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1、前 言毕业设计是对电厂热能动力专业两年来所学理论知识的全面、系统的总结和应用。本次毕业设计所选课题为“发电厂输煤设备及系统设计”，其主要内容为电厂输煤设备介绍和电厂的用煤计算。本次设计主要是针对已投产的高坝发电厂循环流化床锅炉1100MW的输煤设备及系统进行设备介绍及用煤量的计算。由于循环流化床锅炉不同于一般的煤粉炉，它没有锅炉的制粉系统，因此本次设计主要是结合现场的实际情况作一个系统介绍，同时并参考了一些西南电力设计院的相关设计资料。本设计过程中得到了李京老师及同学、同事们的大力帮助，得到了高坝发电厂的大力支持，在此表示衷心感谢。由于本人是第一次作电厂热能动力专业的毕业设计，工作中平时虽然对
2、输煤系统接触较多，但对一些具体内容不是研究得很透彻，再加上设计资料的欠缺，设计过程中的难免有不足和谬误之处，敬请老师们和同学们批评指正。相关图纸，联系153893706一、输煤设备介绍1.1电厂运煤方式本厂燃用来煤主要是南川煤，采用铁路运输，燃煤经南川至万盛站集结后，再经三万线，川黔线，成渝线到达内江车站，运距350公里，厂内铁路配线均为尽头式布置，列车作业方式为顶推进厂，取空送重，货物交接。厂内每条线可满足一次停10节车皮的长度。煤车在内江东站编组后可以20节车皮进厂，由铁路机车顶推到厂进入厂内站I道，经过轨道衡计量后再推进煤场的IV、V号线上，再由桥抓卸车。另外小部分来煤采用的是地方小煤矿
3、的来煤，运输车辆采用自卸运输车，其运输路线从内椑路进入厂外运灰公路，经汽车衡计量后进入煤场两侧，再由桥抓或推土机进行转运贮煤。本厂1100MW机组年耗煤量40.5104T，原煤的全水分要求小于12%。1.2卸煤方式介绍由于本厂的地理位置有所限制，在煤场采用了卸煤装置、贮煤场及干煤棚合并布置，卸煤装置采用具有卸车、上煤、贮煤等多种功能的电动桥式抓斗起重机。进入煤场的火车车皮，全部通过电动桥式抓斗起重机进行卸车作业。对汽车来煤，则是由汽车本身的自卸装置进行卸车。1.3输煤方式介绍本厂的整个煤场宽度为45.05M，全长162M，煤场共设有两台5T43.5M的电动桥式抓斗起重机。南侧沿桥抓煤场纵向布置
4、两条尽头式卸煤作业线，线间距为7M，卸煤栈台各长162M，满足20节煤车进厂同时卸车作业要求，在卸车线与桥抓A排柱之间设有对头布置的#1甲乙带式输送机，在#1甲乙带式输送机上分别装有往复式移动给煤机各一台，在煤场的中部设有一个地下煤斗，两个下斗口各装有一台往复式给煤机，可分别向#2甲乙带式输送机直接给煤。本厂输煤系统由四级皮带输送机组成，每级分为甲、乙号皮带输送机，现有6条输煤皮带(其中#2甲带、#3甲带输送机缓建)，在#1甲、乙带上分别设有一台移动给煤机，#1甲、乙带的落料管上装有三通挡板，可以分别向#2甲、乙输煤带进行供煤。#2乙带尾部上方设有与煤场相连的单向往复式固定给煤机，加之#3煤带
5、落煤管上安装有电动三通挡板，因此输煤系统可实现多种运行方式。皮带输送机出力160T/h，带宽800mm，带速1.0m/s，在#2煤带采光间和机头分别设有一台带式除铁器，破碎机、缓冲器和滚轴筛均为进口设备，两级破碎与一级筛分，将最大粒度为300mm的煤破碎到7mm以下，在#3煤带中部设有电子皮带秤和机械采样装置，#3煤带的驱动装置设在其中部的驱动间内，#4煤带位于煤仓间，其上部设有电动犁煤器，终端与乙煤仓相连。另外，输煤#3带，#4带装设有反吹风袋式除尘器；输煤#2带装设有一台扁袋除尘器，各输送机头部滚筒下部都有清扫器，各转运站都有液下排污泵。在皮带机系统中，皮带机、给料机、三通挡板、电动振打器
6、、犁煤器、电子皮带秤、机械采样装置、缓冲器、碎煤机、滚轴筛、碎石机以及皮带机系统的所有保护装置都进入了DCS程序控制；除铁器和除尘器以及移动给煤机的给料机构既可程序控制，也可就地控制；排污泵、移动给煤机的行走机构及砂提升机只能就地控制。其输煤的运行方式见附件一。1.4各种设备及工作原理1.4.1微机电子轨道衡和汽车衡本厂使用轨道衡为GGG-22F型无基坑式微处理机控制动态电子轨道衡，它是一种列车动态自动化称重设备。适用于对标准轨距四轴货车进行称重。既可用于连挂动态称重，也可作为静态称重设备使用。它的特点是自动化程度高，应用范围广，操作简单，性能可靠，称重准确，本产品由机械称重台面，称重传感器及
7、二次仪表控制系统构成。动态电子轨道衡以微处理机系统为核心，配合大规模集成电路设计的专用通道构成二次仪表控制系统。机械台面采用薄型整体式钢结构，安装在钢筋混泥土路面基础道床上。采用抗侧向力性能优越的低外型压式传感器，构成结构稳固、工作可靠的称重系统。该衡二次仪表控制系统引入微处理机系统，可方便地完成逻辑判别，全模拟无开关自动称量判别、运算及数据处理等功能。由于引入数字滤波、自动调零、全模拟判别等一系列处理程序，计量精度、运行稳定性和计量车速均较一般转向架计量轨道衡有很大提高。同时，微机系统可完成对计量结果的一系列辅助处理，包括对应除皮、分类累计、长期存储、核算计价、制表打印等。我厂采用汽车衡则是
8、江苏神鹰集团生产的SCS-10-80-QC 系列微机电子汽车衡，它是一种以电阻应变式称重传感器作为力转换元件、采用微处理机控制，对汽车进行静态、动态称量的自动化计量设备。它具有自动化程度高、性能可靠、计量精度高、操作简便、结构稳定等优点。其工作原理：当列车（汽车）在规定的速度范围内通过秤台时，每节车辆的重量依次作用于秤台，车辆的重量通过秤台、主梁体传递给称重传感器，称重传感器将被称重及车辆进入、退出秤台的变化信号转换为模拟量电信号，输出至控制电器，由控制电路进行电信号放大、滤波、规范化处理等，然后将模拟信号转换为数字信号（A/D转换），再把转换成的数字信号输入到微型计算机内，计算机按规定的程序
9、进行处理，将处理的结果按要求准确地显示和打印出来。1.4.2电动桥式抓斗起重机我厂煤场现有两台5T43.5M电动桥式起重机，其操作室可以移动，行程为12M。大车运行轨道长162M，轨道为43Kg/m。每台设备自重约为96T，大车为四轮驱动，为国家非标准设备。它主要担负我厂火车来煤的卸车和锅炉燃煤的抓煤以及煤场的调运和平整工作。其工作原理：电动桥式抓斗起重机主要有抓斗装置、桥架、大车行走机构、小车行走机构、起升机构、司机操作室和电源滑线等组成。大车行走机构大车的行走机构传动装置分别装于桥架两侧或由一组驱动装置驱动左右两行走车轮。驱动装置有行走车轮、驱动电机、减速器及制动装置等。大车沿着平直的轨道
10、上前后移动，在轨道的尽端处设有阻挡器。为了保证大车的行车安全，在大车的两端装有行程开关。小车行走机构小车是承受抓斗装置的机构，它只能在桥架上作横向移动。抓斗升降闭合机构的传动装置集中于小室内。起升机构它是桥抓中的最基本的机构，它是由电动机通过联轴器与减速器的高速轴相连，而减速器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷上或放下，经过滑轮组，使抓斗打开或闭合以及抓斗的上升或下降。电源滑线电源滑线分为小车电源滑线和大车电源滑线。小车电源滑线架设于桥架的横向的一侧，大车电源滑线固架于沿轨道的一侧。它主是给大车运行机构和小车运行机构提供动力电源，使它们能按照一定要求进行运动。1.4.3固定给煤机固定给料机由传动电动
11、机、减速器、传动曲柄、机架、底板、传动平台、托辊、料斗、调节闸门等部件组成。当电动机启动后，经减速器、曲柄连杆机构拖动倾斜5的底在托辊上作直线往复运动，将物料连续均匀的卸到带式输送机上。其工作原理是：电动桥式抓斗起重机将原煤抓入上部煤斗后，经煤箅将大块煤和矸石阻滤在煤箅上部，小于200200mm的原煤便落入主煤斗和给煤往复体中。给煤往复体的活动底板支承在四个滚轮下并与曲柄连杆相连。当电机驱动曲柄连杆机构作往复运动时，原煤就徐徐不断的流出。固定给料机的出力调整方法有两种，一种是通过改变曲柄档位从而位调整出力，第二种方法是调整该闸门位置以改变闸门与底板间的距离，从而达到改变出力的目的。前一种方法调
12、整幅度很大，一般其档位是固定不变的，因而在日常的维护中仅采用第二种方法。1.4.4移动给煤机移动给煤机的给料部份结构及工作原理与固定给料机相同，相对固定给煤机来说，它有一套单独的行走机构及金属构件的煤斗。其工作原理：给煤系统电动桥式抓斗起重机将原煤抓入上部扩口煤斗后，经煤箅将大块煤和矸石阻滤在煤箅上部，小于200200mm的原煤便落入主煤斗和给煤往复体中。给煤往复体的活动底板支承在四个滚轮下并与曲柄连杆相连。当电机驱动曲柄连杆机构作往复运动时，原煤就徐徐不断的流出。为了减轻煤流对皮带运输机的冲击，故在下部设置了缓冲托辊装置，它与皮带运输机组合在一体，煤流的冲击力将多排托辊承担，从而保证了皮带运
13、输机平稳工作。往复给煤体闸门系蜗轮蜗杆和齿条传动，尾部安装有ZD15型电动装置。该电动闸门可由电动按钮操纵来调空闸门大小和开闭。另外该装置还配有手动机构，当电机发生故障时可以用手轮进行手动操作。除了调整给煤体闸门外，还可以通过调整往复给煤体的往复行程来调节给煤量。大车行走机构移动给煤机的行走机构由电动机、减速器、制动器、车轮、链传动、轨道、轨道阻挡器组成。驱动大车沿轨道方向移动，可在任意位置配合桥抓完成卸火车煤的同时向输煤系统上煤，或者在远离固定煤斗位置向输煤系统供煤。1.4.5带式输送机带式输送机一般由胶带、托辊、驱动装置、拉紧装置、改向滚筒组成。其工作原理是：胶带绕过主动滚筒和机尾改向滚筒
14、形成一个封闭的环形带，上、下两部分胶带都支承在托辊上，拉紧装置给胶带以正常运转所需要的张紧力。主动滚筒通过其与胶带之间的摩擦力带动胶带运行，物料装在胶带上与胶带一起运动。1.4.6可逆转式锤击式破碎机我厂一级煤破碎机、二级煤破碎机均是由美国宾夕法尼亚破碎机有限公司生产的可逆转锤击式破碎机，它主要是以冲击方式将物料破碎。破碎机由机体、转子、驱动部份组成。机体包括两侧端门、破碎板组件、两端检查门，两侧端门下手绞链联接于框架上，端门左右两侧及上部均匀的用六角螺栓联接于框架上。破碎板组件由破碎器块和破碎器板组成，破碎器块由专用的的埋头螺栓联接在破碎器板上，成为一个整体，破碎板组件由柱销（绞链）悬挂在两
15、侧端门的上端。转子由轴、悬挂圆盘、间隔圆环、悬挂杆、锤头、支承轴承组成，锤头通过悬挂杆悬挂在圆盘上。拆除两侧端门上的联接螺栓后，使门绕其下部的绞链轴旋转，可将门连同破碎板组件一起打开，以方便检修工作。其工作原理是：物料通过位于破碎机上方中心位置的垂直进料管，从预定的高度落入旋转的锤头通道，物料被旋转的锤头冲击并破碎，同时撞向破碎板，使粒度进一步减小。被破碎的物料从破碎机底部破碎板与旋转锤头之间的间隙排向下一级设备。转子的转速是影响产品粒度的一个重要因素，相同条件下高转速会生产出小粒度的产品。但转速也是影响破碎机安全运行的一个非常重要的因素，因而不允许通过提高破碎机转速的方法来减小产品粒度。实际
16、上，我们是通过调整破碎器板与旋转锤头的间隙来控制产品的粒度的。破碎机的转子是可逆运行的，在实际的生产中一段时间内破碎机沿一个方向旋转，然后在另一相同时间内使其沿相反方向旋转，如此连续的交换运行方向可以提高破碎机锤头的使用寿命。1.4.7滚轴筛我厂使用的滚轴筛是由芬兰CBB公司生产的，共有18根轴，并分为3组驱动，每组6轴，由一台电动机及减速机驱动，每组内的各轴间由双排套筒滚子链传动。其特点是滚轴筛对煤的适应性好，不易堵煤，尤其是对高水分的褐煤，更具有优越性，并且结构简单，运行平稳。传动机构包括驱动电机、圆锥圆柱齿轮减速器、双排套筒滚子链及链轮组成。筛机本体由机架、筛轴、筛盘等组成。每根轴上均安
17、装有31片筛盘，相邻两轴上所安装的筛盘方向相反，因而相邻两轴筛盘交错布置，形成筛孔。轴与筛盘联接部份为正方形结构，筛盘呈梅花形。其工作原理是：滚轴筛是一种利用多轴旋转以推动物料前移，并同时进行筛分的设备。它的工作机构是一排排转轴，各轴均按同一方向旋转，使物料沿筛面向前运动，同时搅动物料，小于筛孔尺寸的颗粒受自重及筛轴的旋转力、筛盘的挤压作用，沿筛孔落下至下级设备；而大于筛孔尺寸的颗粒留在筛面上继续向前运动，并落入下一级破碎机进行破碎。1.4.8电子皮带秤我厂使用的电子皮带秤是徐州三原公式生产的，其结构简单，计量精确。其工作原理是：当物料在单位长度内的皮带上瞬时重量由称重传感器测出时，在这同一时
18、间皮带的瞬时速度也通过测速传感器测出。两个传感器输出的电信号经过放大器放大，输入到积算器内由积算器用电子方法把这两信号进行处理，然后将其重量信号转换成选定的工程单位在显示器上显示或记录打字。1.4.9电磁除铁器我厂使用的电磁除铁器是悬挂式电磁除铁器，它由励磁部份，驱动部份及机架构成，驱动部份包括电动油冷滚筒、改向滚筒、托辊、弃铁皮带等。其工作原理是：当电磁线圈通入直流电后，在磁极气隙中产生强磁场，当输送带所送物料经过电磁铁下方时，混杂在物料中的铁磁性物质在磁场力的作用下，向电磁铁方向迅速移动，并被吸附。由于弃铁皮带运转，皮带上的档条不断地将电磁铁所吸附的铁磁性物抛出，从而达到自动除铁的目的。1
19、.4.10布袋式除尘器我厂使用的除尘器是DM型系列布袋式除尘器，综是由电动机、除尘风机、滤室、灰斗、进风口、排风总管及反吹风阀等部件组成，滤室由数条滤袋构成。其工作原理是：当风机运转时，除尘器滤室内产生负压，含尘气体经由进风口进入各滤室， 粉尘被滞留在滤袋的内表壁上，净化后的空气由排风总管排入大气。随着除尘器的连续运行，附留在滤袋上的粉尘会逐渐增多，除尘器的阻力会增大，因此，需要进行清灰工作。当某室的反吹风阀的电磁铁动作时，反吹风阀的外阀板切断该室与净风总管的通路，内阀板打开，空气反向进入该室滤袋，使滤袋发生振动，抖掉粘附在滤袋上的粉尘，当清灰时间结束时，电磁铁失电，反吹风门复位，继续进行正常
20、除尘工作。抖掉的灰集于灰斗之中，间歇性的经旋转卸灰阀排出至下一级输送带。该除尘器共有四个独立的滤室，各滤室均有一反吹风阀，它的清灰是通过时间继电器控制轮流进行，任何时刻最多有一个滤室在清灰，这样可以确保除尘器在进行清灰时，仍能够除尘。1.4.11电动犁煤器犁煤器由机座、电动推杆、驱动杆、拉杆、主犁刀、犁头、副犁刀、框架、滑动架、滑轮、滑轮支架、定位轴、长辊、短辊、边辊、中辊、门架和连接梁等组成。其工作原理是：犁头固定在主犁刀上，主犁刀与门架通过拉杆和电动推杆相连接。当电动推杆推出时，由于犁刀重力加上电动推杆推力，犁刀处于落下位置，与皮带垂直接触。当皮带载煤运动到犁煤器前时，煤就会沿着犁刀向两侧
21、卸下。当电动推杆返回刊，由拉杆将犁刀拉起，处于非工作位置。与此同时，由与电动推杆相连的驱动杆拨动滑动架，当推杆推出刊，驱动杆拨动滑动架向后移动，使边辊落下，托辊呈水平状态，运输胶带在犁煤器上截面处于水平状，便于卸煤。当电动推杆返回时，驱动杆拨动滑动架前后移动，使边辊升起成槽形状，便于运输胶带载煤通过，不致向外溢出。当煤通过主犁刀时，部分细小的煤末留在胶带上，由副犁刀继续将煤末卸入料斗。1.4.12机械采煤样装置机械采煤样装置一般是由采样器、破碎机、缩分器等组成，我厂安装在#3煤带的中部。其工作原理是：在带式输送原煤的过程中，机械采样装置投入联锁控制启动或手动控制启动。采样器通过电动机机械杠杆的
22、作用，以一定的时间间隔，用很快的速度截取输送带上煤流一个截面的原煤作样品煤。样品煤进入采样器，由采样器送入取样装置的落煤筒中，样品煤由落煤筒进入碎煤机中进行分级破碎。经过粗碎煤机进行第一级破碎的样品煤再进入细碎煤机进行第二级破碎，经过两级破碎后的样品煤粒度为3-4mm。破碎后的样品煤经过配煤器分配到缩分器内，经过缩分器的两级缩分，将经过缩分的样品煤进行采集。采集的煤样品出口进入样品煤收集器内，整个采样制样工作即告完成。1.4.13事故拉线开关、速度信号装置、跑偏开关这些装置都是保护输送皮带机的运行。事故拉线开关安装在输煤胶带的直线段上；速度信号装置一般安装在输送皮带机的机头位置；跑偏开关则安装
23、在输送胶带的机头和机尾的机架两侧上。事故拉线开关的工作原理是：凸轮和拉杆装于同一转动轴上，拉动钢绳，拉杆及凸轮逆时针旋转，推动推杆左移，压缩压簧，同时通过拨杆使行程开关动作从而切断带式输送机的连锁控制回路，使输关胶带机停止运行。取消拉力，拉簧使拉杆及凸轮反转，压簧推动推杆右移，行程开关自动复合，从而接通带式输送机的连锁控制回路。速度信号装置的工作原理是：皮带静止时，压带触轮不转动，干簧管无信号输出。当皮带机转动时，皮带以一定的速度运行，压带轮在皮带的摩擦力的作用下也随之转动，齿状金属片也随着转动，当这些叶片依次通过干簧管与磁体之间的间隙时，干簧管便交替通断动作，发出一定频率的脉冲信号，该信号的
24、频率与皮带的速度成正比，在皮带速度达到正常值时，这个脉冲信号经过电子电路处理后输出驱动输出继电器动作，接通连锁控制回路。当皮带出现异常时，皮带速度下降，干簧管的脉冲信号也发生变化，当频率低到一定值时，继电器断开，连锁回路发出信号。跑偏开关的工作原理是：带式输送机正常工作时，防偏开关连锁接点闭合，带式输送机的连锁控制回路接通，当发生皮带跑偏而自调装置又不能调整至正常时，其跑偏量超过一定值时，皮带推动防偏挡辊，使挡辊偏移一个角度，开关内部机构动作，接点断开，输送机的连锁控制回路断开，发出跑偏信号和停机信号。开关的复位由人工进行手动复位。在调整皮带跑偏时，手动按住防偏开关上的调整按钮，使控制回路接通
25、，进行皮带的跑偏调整，松开按钮即可断开控制回路。1.5绘出输煤系统图见附图二输煤系统图。二、发电厂用煤量21锅炉用煤计算（1） 设计煤种成份分析我厂设计使用煤种为南川煤，煤的成份分析有关数据如下：总水分：9.003% C ：59.59% H ：2.93% O ：2.49%N ：.0.71% S ：3.12% 灰份：22.165%挥发份：10.562% 固定碳：58.283% 低位发热量：22.561.67MJ/Kg（2） 锅炉有关设计参数最大连续蒸发量：410T/H机组负荷100MW时蒸汽耗量：373T/H主汽压力：98bar主汽温度：5405给水温度227锅炉效率：91.5%汽包压力：121
26、 bar（3）机组满负荷时锅炉耗煤量计算a ） 查表及焓熵图得：P=121 bar，T=227时 ，不饱和水焓h11=978.5 KJ/ Kg ；P=121 bar，饱和水焓h12= 1495.4 KJ/ Kg;P=121 bar，饱和汽焓h13=2683.4 KJ/ KgP=98 bar，T=540时，过热蒸汽焓h2=3479KJ/ Kgb ） 1 Kg 压力P=121 bar，T=227的不饱和水，经锅炉加热变为P=98 bar，T=540的过热蒸汽总吸热Q吸计算Q吸 =（1495.4-978.5）+（2683.4-1495.4）+（3479-2683.4）Q吸 =2500.5（ KJ/
27、Kg）C ）锅炉耗煤量B计算BQ煤低位锅炉效率=耗汽量Q吸即：B22.561000 KJ/ Kg91.5%=410T/H2500.5KJ/ KgB=49.67 T/H22电厂煤场存煤量计算根据设计技术规程DL5000-94的要求，铁路干线来煤，其贮煤场的容量为全厂15-20天的耗煤量。我厂一期工程按两台100MW机组设计，煤场存煤量以两台机组满负荷连续运行15天考虑，则煤场的存煤量为：B存=249.67T2415B存=35762.4（吨）我厂煤场的实际存煤量为：桥抓煤场按堆高10M，常用煤堆贮煤量为0.44万吨，可供一台机组燃用3.7天，贮备煤堆贮煤量1.79万吨，可供一台机组燃用15天，煤场总贮煤量2.23万吨，可供一台机组燃用18.6天。煤场现有干煤棚长63M，可贮煤0.74万吨，可供一台机组燃用6.6天。2.3分析媒质变化对电厂耗煤量的影响媒质的变化主要表现在煤的灰份、水份、含硫份和含矸量及其它杂物的含量变化。煤的灰份增加，煤的可燃成份减少，煤的发热量就降低，在锅炉负荷不变的情况下，耗煤量显然要增加；煤中的水份是煤中的惰性物质，它的存在会使煤的发热量降低，另外，在燃烧过程中，煤中水份吸热而汽化并过热，不但降低了热量的利用，而且会使燃烧温度降低，因此在锅炉负荷不变的情况下，耗煤量也要增加；煤的含硫份和其它杂物的含量变化对锅炉耗煤量的影响较小。
