1．概述
在传统煤炭码头的装卸工艺中，由于煤炭是露天堆放，因此存在平时大风扬尘和堆取料过程中的二次扬尘污染问题。采用筒仓储煤工艺可以很好地解决这个问题，同时还可以减少煤尘治理的费用。
用筒仓存储煤炭的工艺已在部分电厂、煤矿企业得到应用。储煤筒仓通常采用水泥筒仓或钢板筒仓，目前水泥筒仓应用较多。但水泥筒仓施工周期长，投资较高;而钢板筒仓具有占地空间小、强度高、外形美观、建设周期短等特点，备受粮食加工企业、散粮码头的青睐，已在粮食的加工、储藏、转运上得到越来越广泛的应用，近几年在建材、化工、污水处理等其他领域的应用也保持强劲的发展势头。
用筒仓储存煤炭，作业效率较高，运行方式简单，系统调度灵活，可建设筒仓群适应多煤种的需要，具有贮存、缓冲和配煤等多种功能，是一种很好的港口煤炭装卸工艺。
2．钢板筒仓关键技术分析
2．1筒仓的出料方式
由于煤炭的流动性很差，所以筒仓的出料方式是使用中必须首先解决的一大难题，对于大直径筒仓(直径大于20m)必须设置专门的出料装置，而对于小直径的筒仓大多采用底部自流的倒锥形出料口出料方式。根据出料口个数，一般分为单出料口、双出料口、4出料口和9出料口等几种形式。为防止偏心出料，保证筒仓的主体结构受力均衡，出料口应对称布置、对称开启。出料口设置为倒立锥形，锥壁倾角应大于45 ，便于流动性较差的煤炭的出仓。此外，锥形出口内壁采用铸石贴面，以增加耐磨性，降低出料摩擦阻力。图1为9出料口自流式锥底储煤钢板筒仓示意图。对于多出料口筒仓，一般中间出料口为主出料口，要比其他的大一些。因此，用于中间出料的带式输送机的输送能力也要大于两侧的带式输送机。
图1 9出料口筒仓
2．2煤炭进出仓输送方式
煤炭进出仓系统均选用普通带式输送机，即煤炭通过带式输送机输送到仓顶，然后通过仓顶带式输送机进仓;煤炭通过50 倒立锥形仓底自流出料，流入仓底带式输送机。出仓带式输送机的头部安装电子皮带秤，可以很方便地按比例进行配煤。
2．3筒仓保温措施
进入筒仓的煤炭具有一定的含水率，为保证冬季煤炭的顺利装卸，需采取保温措施。一般可在仓壁外覆盖80～100mm厚的保温层，保温材料可用聚氨酯泡沫或岩棉等。如果煤炭在筒仓内储存的时间较长，则应根据仓内外的温度差、储存天数和保温层的导热系数等参数计算出所需保温层的厚度。
煤炭筒仓不宜采用加热保温方式，原因是成本太高，此外冷热的交替变化引起的温度应力会对仓体结构产生不利影响。
2．4煤炭起拱堵塞问题
目前，随着大容量圆筒深仓在煤炭储运中的广泛应用，煤仓起拱堵塞现象经常发生。现有的煤仓破拱方法很多，常用的有：人工破拱法、水力破拱法、风力破拱法、振动器破拱法、嵌入体(又称破拱耗)、分隔板、空气炮等。可根据筒仓形式等具体情况选用1种或多种方法。
水力破拱法在港口码头应用较多，其操作简单，费用低，但增加煤的水分，影响原煤质量，给洗选带来一定难度。空气炮是一种快速、强力清仓破拱设备，具有破拱结构简单，运行费用低且安装方便等优点，是目前应用最广泛的破拱方法之一。
2．5煤炭对钢板筒仓的腐蚀问题
煤炭对钢铁有较强的腐蚀性，可采用专用防腐蚀的涂料对筒仓内壁进行防腐蚀处理，并定期对筒仓内壁进行检查，定期刷防腐涂料。
2．6仓内煤炭自燃问题
因煤的导热系数较小，热量向四周扩散较慢，筒仓内煤炭长期存放将会使煤的温度升高，温度、可燃气体浓度达到一定的数值后，极易发生自燃。因此，必须采取措施降低筒仓内的温度。目前，防止煤炭自燃通常采用以下办法：
(1)筒仓仓壁外加保温层 既可以防止仓内煤炭冬天结冰，也可以防止仓外温度过高导致仓内煤炭升温太快，引发煤炭自燃。
(2)筒仓建造通风系统 在钢板筒仓底设置通风机，通过通风管道将外界干燥的空气或冷却的气体导入仓内的通风地槽或通风管，利用扩散的气体不断与仓内煤炭间热空气进行交换，在仓顶自然透气孔的协同作用下，将仓内的热空气及时排出仓外，达到降低温度的目的。
(3)筒仓内部加测温电缆 及时监测筒仓内煤炭的温度，当温度升高到设定值时，发出报警信号。测温电缆由3根钢丝包裹，外包尼龙。这样可以防止煤块在下落过程中损伤测温电缆。测温电缆一般隔1m设置1个测温点，1个测温点可以辐射直径为115m的球形范围。
(4)在筒仓内通惰性气体防止煤炭自燃或粉尘爆炸。
2．7仓内粉尘防爆问题
煤炭在筒仓内长期存放容易发生自燃，自燃过程中不仅释放热量，而且会释放出含量不等的可燃气体，当温度、可燃气体浓度以及粉尘浓度达到一定值后，筒仓极易发生爆炸。预防爆炸的措施是：
(1)采取有效的阻燃措施，如通入惰性气体，降低煤尘和可燃气体的混合，破坏煤尘及可燃气体的燃烧(爆炸)条件，避免爆炸的发生。建造通风系统，采取保温措施等都可以有效降低筒仓内煤炭的温度，避免筒仓爆炸的发生。
(2)优化筒仓的设计及布置，尽量缩短筒仓内储煤的周转周期，减少储煤滞留时间，一般无烟煤和贫煤的存放时间可稍长一些，但以不超过4个月为宜。长焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤的存放时间以不超过1个月为宜。
(3)建立筒仓自动安全监测与控制系统，做到及时、准确地发现异常情况。能够及时准确监测到煤位、煤温、煤尘浓度、一氧化碳浓度、瓦斯浓度、湿度、甲烷、惰性气体浓度等指标的筒仓安全监测系统见图2。
图2筒仓安全监测系统
2．8料位测量
可以在筒仓内加料位计，通过上下2个传感器来确定筒仓内的煤储量。
2．9钢板筒仓结构设计应注意的问题
钢板筒仓结构设计应考虑2个问题：(1)确定仓内储料对仓壁产生的载荷;(2)筒仓仓壁在竖向摩擦力和水平压力共同作用下的稳定性设计。可参考《粮食钢板筒仓设计规范》，其对储煤筒仓的设计具有指导意义。
钢板筒仓设计中要考虑装料和卸料2种情况下的载荷情况，同时还需考虑偏心卸料对结构的影响。
3．结束语
目前，环保问题是国际性大课题，筒仓储煤工艺对改善港口周边环境具有重要意义。港口煤炭装卸作业系统采用钢板筒仓，有利于环保，可提高煤炭作业效率，降低作业成本，提高场地利用率，还能很方便地实现配煤作业，是一种合理高效的煤炭储运工艺。