储煤钢板仓初步研究

储煤筒仓初步研究，贮煤筒仓作为火力发电厂的重要组成部分,随着煤炭价格的上涨、电力需求的增加以及环保要求的愈发严格,储煤钢板仓巨型化已成为了其不可避免的发展趋势。相比与中小型筒仓,巨型贮煤筒仓的混凝土裂缝、筒体变形和结构内力必须要进行更为严格的控制。近些年来,国内外学者针对此课题展开了广泛的研究,由于巨型贮煤筒仓的静动力学理论还不够成熟,至今还没有找到特别有效的控制方法。筒仓的设计施工尤其是超大直径筒仓还没有完备的规范可以参考,设计理论仍需改进。 本文基于有限元分析方法,以巨型贮煤筒仓静动力学特性分析为主要研究内容,在综合考虑了土体、基础、筒体和预应力筋不同力学特点的基础上,建立了合理的力学计算模型,完成了开口预应力巨型贮煤筒仓的静力分析、温度应力分析、模态分析和单点谱响应分析,获得了结构的部分静动力学特性,并对筒仓预应力筋的配置和优化进行了方法上的探索,得到了一些可供实际工程设计参考的结论：仓口区域的位移、环向拉应力和竖向拉应力明显大于远仓口区域,必需进行加强处理；内外温差对结构环向拉应力有较大影响,其值甚至可以达到混凝土的抗拉强度；季节温度变化对结构的变形有较大影响；运用试算法,通过不断调整模型的初设参数,可以得到一个相对合理的预应力筋配置；当加速度响应谱的激励方向垂直于仓口时,结构的动力效应最大。

钢板仓具有混凝土筒仓无法比拟的优势，其应用已越来越广泛，但其理论研究还相对滞后，尤其对于储煤用大型钢板仓的设计尚没有明确的标准指导。结合一拟建储煤钢板仓，根据其现场生产条件和工艺要求分析钢板筒仓的结构选型和布置方案；利用 Midas/Gen 有限元软件建立钢板仓仓体和钢板仓仓顶组装成的整体模型，并对其进行结构静力性能的分析，揭示结构在不同受力状态下的应力分布特征和变形特征，验证结构布置的合理性和安全性。利用有限元分析软件 ANSYS 对钢板仓仓体分别进行空仓状态和实仓状态下的特征值屈曲分析，发现实仓状态下的第一阶屈曲特征值较空仓状态减小了86．85％；研究水平环向压力对钢板仓仓体临界承载力的影响，发现实仓在水平环向压力作用下第一阶屈曲特征值提高了89．15％；最后对钢板仓仓体进行了考虑材料和几何双重非线性的稳定分析，得到结构的实际极限承载能力，发现钢板仓是一种非线性非常明显的结构。

大型焊接式煤粉钢板仓的检测装置及防止自燃和爆炸的措施，因大型焊接式煤粉钢板仓中吸附了大量空气，极易慢慢氧化，当达到着火温度后便引起自燃。煤粉和空气的混合物在适当的浓度和温度下会发生爆炸；煤粉由于颗粒细小，具有较好的流动性能，可采用气力方便地在管内输送，但若大型焊接式煤粉钢板仓内粉位太低，则易出现自流现象，大量煤粉自动穿过给粉装置，流入风管造成堵塞；煤粉的水分对流动性与爆炸性有较大的影响，水分太高，流动性差，输送困难，且易引起粉仓搭桥。同时也影响着火和燃烧。水分太低易引起自燃或爆炸，同时干燥耗能增加；煤粉愈细，着火愈迅速完全，锅炉效率越高；煤粉变粗所引起的危害是很大的，如锅炉灭火、结焦、高温腐蚀、过热器、再热器超温爆管、尾部受热面的磨损以及燃烧效率低等一系列问题，特别对于贫煤和无烟煤（难以着火和燃尽），当煤粉颗粒较大时，煤粉在离开燃烧器区时很难及时着火（反应速度低），可能灭火；

相应的安全检测装置部件有除尘器、压力安全阀、上料管、高低料位计、卸料阀、温度探头、CO检测探头、O2 检测探头、N2检测探头等。

一、安全监测问题关键点

    首先是安全的问题，气粉混合物遇火源会产生爆炸；沉积的煤粉也会缓慢氧化、自燃甚至爆炸。煤粉和空气混和物在一定的条件下才会产生爆炸，影响煤粉爆炸的因素有：煤的挥发分含量、煤粉浓度、煤粉颗粒尺寸、介质中氧的浓度和介质温度等，挥发成分含量越多越容易发生爆炸，当挥发成分含量<10<>～14％时，煤粉一般不会发生爆炸；在一定范围内，煤粉浓度提高，爆炸可能性增加；气粉混合物所处环境的温度越高，煤粉爆炸危险性越大。

二、防止自燃和爆炸的措施：

    制粉系统设计时，避免煤粉的沉积发生（控制气粉混合物的流速、系统管路要求水平、弯头少），运行时，控制磨煤机出口的煤粉气流的温度，避免气粉混合物的流速过低。保持磨煤机出口温度不超过规定值，按规定进行降粉，经常检查和消除制粉系统及粉仓漏风。建造和检修粉仓时要保证合理角度。四壁光滑，不应有积粉。运行期间，煤粉料位尽可能保持在80%左右，并且最好保持稳定负荷，减少自由空间；注意跟踪煤粉温度；长期停磨前排空煤粉；短期停磨，在仓中倘存煤粉，应向仓内盖一层生料粉，并严密监视仓上下温度变化；在袋收尘器、煤粉输送绞刀内着火时，严禁向仓内输送带有火种的煤粉；一旦发现煤粉着火，应沉着、冷静、迅速做好灭火准备工作；

1、停止向仓内进煤粉，关闭吸潮管阀门及绞龙下粉插板；

2、关闭仓顶袋收尘器废气入口挡板及卸料阀（保护袋收尘器）；

3、关闭仓底助流空气系统；

4、向仓内注入CO2，直到所需的量为止（根据空间而定），观察其温度、压力变化，若需继续喷入CO2气体，直到恢复正常为止；

5、待熄火后，应进行全面检查，如有必要将仓内排空，然后进仓清扫，处理后投入运行，方可进煤粉；

三、操作指南：

在往储料仓内输送煤粉的过程中，操作人员要不间断的按动除尘器振动电机的按钮，抖落附着在除尘器布袋上的煤粉，防止堵死布袋，发生爆仓。一旦堵死布袋，仓内压力超过仓顶压力安全阀的安全压力，压力安全阀即可打开释放仓内压力，防止爆仓事故的发生。通过高低料位可以观察到仓满或缺料。当需要放料时，首先打开锥体底部的手动卸料阀，然后通过输送装置将煤粉输送出去。在放料的过程中，如果出现“起拱”现象，就及时按动破拱装置电磁阀的按钮，进行吹气，消除“起拱”进行送料，保证煤粉供应顺畅。

大型焊接式煤粉钢板仓比传统混凝土筒仓可缩短工期一半以上，而且节约占地面积40%以上。煤粉钢板仓的利用便于调整商品煤品种 ,摆脱煤炭产品单一、能扩大销售渠道，更好地适应市场需求的重大举措。