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【摘要】作为为城市供热和发电服务的火电厂，是城市发展和为市民服务的基础设施。而火电厂的生产和运行质量、时时刻刻直接影响着城市工业的发展和市民的生活质量。我厂是在2005年12月新建成并投产的以供热和发电为主的新厂，由于新建厂存在许多缺陷影响到生产的正常生产和运行，因此作为新建的供热和发电为主的新厂，就必须在保证生产稳定和运行正常的情况下，及时地进行新厂消缺的技术改造，以保证未来生产和运行的正常。本文就是当新厂在运行到第20多个月时：解决生产遇到的一个难题为题而生成以下交流文字。
【关键词】煤斗 问题 分析 改造 方案
为城市提供热能和电能服务的热电厂，是城市建设和发展的基础设施，作为热电厂它的生产和运行质量、直接影响着城市的发展和市民的生活质量。当热电厂自投产起来运行到第20多个月时，生产运行人员就反映：在煤场地面原煤斗上煤存在困难问题。热电厂每天生产所用原煤的数量是6000吨左右，若热电厂在运行中出现这类问题：尤如长江在源头断了水，不用多说大家都可预想到其问题的严重性了。
一、地面原煤斗上煤存在困难问题：
根据在现场的实际了解和调查发现：困扰地面原煤斗上煤的主要原因有如下两方面：其一、煤场地面煤斗室顶冒出粗钢筋直接影响推煤机向原煤斗上煤。其二、地面煤斗存在下煤不畅通的问题。
二、原煤斗上煤存在困难原因分析：
1、煤场地面煤斗室冒出粗钢筋的主要原因是：
地面煤斗室结构顶标高与周围储煤场场地地面标高的设计高差为0.5米。因在原煤斗室与储煤场场地地面之间就没设计，用来保护煤斗室顶结构安全的斜坡，再加上选择大功率推煤机上煤的运行方式，推煤机上煤时煤铲产生的巨大推力的作用，久而久之致煤斗室顶钢筋混凝土结构遭到破坏，而暴露出了煤斗室顶钢筋混凝土结构层的粗钢筋，从而影响到推煤机上煤。
2、地面原煤斗存在下煤不畅的原因是：
原设计的用于地面煤斗顶做安全生产保护作用的煤篦、采用20厚钢板作为主要材料焊接制成，因其侧面的刚度太弱抵抗不了推煤机上煤时，煤铲产生破坏力的作用使煤篦子上的钢板空格间尺寸变形缩小，从而产生堵煤问题导致原煤斗存在下煤不畅问题。
三、对原煤斗系统进行技术改造：
原煤斗系统存在的上述系列的问题它不但让到生产上煤困难、而且还威胁煤斗室结构的安全。在保证热电厂生产能正常进行的前题下，同时也为保护原煤斗室的结构安全，我们就必须对地面原煤斗系统进行技术改造：
1、给地面煤斗室周围增加混凝土斜坡道：
在地面煤斗室周围增加混凝土斜坡道：以保证原煤斗室顶钢筋混凝土结构体的安全。但又考虑到推煤机上煤时煤铲产生破坏力作用，为抵御推煤机在上煤过程中的煤铲铲到混凝土斜坡，并保护其斜坡体的结构安全避免斜坡再遭遇到重复破坏的问题，我们在煤斗室顶和混凝土斜坡上增加了放射形钢轨，因钢轨属耐磨性强的特殊钢，以达到保护煤斗室顶和刚性斜坡钢筋混凝土层的安全要求。
2、针对煤斗室顶存在下煤不畅的问题：
根据其生成原因和实际露天煤斗运行的要求；在临时能应对能继续安全生产（即对原设计的煤篦子进行加固的）前提下，再考虑对原设计的存有缺陷的煤篦子进行改造。
四、对煤篦技术改造存在的难题：
1、煤篦子叶面刚度不足问题：
采用钢轨才能增加煤篦子侧面的刚度问题，也为了增加篦子表面强度，钢轨是特殊钢故其具有高强耐磨的特性，完全能够抵抗推煤机在上煤过程中铲的严重破坏，所以选择钢轨是最合适的煤篦子材料。
2、要解决煤篦子成整体问题：
选择钢轨作为制做煤篦子的主要材料，但钢轨又是不具备可焊性的材料，这又给采用钢轨作为制做篦子主材的问题，如何解决连成整体问题这又成为需解决的重点问题。
3、如何解决煤篦顶承重问题：
在现实发电生产采用推煤机上煤的过程中，因为煤质问题和遇到雨天上煤不畅通时，就避免不了推煤机上煤篦顶的条件要求，故原设计人员预想的推煤机不上煤篦顶，这及不符合发电生产实际要求，这也是原煤篦子破坏的原因。如果允许推煤机上煤篦顶就必须彻底地解决承重问题。
五、设计构想：
如何解决上述困难问题经过苦思冥想，经过反复思考分析采用榫锚结构原理制做篦子，基本上在我的大脑形成雏形：
1、根据木工师傅制做家具的思路，再把采用榫锚结构的原理运用到制做篦子上，就可以彻底地解决煤篦子成整体问题：同时采用榫锚结构的几何原理、还可以解决推煤机的前铲无论从任何方向来的力，都能完全够抵抗推煤机对煤篦子的产生的严重破坏。
钢轨煤篦子成型最大边框尺寸为5027X4770，钢轨篦子净空洞尺寸为270X250。
2、如何来解决煤篦顶承重问题就必须有顶承体：钢轨又是不具备可焊性只能起到作为煤篦子的作用，经过计算采用金属型钢材料来解决跨度为5米，重量又是近30吨的推煤机作业还必须保证煤篦子和推煤机的安全，就必须选用250毫米高以上的型钢材料，才能解决型钢本身的结构刚度问题。
3、制做煤篦系统采用的24GJ的钢轨高度是160毫米、采用工字钢必须的理论要求是250毫米，两种金属型钢的总高度是410毫米。而现煤斗室顶原有安装煤篦子的卡口仅为320毫米：如何在仅有320毫米高度的安煤篦卡口上，把理论要求是410毫米的形成煤篦雏形安装上呢？最后采用在工与民用建筑结构中的鱼腹梁原理，使用到了新做的煤篦子上才彻底地解决了这个问题。
工字钢外框尺寸为5027X4770 ，煤篦系统分为二层：上层为270X250钢轨篦子，下层为508.25X558.11工字钢井字梁承重层。上、下两层结构体经过一定的连接措施使之形成了地面煤斗系统的共同承重体系。
六、经验总结及改造后的结论：
采用金属型钢与钢轨作为煤场地面煤斗室顶体系：在2009年投入系统使用后经过几年以来的使用，满足了煤场地面煤斗室顶系统的生产正常、使用安全、承重可靠的问题，彻底地解决了煤场地面煤斗系统投产后出现的系列问题，从源头上保证了热电厂生产上煤安全的问题。
七、存在问题及处理：
自2号煤场地面煤斗室顶系统改造成功投入使用后、所暴露出来的其它问题在制造2号系统改造前，我及时地画出了制造新煤篦子的变更图（即在局部钢轨下垫了8毫米厚度钢板），使煤场1号地面煤斗室系统经改造以后更加合理，成为未来热电厂生产的成熟的标准构件。
【参考文献】
《结构力学与钢结构》 葛洲坝水电工程学院 宋君亮著1984
《钢筋混凝土结构》 天津大学同济大学 华南工学院1980
《建筑力学》 华南工学院 1980
《结构动力学》 清华大学建工系 1977
《焊接》 电力技术标准 國家计委主编2002
《火力发电厂金属材料》 中国电力出版社 2001
《木工技术》 中国建筑出版社 1977
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】煤斗 问题 分析 改造 方案
为城市提供热能和电能服务的热电厂，是城市建设和发展的基础设施，作为热电厂它的生产和运行质量、直接影响着城市的发展和市民的生活质量。当热电厂自投产起来运行到第20多个月时，生产运行人员就反映：在煤场地面原煤斗上煤存在困难问题。热电厂每天生产所用原煤的数量是6000吨左右，若热电厂在运行中出现这类问题：尤如长江在源头断了水，不用多说大家都可预想到其问题的严重性了。
一、地面原煤斗上煤存在困难问题：
根据在现场的实际了解和调查发现：困扰地面原煤斗上煤的主要原因有如下两方面：其一、煤场地面煤斗室顶冒出粗钢筋直接影响推煤机向原煤斗上煤。其二、地面煤斗存在下煤不畅通的问题。
二、原煤斗上煤存在困难原因分析：
1、煤场地面煤斗室冒出粗钢筋的主要原因是：
地面煤斗室结构顶标高与周围储煤场场地地面标高的设计高差为0.5米。因在原煤斗室与储煤场场地地面之间就没设计，用来保护煤斗室顶结构安全的斜坡，再加上选择大功率推煤机上煤的运行方式，推煤机上煤时煤铲产生的巨大推力的作用，久而久之致煤斗室顶钢筋混凝土结构遭到破坏，而暴露出了煤斗室顶钢筋混凝土结构层的粗钢筋，从而影响到推煤机上煤。
2、地面原煤斗存在下煤不畅的原因是：
原设计的用于地面煤斗顶做安全生产保护作用的煤篦、采用20厚钢板作为主要材料焊接制成，因其侧面的刚度太弱抵抗不了推煤机上煤时，煤铲产生破坏力的作用使煤篦子上的钢板空格间尺寸变形缩小，从而产生堵煤问题导致原煤斗存在下煤不畅问题。
三、对原煤斗系统进行技术改造：
原煤斗系统存在的上述系列的问题它不但让到生产上煤困难、而且还威胁煤斗室结构的安全。在保证热电厂生产能正常进行的前题下，同时也为保护原煤斗室的结构安全，我们就必须对地面原煤斗系统进行技术改造：
1、给地面煤斗室周围增加混凝土斜坡道：
在地面煤斗室周围增加混凝土斜坡道：以保证原煤斗室顶钢筋混凝土结构体的安全。但又考虑到推煤机上煤时煤铲产生破坏力作用，为抵御推煤机在上煤过程中的煤铲铲到混凝土斜坡，并保护其斜坡体的结构安全避免斜坡再遭遇到重复破坏的问题，我们在煤斗室顶和混凝土斜坡上增加了放射形钢轨，因钢轨属耐磨性强的特殊钢，以达到保护煤斗室顶和刚性斜坡钢筋混凝土层的安全要求。
2、针对煤斗室顶存在下煤不畅的问题：
根据其生成原因和实际露天煤斗运行的要求；在临时能应对能继续安全生产（即对原设计的煤篦子进行加固的）前提下，再考虑对原设计的存有缺陷的煤篦子进行改造。
四、对煤篦技术改造存在的难题：
1、煤篦子叶面刚度不足问题：
采用钢轨才能增加煤篦子侧面的刚度问题，也为了增加篦子表面强度，钢轨是特殊钢故其具有高强耐磨的特性，完全能够抵抗推煤机在上煤过程中铲的严重破坏，所以选择钢轨是最合适的煤篦子材料。
2、要解决煤篦子成整体问题：
选择钢轨作为制做煤篦子的主要材料，但钢轨又是不具备可焊性的材料，这又给采用钢轨作为制做篦子主材的问题，如何解决连成整体问题这又成为需解决的重点问题。
3、如何解决煤篦顶承重问题：
在现实发电生产采用推煤机上煤的过程中，因为煤质问题和遇到雨天上煤不畅通时，就避免不了推煤机上煤篦顶的条件要求，故原设计人员预想的推煤机不上煤篦顶，这及不符合发电生产实际要求，这也是原煤篦子破坏的原因。如果允许推煤机上煤篦顶就必须彻底地解决承重问题。
五、设计构想：
如何解决上述困难问题经过苦思冥想，经过反复思考分析采用榫锚结构原理制做篦子，基本上在我的大脑形成雏形：
1、根据木工师傅制做家具的思路，再把采用榫锚结构的原理运用到制做篦子上，就可以彻底地解决煤篦子成整体问题：同时采用榫锚结构的几何原理、还可以解决推煤机的前铲无论从任何方向来的力，都能完全够抵抗推煤机对煤篦子的产生的严重破坏。
钢轨煤篦子成型最大边框尺寸为5027X4770，钢轨篦子净空洞尺寸为270X250。
2、如何来解决煤篦顶承重问题就必须有顶承体：钢轨又是不具备可焊性只能起到作为煤篦子的作用，经过计算采用金属型钢材料来解决跨度为5米，重量又是近30吨的推煤机作业还必须保证煤篦子和推煤机的安全，就必须选用250毫米高以上的型钢材料，才能解决型钢本身的结构刚度问题。
3、制做煤篦系统采用的24GJ的钢轨高度是160毫米、采用工字钢必须的理论要求是250毫米，两种金属型钢的总高度是410毫米。而现煤斗室顶原有安装煤篦子的卡口仅为320毫米：如何在仅有320毫米高度的安煤篦卡口上，把理论要求是410毫米的形成煤篦雏形安装上呢？最后采用在工与民用建筑结构中的鱼腹梁原理，使用到了新做的煤篦子上才彻底地解决了这个问题。
工字钢外框尺寸为5027X4770 ，煤篦系统分为二层：上层为270X250钢轨篦子，下层为508.25X558.11工字钢井字梁承重层。上、下两层结构体经过一定的连接措施使之形成了地面煤斗系统的共同承重体系。
六、经验总结及改造后的结论：
采用金属型钢与钢轨作为煤场地面煤斗室顶体系：在2009年投入系统使用后经过几年以来的使用，满足了煤场地面煤斗室顶系统的生产正常、使用安全、承重可靠的问题，彻底地解决了煤场地面煤斗系统投产后出现的系列问题，从源头上保证了热电厂生产上煤安全的问题。
七、存在问题及处理：
自2号煤场地面煤斗室顶系统改造成功投入使用后、所暴露出来的其它问题在制造2号系统改造前，我及时地画出了制造新煤篦子的变更图（即在局部钢轨下垫了8毫米厚度钢板），使煤场1号地面煤斗室系统经改造以后更加合理，成为未来热电厂生产的成熟的标准构件。
【参考文献】
《结构力学与钢结构》 葛洲坝水电工程学院 宋君亮著1984
《钢筋混凝土结构》 天津大学同济大学 华南工学院1980
《建筑力学》 华南工学院 1980
《结构动力学》 清华大学建工系 1977
《焊接》 电力技术标准 國家计委主编2002
《火力发电厂金属材料》 中国电力出版社 2001
《木工技术》 中国建筑出版社 1977
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。