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儲煤鋼板倉初步研究
來源:山東德通建筑工程有限公司 發布時間: 2019-12-23 22:59:40
本頁關鍵詞:鋼板倉,儲煤鋼板倉

儲煤筒倉初步研究,貯煤筒倉作為火力發電廠的重要組成部分,隨著煤炭價格的上漲、電力需求的增加以及環保要求的愈發嚴格,儲煤鋼板倉巨型化已成為了其不可避免的發展趨勢。相比與中小型筒倉,巨型貯煤筒倉的混凝土裂縫、筒體變形和結構內力必須要進行更為嚴格的控制。近些年來,國內外學者針對此課題展開了廣泛的研究,由于巨型貯煤筒倉的靜動力學理論還不夠成熟,至今還沒有找到特別有效的控制方法。筒倉的設計施工尤其是超大直徑筒倉還沒有完備的規范可以參考,設計理論仍需改進。 本文基于有限元分析方法,以巨型貯煤筒倉靜動力學特性分析為主要研究內容,在綜合考慮了土體、基礎、筒體和預應力筋不同力學特點的基礎上,建立了合理的力學計算模型,完成了開口預應力巨型貯煤筒倉的靜力分析、溫度應力分析、模態分析和單點譜響應分析,獲得了結構的部分靜動力學特性,并對筒倉預應力筋的配置和優化進行了方法上的探索,得到了一些可供實際工程設計參考的結論:倉口區域的位移、環向拉應力和豎向拉應力明顯大于遠倉口區域,必需進行加強處理;內外溫差對結構環向拉應力有較大影響,其值甚至可以達到混凝土的抗拉強度;季節溫度變化對結構的變形有較大影響;運用試算法,通過不斷調整模型的初設參數,可以得到一個相對合理的預應力筋配置;當加速度響應譜的激勵方向垂直于倉口時,結構的動力效應最大。

鋼板倉具有混凝土筒倉無法比擬的優勢,其應用已越來越廣泛,但其理論研究還相對滯后,尤其對于儲煤用大型鋼板倉的設計尚沒有明確的標準指導。結合一擬建儲煤鋼板倉,根據其現場生產條件和工藝要求分析鋼板筒倉的結構選型和布置方案;利用 Midas/Gen 有限元軟件建立鋼板倉倉體和鋼板倉倉頂組裝成的整體模型,并對其進行結構靜力性能的分析,揭示結構在不同受力狀態下的應力分布特征和變形特征,驗證結構布置的合理性和安全性。利用有限元分析軟件 ANSYS 對鋼板倉倉體分別進行空倉狀態和實倉狀態下的特征值屈曲分析,發現實倉狀態下的第一階屈曲特征值較空倉狀態減小了86.85%;研究水平環向壓力對鋼板倉倉體臨界承載力的影響,發現實倉在水平環向壓力作用下第一階屈曲特征值提高了89.15%;最后對鋼板倉倉體進行了考慮材料和幾何雙重非線性的穩定分析,得到結構的實際極限承載能力,發現鋼板倉是一種非線性非常明顯的結構。

大型焊接式煤粉鋼板倉的檢測裝置及防止自燃和爆炸的措施因大型焊接式煤粉鋼板倉中吸附了大量空氣,極易慢慢氧化,當達到著火溫度后便引起自燃。煤粉和空氣的混合物在適當的濃度和溫度下會發生爆炸;煤粉由于顆粒細小,具有較好的流動性能,可采用氣力方便地在管內輸送,但若大型焊接式煤粉鋼板倉內粉位太低,則易出現自流現象,大量煤粉自動穿過給粉裝置,流入風管造成堵塞;煤粉的水分對流動性與爆炸性有較大的影響,水分太高,流動性差,輸送困難,且易引起粉倉搭橋。同時也影響著火和燃燒。水分太低易引起自燃或爆炸,同時干燥耗能增加;煤粉愈細,著火愈迅速完全,鍋爐效率越高;煤粉變粗所引起的危害是很大的,如鍋爐滅火、結焦、高溫腐蝕、過熱器、再熱器超溫爆管、尾部受熱面的磨損以及燃燒效率低等一系列問題,特別對于貧煤和無煙煤(難以著火和燃盡),當煤粉顆粒較大時,煤粉在離開燃燒器區時很難及時著火(反應速度低),可能滅火;

相應的安全檢測裝置部件有除塵器、壓力安全閥、上料管、高低料位計、卸料閥、溫度探頭、CO檢測探頭、O2 檢測探頭、N2檢測探頭等。

一、安全監測問題關鍵點

    首先是安全的問題,氣粉混合物遇火源會產生爆炸;沉積的煤粉也會緩慢氧化、自燃甚至爆炸。煤粉和空氣混和物在一定的條件下才會產生爆炸,影響煤粉爆炸的因素有:煤的揮發分含量、煤粉濃度、煤粉顆粒尺寸、介質中氧的濃度和介質溫度等,揮發成分含量越多越容易發生爆炸,當揮發成分含量<10<>~14%時,煤粉一般不會發生爆炸;在一定范圍內,煤粉濃度提高,爆炸可能性增加;氣粉混合物所處環境的溫度越高,煤粉爆炸危險性越大。

二、防止自燃和爆炸的措施:

    制粉系統設計時,避免煤粉的沉積發生(控制氣粉混合物的流速、系統管路要求水平、彎頭少),運行時,控制磨煤機出口的煤粉氣流的溫度,避免氣粉混合物的流速過低。保持磨煤機出口溫度不超過規定值,按規定進行降粉,經常檢查和消除制粉系統及粉倉漏風。建造和檢修粉倉時要保證合理角度。四壁光滑,不應有積粉。運行期間,煤粉料位盡可能保持在80%左右,并且最好保持穩定負荷,減少自由空間;注意跟蹤煤粉溫度;長期停磨前排空煤粉;短期停磨,在倉中倘存煤粉,應向倉內蓋一層生料粉,并嚴密監視倉上下溫度變化;在袋收塵器、煤粉輸送絞刀內著火時,嚴禁向倉內輸送帶有火種的煤粉;一旦發現煤粉著火,應沉著、冷靜、迅速做好滅火準備工作;

1、停止向倉內進煤粉,關閉吸潮管閥門及絞龍下粉插板;

2、關閉倉頂袋收塵器廢氣入口擋板及卸料閥(保護袋收塵器);

3、關閉倉底助流空氣系統;

4、向倉內注入CO2,直到所需的量為止(根據空間而定),觀察其溫度、壓力變化,若需繼續噴入CO2氣體,直到恢復正常為止;

5、待熄火后,應進行全面檢查,如有必要將倉內排空,然后進倉清掃,處理后投入運行,方可進煤粉;

三、操作指南:

   在往儲料倉內輸送煤粉的過程中,操作人員要不間斷的按動除塵器振動電機的按鈕,抖落附著在除塵器布袋上的煤粉,防止堵死布袋,發生爆倉。一旦堵死布袋,倉內壓力超過倉頂壓力安全閥的安全壓力,壓力安全閥即可打開釋放倉內壓力,防止爆倉事故的發生。通過高低料位可以觀察到倉滿或缺料。當需要放料時,首先打開錐體底部的手動卸料閥,然后通過輸送裝置將煤粉輸送出去。在放料的過程中,如果出現“起拱”現象,就及時按動破拱裝置電磁閥的按鈕,進行吹氣,消除“起拱”進行送料,保證煤粉供應順暢。

大型焊接式煤粉鋼板倉比傳統混凝土筒倉可縮短工期一半以上,而且節約占地面積40%以上。煤粉鋼板倉的利用便于調整商品煤品種 ,擺脫煤炭產品單一、擴大銷售渠道,更好地適應市場需求的重大舉措。

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