间为碎煤机自由端轴承座端面外1.4m净空，碎煤机本体中线距碎煤机自由端轴承座端面距离为2m。这就是说，2台平行布置的1.4m带宽的碎煤机本体中心线之间距离不得小于5.4m。国内火力发电厂1.4m带宽上煤系统滚轴筛和碎煤机采用平行布置的案列中，碎煤机中心线距离一般为5.5m。滚轴筛由于设置在碎煤机的上方，其布置一般基于碎煤机位置而确定，滚轴筛中心线距离与碎煤机相同。

图1 滚轴筛和碎煤机平行布置Fig.1 Parallel layout of roller screen and coal breaker

DL/T 5187.1—2004《火力发电厂运煤设计技术规程》规定:双路布置的1.4m带式输送机，2路输送机中心线之间的距离为3.5m［5］。考虑到皮带机拉绳、跑偏等保护装置电缆布置和冲洗水系统管道大多设在皮带机架内侧，对2路皮带机通行空间会造成一定影响，2路输送机中心线之间的距离取3.6m。

因此，在设计火力发电厂1.4m带宽上煤系统设备布置时，滚轴筛上级皮带机中心线间距应与滚轴筛中心线间距不同，滚轴筛上级皮带机下滚轴筛落煤管须为带倾角落煤管;碎煤机中心线间距大于下级皮带机中心线间距，碎煤机与下级皮带机之间连接落煤管须为带倾角落煤管。

2 滚轴筛和碎煤机错位布置

广东台山电厂二期工程2×1 000MW机组上煤系统采用1.4m带宽的皮带机系统，滚轴筛和碎煤机布置方式为错位布置，如图2所示。滚轴筛和碎煤机错位布置是指:(1)2台滚轴筛上级皮带机的落料点错位，即落料点一前一后;(2)2台滚轴筛相互平行，方向相反;(3)2台碎煤机转子在不同轴线上，碎煤机平行反向布置;(4)2台滚轴筛筛面下部落料斗在2台碎煤机之间。

图2 滚轴筛和碎煤机错位布置Fig.2 Stagger layout of roller screen and coal breaker

错位布置时，碎煤机平行反向布置，碎煤机四周有足够的空间，不存在2台碎煤机检修相互制约的问题。并且，滚轴筛也不再受碎煤机检修空间的束缚，其相对间距可随上级皮带机位置而确定，碎煤机布置也随滚轴筛位置及下级皮带机布置而确定。双路布置的1.4m带式输送机，2路输送机中心线之间的距离取3.6m，2台滚轴筛中心线之间的距离取3.6m，滚轴筛上级皮带机下滚轴筛落煤管为垂直落煤管，2台滚轴筛平行，筛面运行方向相反。碎煤机本体中心线间距取值3.6m，碎煤机平行反向，2台滚轴筛筛面下部落料斗在2台碎煤机之间，碎煤机与下级皮带机之间连接落煤管为垂直落煤管。碎煤机下级皮带机中心线之间的距离为3.6m，也就是说，2路滚轴筛上级皮带机中心线、2台滚轴筛中心线、2台碎煤机本体中心线、2路碎煤机下级皮带机中心线以及各落煤管中心线分别在相互平行的2个平面上，2个平面相距3.6m。由此可见，滚轴筛和碎煤机错位布置时，由于充分合理地利用了设计空间，整体布局紧凑，2台碎煤机检修相互制约的问题也被有效解决。

3 平行布置与错位布置的比较

3.1 建筑面积

滚轴筛和碎煤机平行布置时，滚轴筛和碎煤机从进料、筛分、破碎及出料各个环节呈“一”字排列，碎煤机和滚轴筛的中心轴线较上下皮带机的中心轴线宽，碎煤机室的建筑面积较大。以广东台山电厂一期工程为例，其碎煤机室横向总宽度为22m，纵向总长度为26m，总建筑面积为572m2。

滚轴筛和碎煤机错位布置时，互为备用的2路滚轴筛和碎煤机从进料、筛分、破碎及出料各个环节前后交错，碎煤机本体和滚轴筛中心轴线与上下皮带机中心轴线宽度相同，碎煤机室长度和宽度被最小化。以广东台山电厂二期工程为例，碎煤机室总宽度为20m，总长度为23m，总建筑面积为460m2。

由此可知，在系统功能完全相同的情况下，滚轴筛和碎煤机错位布置时的建筑面积仅为平行布置的4/5。

3.2 高度(层高)

运煤系统转运站的结构设计取决于系统设备的相关参数、布置形式和检修空间等，也与总平面坐标点有关。如果转运站高度(或层高)设计不合理，会造成进入转运站的栈桥及皮带机倾角大，物料提升高度增大，运行消耗功率增大，厂用电率增大。

滚轴筛和碎煤机平行布置时，由于第1层和第3层(滚轴筛平台)落煤管为带倾角落煤管，按照运煤设计规程，运煤系统落煤管与水平面的倾斜角应小于60°。按60°计，不考虑其他因素时，碎煤机室第1层和第3层设计高度在理论上要比垂直落料(上、下设备中心距相同)抬高近1.65m，碎煤机室整体高度抬高3.3m。

在碎煤机室第1层，由于碎煤机工作时本体内部为正压，故其出口需安装锁气器，在其落料斗与锁气器之间，一般需用一段等口径落煤管连接。台山电厂一期工程滚轴筛和碎煤机平行布置方案中，将该段落煤管设计为60°倾斜落煤管，并在该段落煤管上布置了苍璧振打器，以防止堵煤，同时，将锁气器下端直接置入导料槽内部，最大限度地利用了垂直空间。另外，为控制第2层(碎煤机)平台的设计高度，台山电厂一期工程将碎煤机下级皮带机中心线宽度增大至4.6m，较其他皮带机中线间距宽1m，栈桥也相应加宽1m，碎煤机下级皮带机栈桥长度为108m。错位布置时，碎煤机出口锁气器前后落煤管均为垂直落煤管，布置形式简单流畅，台山电厂二期工程碎煤机下级皮带机栈桥长280m。

广东台山电厂二期工程将第3层(滚轴筛)平台设计标高较一期工程抬高1.1m，滚轴筛筛面下落料斗角度设计为70°，既解决了滚轴筛筛面下料斗堵煤的问题，也满足了碎煤机垂直高度检修起吊空间(一期工程由于碎煤机平台设计层高低，碎煤机检修起吊设施布置在顶层屋顶)。台山电厂一期平行布置的碎煤机室第3层(滚轴筛)平台标高为13m，二期错位布置的标高为14.1m。

碎煤机室第3层的垂直设计高度(即第4层平台设计标高)主要考虑滚轴筛检修空间，由于滚轴筛检修起吊设施为电动葫芦，电动葫芦轨道一般横跨2台滚轴筛，设置在滚轴筛中部上方屋顶，要兼顾整个滚轴筛的检修，其层高须经详细计算。平行布置时，由于该层落煤管为倾斜落煤管，设计时需同时考虑倾斜角度落煤管的设计要求，错位布置中落煤管为垂直落煤管，所以，只要层高满足设计检修要求即可。

因此，滚轴筛和碎煤机平行布置时，虽然总的层高与错位布置相近，但其增加了碎煤机下部皮带机和栈桥宽度，同时，滚轴筛筛面下落料斗倾斜角度偏小，不流畅。

3.3 投资费用

由于建筑规模的缩减，滚轴筛和碎煤机错位布置的投资成本大幅下降。以广东台山电厂为例，台山电厂一期工程碎煤机室于2003年建成投产，土建工程总投资近590万元(不含桩基工程及设备安装费)，二期工程碎煤机室于2010年建成投产，土建总投资约为520万元(不含桩基工程及设备安装费)。考虑因加宽一期工程碎煤机室下级皮带机栈桥而造成的投资成本增大，以及2003—2010年物价上涨所造成的投资成本上涨因素，滚轴筛和碎煤机错位布置比平行布置节约投资150万元。

4 结语

火力发电厂滚轴筛和碎煤机平行布置时，滚轴筛和碎煤机从进料、筛分、破碎及出料各个环节呈“一”字排列，碎煤机和滚轴筛中心轴线较上下皮带机中心轴线宽，滚轴筛上级皮带机下滚轴筛落煤管须为带倾角落煤管，碎煤机与下级皮带机之间连接落煤管须为带倾角落煤管，碎煤机室高度(层高)设计布置不尽合理，长度和宽度也相对较大。错位布置时，互为备用的2路滚轴筛和碎煤机从进料、筛分、破碎及出料各个环节前后交错，充分而合理地利用了设计空间，碎煤机本体和滚轴筛中心轴线与上下皮带机中心轴线宽度相同。整体布置合理、紧凑、流畅。碎煤机室长度和宽度被最小化，碎煤机室整体建筑规模和投资成本相对平行布置小。因此，错位布置是火电厂输煤系统滚轴筛和碎煤机的最佳布置方案，值得推广。

［1］罗宇东.管状带式输送机穿烟囱技术在华能海门电厂的应用［J］.电力建设，2011，32(5):88-90.

［2］李伟科，潘灏，陈广川.华能海门电厂1 000MW超超临界燃煤机组侧煤仓间布置经济性分析［J］.科技信息，2009(11):709-710.

［3］覃晓宇.大型循环流化床锅炉中筛碎系统设备选型研究［J］.锅炉技术，2011，42(5):44-47，74.

［4］陈斌.华能玉环电厂1 000MW超超临界机组输煤系统［J］.电力建设，2008，29(1):55-57.

［5］DL/T 5187.1—2004火力发电厂运煤设计技术规程第1部分:运煤系统［M］.北京:中国电力出版社，2004.