王武君

(河北省電力勘測設(shè)計研究院，河北 石家莊 050031)

根據(jù)國家相關(guān)政策，煤電聯(lián)營是能源工業(yè)發(fā)展的新趨勢，這樣既可以解決煤電矛盾又可以多創(chuàng)造效益，從而實現(xiàn)煤、電行業(yè)由相互博弈轉(zhuǎn)向聯(lián)合雙贏。近年來，煤電聯(lián)營的優(yōu)勢愈發(fā)明顯，煤電一體化項目逐步呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢頭。目前，煤電一體化項目基本運作模式為煤礦洗選出來的末煤通過輸煤皮帶直接輸送到電廠發(fā)電，洗選后的精煤采用鐵路運送到產(chǎn)品需求地，電廠產(chǎn)生的電能通過輸電線路送至電網(wǎng)。結(jié)合近幾年本人參與設(shè)計的煤電一體化項目，針對其廠址選擇及總平面布置談?wù)勛约旱囊恍┙?jīng)驗和體會，供業(yè)內(nèi)同行參考。

1 煤電一體化項目特點

作為煤電聯(lián)營的有效載體，煤電一體化項目主要呈現(xiàn)出以下特點：

(1)投資主體的相同性：煤礦與電廠往往為同一個投資主體，從根本上解決了煤電之間利益分配的難題，為兩者相互融合奠定了基礎(chǔ)。

(2)廠址位置的相關(guān)性：煤電一體項目的廠址(煤礦工業(yè)廣場和電廠的廠址位置，下同)需同時考慮煤礦與電廠兩者的相關(guān)要求，尋求兩者廠址位置的最佳結(jié)合點。

(3)煤炭運輸?shù)暮喕裕鹤畲罂赡艿目s短和簡化了燃煤運輸環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了從燃煤出井至電廠發(fā)電的運輸成本最低化。

(4)生產(chǎn)設(shè)施的協(xié)同性：煤礦與電廠的水、暖、電、附屬設(shè)施等可以統(tǒng)籌考慮，減少了重復建設(shè)，降低了工程投資及運行費用。

2 廠址選擇

根據(jù)煤電一體化項目自身所具有的特點，其廠址的選擇是尋求煤礦與電廠廠址位置的最佳結(jié)合，從而實現(xiàn)煤電一體化項目經(jīng)濟效益的綜合最優(yōu)化。

對于煤礦工業(yè)廣場位置已經(jīng)確定的煤電一體化項目，電廠與煤礦的關(guān)系無外乎兩種：毗鄰布置和脫開布置，具體采用哪種方式，需經(jīng)綜合比較后確定。這類煤電一體化項目，重點是根據(jù)煤礦工業(yè)廣場的位置確定電廠的位置，相對來講比較簡單。

對于煤礦工業(yè)廣場的位置沒有確定的煤電一體化項目，要求電廠所選的廠址能夠滿足煤礦的要求，往往比較困難，甚至會發(fā)生電廠需重新選址。目前越來越多電力企業(yè)參與煤礦的開發(fā)，由于各種原因，電廠的選址往往早于煤礦選址，這就給電力設(shè)計院提出了更高的要求，要求電廠廠址能適應(yīng)煤礦的要求，從而達到煤電一體化項目廠址整體的合理性和經(jīng)濟性。基于這種選址的不同步性，提出煤電一體化項目電廠選址的一些原則供大家參考。

2.1 選址基本原則

原則一：廠址盡量不壓礦或少壓礦；

原則二：廠址壓覆礦藏不可避免時，電廠與煤礦毗鄰布置。廠址位置可以根據(jù)礦區(qū)總體規(guī)劃的井田范圍，在其取得探礦權(quán)范圍的內(nèi)進行選址，否則不具備作為煤礦井口的條件；

原則三：廠址盡量位于井田儲量中心，可以降低井下生產(chǎn)期間的通風、運輸、排水、供電等運營費；

原則四：廠址盡量靠近鐵路接軌站，縮短燃煤外運的鐵路專用線長度、運輸費用及減少壓煤量；

原則五：廠址不占用基本農(nóng)田或林地。

電廠前期選廠時可根據(jù)這些原則選出具有代表性的廠址，例如可以在井田范圍內(nèi)選出位于井田中央廠址、井田邊緣廠址和接近接軌站廠址等，通過對電廠和煤礦主要技術(shù)經(jīng)濟條件的綜合比較，提出廠址排序，然后根據(jù)煤礦的設(shè)計進展情況做出適當?shù)恼{(diào)整和完善，保證電廠擬選的廠址能滿足煤礦的要求，避免出現(xiàn)重新選廠的情況發(fā)生。

2.2 廠址比選的主要技術(shù)條件

煤電一體化項目廠址位置的選擇，除了考慮電廠建設(shè)的經(jīng)濟性外，還應(yīng)考慮煤田開拓、開采因素、煤電一體化因素、煤炭流向因素和勘探程度等因素。通過對煤電一體化項目廠址的主要技術(shù)條件進行綜合論證，提出最終推薦廠址。廠址比選主要考慮的技術(shù)條件見表1。

表1 廠址比選主要技術(shù)條件

根據(jù)上述技術(shù)條件，電力設(shè)計院與煤礦設(shè)計院緊密配合，對廠址進行全面科學的評價，最終優(yōu)選出符合煤電一體化要求的最優(yōu)廠址。

2.3 廠址選擇重要的依據(jù)性資料

(1)礦區(qū)總體規(guī)劃

根據(jù)《中華人民共和國煤炭法》等有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，煤炭資源勘查開發(fā)必須先編制礦區(qū)總體規(guī)劃。經(jīng)批準的礦區(qū)總體規(guī)劃，是礦區(qū)內(nèi)煤炭勘查開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)營活動的基本依據(jù)。據(jù)此，可以了解整個礦區(qū)的井田劃分、礦區(qū)建設(shè)規(guī)模、井口大致位置、礦井生產(chǎn)能力、開發(fā)順序和煤炭外運規(guī)劃等情況。

(2)井口及工業(yè)廣場位置

煤礦在取得探礦權(quán)后，將在允許探礦的范圍內(nèi)進行精查勘探工作，其成果是確定井田開拓方式及工業(yè)廣場位置的重要依據(jù)，對電廠廠址位置的確定將起到?jīng)Q定性的作用。

(3)基本農(nóng)田及保護性的林地分布

在進行選廠工作時，要收集井田范圍及其區(qū)域基本農(nóng)田及保護性的林地分布情況，為廠址選擇提供重要依據(jù)。

3 總平面布置優(yōu)化重點

3.1 電廠與煤礦工業(yè)廣場相對關(guān)系

電廠與煤礦工業(yè)廣場的相對關(guān)系無外乎兩種：毗鄰布置和脫開布置；采用哪種方式需結(jié)合多種技術(shù)條件綜合比較后確定。對于煤礦工業(yè)廣場與電廠毗鄰布置的煤電一體化項目，注意兩者相對位置關(guān)系，處理好煤礦鐵路專用線和進廠道路的引接，做到人流、煤流分流，避免交叉。比較典型的模塊組合見圖1，具體采用哪種模塊組合可根據(jù)工程實際情況進行合理比選確定。

圖1 電廠與煤礦工業(yè)廣場相對關(guān)系示意圖

3.2 輸煤系統(tǒng)的布置優(yōu)化

輸煤系統(tǒng)的布置優(yōu)化要解決好兩個問題：一是做到本期輸煤系統(tǒng)最為短捷經(jīng)濟；二是對下期及遠期輸煤通道要做合理規(guī)劃。對于煤電一體化項目來講，兩者同等重要。

(1)本期輸煤系統(tǒng)的優(yōu)化：

貯煤設(shè)施：電廠利用煤礦的貯煤設(shè)施，不設(shè)貯煤場；

篩碎設(shè)施：對于配套建設(shè)選煤廠的煤電一體化電廠，可不設(shè)篩分和破碎設(shè)備；

輸送系統(tǒng)：煤礦輸送的末煤直接進入主廠房煤倉間，盡量縮短輸煤棧橋長度，減少轉(zhuǎn)運次數(shù)，降低能耗。例如內(nèi)蒙某煤電一體化項目，優(yōu)化后電廠主廠房煤倉間正對煤礦末煤倉，取消了“老虎頭”轉(zhuǎn)運站，節(jié)省費用約350萬元。

(2)下期及遠期輸煤通道的合理規(guī)劃：

對于常規(guī)電廠而言，輸煤通道通常是根據(jù)電廠的規(guī)劃容量進行統(tǒng)一規(guī)劃；對于煤電一體化項目電廠，除了規(guī)劃容量之外，還應(yīng)考慮煤礦規(guī)劃產(chǎn)量的變化引起的電廠規(guī)劃容量的變化，在總平面布置時考慮在廠區(qū)內(nèi)合適的區(qū)域為遠期預留輸煤通道，避免出現(xiàn)當電廠遠期擴建時，輸煤系統(tǒng)引接困難的情況發(fā)生。如西北地區(qū)某煤電一體化項目，煤礦原規(guī)劃容量為1.0×107t/年，配套的電廠容量為6×600MW，后期隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的變化及煤礦產(chǎn)能的提高，電廠規(guī)劃容量由原來的6×600MW調(diào)整為4×600MW+4×1000MW，但由于廠區(qū)內(nèi)沒有考慮遠期的輸煤通道，造成遠期電廠輸煤系統(tǒng)引接困難。

3.3 電廠與煤礦公用設(shè)施優(yōu)化

為了體現(xiàn)煤電一體的優(yōu)勢，電廠與煤礦的公用設(shè)施盡量統(tǒng)籌考慮，應(yīng)針對以下內(nèi)容進行了優(yōu)化：

(1)水

煤礦與電廠的生活給水、生活污水、消防用水及煤泥水處理宜合并設(shè)置，同時可以將煤礦產(chǎn)生的疏干水作為電廠部分補充水源。

對于消防系統(tǒng)，由于電廠消防系統(tǒng)的水量及水壓可以滿足煤礦地面消防的要求，因此通常是將電廠消防管網(wǎng)與煤礦地面消防管線統(tǒng)一考慮；煤礦井下消防用水可從電廠綜合泵房工業(yè)給水管網(wǎng)引接。電廠主廠房及棧橋沖洗水，可直接送到洗煤廠復用，取消電廠的煤泥水處理設(shè)施。

(2)電

①將煤礦110kV變電站作為電廠啟/備電源及施工電源。

②電廠投運后，可考慮電廠向煤礦供電。

③通訊及MIS系統(tǒng)可以合并設(shè)置，統(tǒng)一考慮。

(3)汽： 電廠與煤礦采暖系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。

電廠與煤礦共設(shè)一個熱交換站，電廠負責向煤礦提供滿足其參數(shù)要求的蒸汽和熱水。

(4)路：選煤廠選出的矸石可輸送到電廠灰場。

①電廠進廠道路、施工進廠道路與煤礦公用。

②電廠運灰道路與煤礦運矸石道路合并設(shè)置，將電廠灰渣及煤礦矸石運至電廠灰場。

(5)附屬設(shè)施：辦公樓、廠前生活設(shè)施、材料庫及檢修樓等統(tǒng)一規(guī)劃；

3.4 合理預留電廠廠區(qū)主要通道寬度

為了節(jié)約用地，通常采取壓縮主要通道的寬度來解決。為了增強廠區(qū)總平面布置對各工藝專業(yè)方案不斷調(diào)整及遠期規(guī)劃的適應(yīng)性，保證廠區(qū)總體規(guī)劃的合理性，在不太增加本期廠區(qū)用地面積的基礎(chǔ)上，對廠區(qū)主要通道寬度進行了合理的規(guī)劃，應(yīng)重點關(guān)注以下兩個走廊通道：

(1)主廠房(含空冷島)與升壓站通道間距的控制

例如內(nèi)蒙某煤電一體化項目，電廠規(guī)劃容量為6×600MW燃煤空冷機組，考慮到國家的產(chǎn)業(yè)政策，二期擴建百萬空冷機組是很有可能的。據(jù)此，在該通道寬度的預留上格外慎重，除了滿足本期管廊的布置要求外，還要考慮到二期擴建百萬機組空冷島及主廠房尺寸增大所需的空間尺寸，經(jīng)對合理比選最終確定空冷島外邊緣至升壓站圍欄距離為40m，為二期擴建百萬機組主廠房及空冷島的布置預留了較好的場地條件。

(2)主廠房固定端與煤礦工業(yè)廣場間距的控制

該通道的寬度主要根據(jù)輸煤系統(tǒng)接口位置及輸煤棧橋的爬坡角度來確定。例如內(nèi)蒙某煤電一體化項目該通道寬約170m，由于依據(jù)充分且輸煤系統(tǒng)做到了最大程度的優(yōu)化，雖經(jīng)各種審查，該通道寬度基本沒有做任何調(diào)整，這樣保證了固定端輔助設(shè)施布置位置的相對確定。

4 值得注意的問題

(1)坐標系及高程系一致性問題

煤電一體化項目參與設(shè)計的單位多、相應(yīng)的設(shè)計接口也多，為了保證各設(shè)計單位能統(tǒng)一協(xié)調(diào)的展開設(shè)計，項目籌建單位要組織電力設(shè)計院和煤炭設(shè)計院就坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的問題進行溝通，達成一致意見，確保所有設(shè)計接口的準確無誤。

(2)考慮煤礦在事故停產(chǎn)情況下，電廠煤源的保證問題?？梢栽诿旱V工業(yè)廣場設(shè)置事故煤場，當煤礦出現(xiàn)事故停產(chǎn)時，緊急啟用，保證電廠的正常運行。

(3)出線走廊的規(guī)劃

根據(jù)《建筑物、水體、鐵路、及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》要求，500kV高壓出線壓覆煤礦時，需預留安全煤柱。因此，如果電廠位于煤田范圍內(nèi)時，電廠高壓出線走廊最好沿煤礦大巷走向布置，以充分利用了大巷的預留煤柱，減少壓煤量。

(4)對于壓覆煤炭資源的煤電一體化項目，廠區(qū)布置宜規(guī)整，避免出現(xiàn)三角地，以減少壓覆煤炭量。

(5)電廠與煤礦生產(chǎn)輔助設(shè)施盡量合并統(tǒng)一設(shè)置且宜集中布置，但同時最好保證煤礦區(qū)域與電廠區(qū)域的相對獨立，避免出現(xiàn)布置上的“你中有我，我中有你”，為日后施工圖設(shè)計邊界的劃分和設(shè)計的協(xié)調(diào)配合帶來不必要的麻煩。

5 結(jié)語

(1)對于煤礦工業(yè)廣場的位置沒有確定的煤電一體化項目，電廠前期擬選的廠址需具有代表性，保證電廠擬選的廠址能滿足煤礦的要求，避免出現(xiàn)重新選廠的情況發(fā)生。

(2)煤電一體化項目廠址比選，要結(jié)合電廠與煤礦的主要技術(shù)條件進行綜合比較確定最優(yōu)廠址。

(3)煤電一體化項目總平面布置優(yōu)化，建議圍繞煤、電、水、汽、路、附屬設(shè)施等內(nèi)容進行優(yōu)化，體現(xiàn)一體化的優(yōu)勢。

(4)煤電一體化項目在坐標及高程系統(tǒng)的選擇、出線走廊規(guī)劃、廠區(qū)的規(guī)整性及設(shè)計分界等方面要引起足夠的重視。

[1]DL 5000-2000，火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程[S].

[2]DL/T 5001-2004，火力發(fā)電廠工程測量技術(shù)規(guī)程[S].

[3]GB 50026-2007，煤礦測量規(guī)程[S].

[4]煤行管局字[2000]第81號，建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程[S].