鋼煤斗連續上煤研究

第39卷第12期中國電力Vol. 39 , No.122006年12月ELECTRIC POWERDec. 2006鋼煤斗連續上煤研究朱云水,柴錫強,錢(qián)江濤,姜小軍(浙江省電力建設總公司,浙江寧波315040)摘要: 介紹火力發(fā)電廠(chǎng)鋼煤斗加倉的連續上煤技術(shù)。對于每臺機組的各個(gè)煤斗，中部圓簡(jiǎn)體相互獨立排列而上部方圓節銜接形成通倉，卸料小車(chē)對通倉連續上煤。完成了方圓雜交鋼煤斗的應力分析，制定了鋼煤斗的制作和安裝標準、煤位測量技術(shù)條件、鈿料小車(chē)選型、上煤控制工藝。連續上煤系統與定點(diǎn)上煤系統相比具有煤位測量準確度高、輸煤皮帶使用壽命長(cháng)、系統可靠性高和維護工作量小的特點(diǎn)。該技術(shù)成功應用于600MW機組的鋼煤斗加倉系統建設。關(guān)鍵詞:火電廠(chǎng);連續上煤;鋼煤斗;方圓雜交;應力分析;卸料小車(chē)中團分類(lèi)號: TK223.25 ,文獻標識碼: B .文章編號: 1004 9649(2006)12-0048-04帶層落煤口通過(guò)薄鋼板連接，既能達到密封效果又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(chǎng)采用通倉連續上煤和定點(diǎn)上煤2種方式。華能福州電廠(chǎng).江西九江電廠(chǎng)二期工程和上海外高橋電廠(chǎng)二期工程采用連續上煤方式，該3個(gè)電廠(chǎng)均為進(jìn)口機組,連續上煤部分由國外設計,其他電1 1219廠(chǎng)一般均采用定點(diǎn)上煤方式。嘉興電廠(chǎng)二期工程建設4臺600 MW亞臨界燃煤發(fā)電機組,每臺鍋爐燃料消耗量為250th,鋼煤斗數量為5用1備。根據司令圖審查會(huì )決議要求.鋼煤圖1華能福州電廠(chǎng) 煤斗(單位:mm)斗采用連續上煤技術(shù)，相應地煤斗設計采用上部銜Fig.1 Coal scuttle of Huaneng Fuzhou Power Plant(mm)接即通倉的方式，經(jīng)過(guò)設計、制作、安裝及調試,目前4臺機組的連續.上煤系統均已投人正常運行。1調研及初步設計方案L 11426.華能福州電廠(chǎng)”為4x350MW機組，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(jiàn)圖1)。該煤斗頂部緊靠皮帶層樓圖2外高橋電廠(chǎng) 煤斗(單位:mm)板底部,煤斗充煤時(shí)支承梁會(huì )產(chǎn)生相應的撓度,頂部Fig.2 Coal scutle of Waigaoqiao Power Plant(mm)與樓板底之間會(huì )產(chǎn)生一定的間隙。江西九江電廠(chǎng)二期工程的鍋爐煤斗與其相類(lèi)似。矩形煤斗落煤性能一般來(lái)說(shuō)不如圓形煤斗,因上海外高橋電廠(chǎng)二期工程為2x900 MW機組.此嘉電二期工程參考外高橋電廠(chǎng)二期工程煤斗類(lèi)每爐采用6只煤斗。該煤斗上方下圓,結構較復雜，型設計。方圓節在國內尚無(wú)完整的計算理論依據,上開(kāi)口為長(cháng)方形并相互連接,下部是方圓節,其次是因此根據初步設計方案進(jìn)行了這方面的研究和計圓柱面,最下部是圓錐臺面(見(jiàn)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(jiǎn)介:朱云水(1971-),男,云南會(huì )澤人,火電廠(chǎng)基建項目副總工程師,從事火電廠(chǎng)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.上煤研究煤斗壁板的點(diǎn)約束情況。2煤斗設計2.1有 限元應力計算煤斗示意見(jiàn)圖3，最上方的加勁肋位于煤斗壁板以?xún)?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《貯倉結構設計手冊》鋼倉部分的內容進(jìn)行lp7 300第6跨荷載計算,設貯料裝至Z=21600mm處,計算荷載包區，9380.括煤斗自重和煤的重量。A-A200單位面積(豎向投影)上的豎向壓力設計標準值圖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(jiàn)圖4，煤斗底部中心為坐式中:C為沖擊影響系數,取值1.0;y為煤的重力密標原點(diǎn)，有限元分析軟件采用Ansys6.1。整個(gè)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節點(diǎn)彈性單位面積(水平投影).上水平壓力標準值Pr(單殼體單元。煤斗壁板和加勁肋材料為Q235鋼材,設位kN)為:為線(xiàn)彈性各向同性材料.彈性模量為2.06x10*MPa,P.=kP,泊松比為0.3,設計強度為215MPa。煤斗壁板和加側壓力系數:勁肋的各單元板厚見(jiàn)表1。k=tan2(45°- φ/2 )=tan230°=0.333P=0.333x10xS=3.33 s第1跨式中:φ為內摩擦角,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(jiàn)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(wú)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根據以上，直接將法向力施加到煤斗壁板內表加勁肋腹板面,中國煤化布力轉化為面積角按煤斗支承情況,在z=11 800 mm處(煤斗底部點(diǎn)化工系數取1.2,煤的重為Z=0)施加8個(gè)點(diǎn)約束,在豎壁頂部施加限制橫向量按.MYHCNM H G1.3位移的點(diǎn)約束(見(jiàn)圖5)，圓環(huán)為Z=11 800 mm處8由有限元計算得到的壁板Mises應力及最大位個(gè)點(diǎn)的約束情況，方形為Z=19 875~20 125 mm處對移詳細情況見(jiàn)表2。表中最大Mises應力的位置除第49中國電力第39卷表2煤斗壁板上的最大 Mises應力與最大位移2.3煤斗 施工圖設計(不包括加勁肋位置處)根據煤斗的初步設計方案及煤斗有限元分析計Tab.2 The maximum Mises stress and displacement on算結果完成了煤斗的施工圖設計(見(jiàn)圖8)。節點(diǎn)詳the wall of coal scuttle圖“D"中的焊縫承擔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《建筑抗震設計規范》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)節點(diǎn)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)生應力集中的位置。高料位開(kāi)關(guān)」2.2應力計算結果分析 .口D900料位計布置整個(gè)煤斗在荷載設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(jiàn)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;Fig.8 Construction drawing of steel coal scutte(mm)準值計算,其結果分別為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的結果為16.9mm。除個(gè)別小區域外，煤斗壁板(包括跨中)的煤斗在施工現場(chǎng)放樣、下料、卷板制作、拼裝(見(jiàn).Mises應力小于215MPa。Mises應力最大計算值在圖8)?，F場(chǎng)地面制作分為方圓節簡(jiǎn)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,附近應力集中較量標準見(jiàn)表3。為嚴重。從Mises應力分布圖來(lái)看,加勁肋上Mises表3制作及安裝 質(zhì)量標準應力大于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(jiàn)圖7)。Z=14150mm三板相接處應力也較項目數值k大,最大值為280.5 MPa,產(chǎn)生應力集中現象。在材料上下口內直徑下口中心線(xiàn)對設計+500有較好塑性條件時(shí),可考慮應力的重分布。偏差D/mm中心線(xiàn)的位移/mm煤斗總高度偏差/mm+10焊縫尺寸按圖要求內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(xiàn)垂直度≤1.5D/1 00焊縫滲 油試驗無(wú)漏點(diǎn)加強圈位置偏差/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)行現場(chǎng)焊接,除進(jìn)行100%外觀(guān).PT檢驗外，隨機抽樣作射線(xiàn)探傷,并按“T"型接口數量的中國煤化工時(shí)內，每周整直焊圖7加勁肋最大 Mises應力分布逢不YHCNMHGH周豎直焊縫不超Fig.7 Distribution diagram of the maximum過(guò)5條,上下鋼板的豎直焊縫錯開(kāi)300mm以上,避Mises stress at enhance plate免出現十字交叉焊縫。簡(jiǎn)體不銹鋼內襯上緣與簡(jiǎn)體50第12期朱云水等:鋼煤斗連續上煤研究全周焊接，內襯板之間的拼接與煤斗壁采用封底焊設置2個(gè)旋轉編碼器檢測小車(chē)行走的位置,每個(gè)煤形式焊接成一-體。斗上設有1個(gè)小車(chē)定位裝置可用于控制小車(chē)定點(diǎn)上煤。4調試及運行技術(shù)條件5優(yōu)越性比較 .4.1 煤位設定的技術(shù)條件參見(jiàn)圖8，報警位置為0位,0位下方理論容煤連續上煤系統的煤斗內煤位堆積比較平緩,料95.632t,按單臺磨煤機出力45th計算,可運行2.1h,位計測量值與真實(shí)煤位接近。定點(diǎn)上煤系統的煤斗但該范圍以下煤位由于距測量探頭較遠，測量精度內煤位堆積類(lèi)似于圓錐狀，料位計測量值與真實(shí)煤偏低,不測量。0位上方9300mm范圍內測量精度較位存在較大偏差。高，上煤上限設定為0位上方8500 mm,0~+8500 mm定點(diǎn)上煤系統通常使用犁煤器，輸煤皮帶與犁范圍內理論容煤359.672t,按單臺磨煤機出力45 th煤器持續接觸部位產(chǎn)生持續磨損。連續上煤系統卸計算可運行8 h。料小車(chē)內的煤靠重力自由落人煤斗，整個(gè)皮帶上無(wú)煤斗采用通倉設計后,少了原煤斗平臺夾層,每持續磨損點(diǎn)。個(gè)原煤斗的超聲波料位計(1只)和高料位開(kāi)關(guān)(2嘉電二期工程4臺機組若使用犁煤器定點(diǎn)上煤只)安裝在煤倉間皮帶層,超聲波料位計和高料位開(kāi)系統則將安裝44臺犁煤器,而使用連續上煤系統則關(guān)安裝位置見(jiàn)圖8。只需4臺卸料小車(chē)，提高了可靠性而減少了維護工4.2煤斗加倉系統作量,且系統漏粉、漏煤的程度較低。每2臺600MW機組配備2臺卸料小車(chē)加倉,小車(chē)最大出力為1 200t/h,1用1備，用于輸煤皮帶6結語(yǔ)機中間卸料,能實(shí)現就地、程控控制。相鄰2臺鍋爐煤斗及加倉系統布置見(jiàn)圖9。連續.上煤系統的成功研究并實(shí)施填補了國內一卸料小車(chē)沿皮帶機可實(shí)現雙向運行,一-邊行走項技術(shù)空白,煤位測量準確度高、輸煤皮帶使用壽命-邊連續卸料或定點(diǎn)卸料,卸料小車(chē)的供電及與中長(cháng).系統可靠性高.維護工作量小的優(yōu)勢使得該項技控室的信號聯(lián)絡(luò )通過(guò)拖纜實(shí)現。行程前終點(diǎn)和后終術(shù)可在同類(lèi)電廠(chǎng)鍋爐輸煤系統中推廣運用。點(diǎn)設置接近開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān)作為限位保護,小車(chē)上參考文獻:[1]貯倉結構設計手冊[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