文/劉海波

1. 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，特別對(duì)能源行業(yè)控制環(huán)境污染的條件更加嚴(yán)格。為更有效地治理燃煤電廠煤場(chǎng)的運(yùn)行條件，抑制煤塵飛揚(yáng)，以免對(duì)周圍環(huán)境造成污染，全封閉條形煤場(chǎng)、圓形煤場(chǎng)、筒倉(cāng)等貯煤方式應(yīng)運(yùn)而生，構(gòu)成了當(dāng)今我國(guó)火力發(fā)電廠企業(yè)的多種貯煤方式。

山東沿海某大型百萬(wàn)機(jī)組燃煤電廠規(guī)劃容量6×1000MW火電機(jī)組，一期工程已建成2×1000MW超超臨界機(jī)組，一期貯煤采用了兩座直徑120m圓形煤場(chǎng)，單座貯煤量為16萬(wàn)噸，總貯煤32萬(wàn)噸。本文將結(jié)合該電廠二期2×1000MW超超臨界機(jī)組擴(kuò)建工程，對(duì)條形全封閉煤場(chǎng)、圓形煤場(chǎng)及筒倉(cāng)等不同貯煤設(shè)施進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從廠區(qū)總平面布置方案、廠區(qū)用地及投資等方面提出大型燃煤電廠貯煤設(shè)施選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素。

2. 條形全封閉煤場(chǎng)

傳統(tǒng)的條形煤場(chǎng)是利用斗輪堆取料機(jī)等設(shè)備堆積而成的，煤堆形狀為條形棱臺(tái)的煤場(chǎng)。條形煤場(chǎng)由于設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠性好、國(guó)產(chǎn)化程度高、造價(jià)相對(duì)低廉，所以在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，具有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。目前隨著國(guó)家環(huán)保要求的不斷提高，傳統(tǒng)條形煤場(chǎng)開始采用全封閉形式。

2．1 條形全封閉煤場(chǎng)的特點(diǎn)

條形全封閉煤場(chǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用廣泛，設(shè)備簡(jiǎn)單，可靠性高；擴(kuò)展性好，可延長(zhǎng)度方向加長(zhǎng)；土建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便。缺點(diǎn)是環(huán)保性一般。為保證運(yùn)行人員作業(yè)環(huán)境，煤棚需做通風(fēng)，網(wǎng)架與基礎(chǔ)之間通長(zhǎng)設(shè)一定寬度的進(jìn)風(fēng)帶，此進(jìn)風(fēng)帶亦帶來煤塵外溢；需工作人員機(jī)上操作，自動(dòng)化程度較低；占地面積大。

2．2 采用條形全封閉煤場(chǎng)的廠區(qū)總平面布置方案

本方案采用了兩座并列布置的折返式懸臂斗輪機(jī)條形煤場(chǎng)，煤場(chǎng)沿斗輪機(jī)基礎(chǔ)兩側(cè)成條形布置。每個(gè)煤場(chǎng)，寬112m，長(zhǎng)308m，堆高16m，貯煤總量約36萬(wàn)噸，可供本期2×1000MW機(jī)組燃用20天。由于設(shè)計(jì)煤種屬于易自燃煤種，煤場(chǎng)設(shè)監(jiān)測(cè)、保護(hù)系統(tǒng)，四周攝像頭對(duì)自燃進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該方案廠區(qū)圍墻內(nèi)用地面積為27.75公頃。

圖3 -1 采用圓形煤場(chǎng)廠區(qū)總平面布置圖

3. 圓形全封閉煤場(chǎng)

圓形全封閉式煤場(chǎng)是近十多年來在大型燃煤電廠逐步推廣使用并快速發(fā)展的新型煤場(chǎng)布置形式。

圓形煤場(chǎng)是利用圓形斗輪堆取料機(jī)等設(shè)備堆積而成的，煤堆形狀為環(huán)錐形的封閉型煤場(chǎng)。與傳統(tǒng)條形煤場(chǎng)比較，在運(yùn)行、環(huán)保、節(jié)省場(chǎng)地等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

3．1 圓形煤場(chǎng)的特點(diǎn)

圓形煤場(chǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)是占地少，場(chǎng)地利用率高；堆、取料機(jī)獨(dú)立作業(yè)，堆、取料機(jī)檢修時(shí)互不影響。缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度一般，一般需人員機(jī)上操作；為保證運(yùn)行人員作業(yè)環(huán)境，煤場(chǎng)內(nèi)需做通風(fēng)，網(wǎng)架與擋煤墻之間通常設(shè)一定寬度的進(jìn)風(fēng)帶，煤場(chǎng)頂部設(shè)置自然通風(fēng)口，使含塵空氣外溢；燃煤“先進(jìn)后出”，增加了貯煤自燃風(fēng)險(xiǎn)。

3．2 采用圓形煤場(chǎng)的廠區(qū)總平面布置方案

本方案設(shè)兩座直徑120m圓形堆取料機(jī)煤場(chǎng)，每座圓形煤場(chǎng)貯煤量約18萬(wàn)噸，兩座煤場(chǎng)可供本期工程2×1000MW機(jī)組燃用約20天。煤場(chǎng)設(shè)備采用繞中心柱回轉(zhuǎn)堆取料機(jī)，堆取料作業(yè)可同時(shí)進(jìn)行。設(shè)計(jì)煤種屬于易自燃煤種，煤場(chǎng)設(shè)可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)。該方案廠區(qū)圍墻內(nèi)用地面積23.40公頃，廠區(qū)總平面詳見圖3-1。

4. 筒倉(cāng)全封閉煤場(chǎng)

筒倉(cāng)也是火力發(fā)電廠運(yùn)用較為廣泛的一種封閉的貯煤設(shè)施，筒倉(cāng)上部給料機(jī)采用環(huán)形布料機(jī)向筒倉(cāng)貯煤。這種貯煤方式根據(jù)來煤煤種的不同，用皮帶直接輸送至若干個(gè)排列在一起的圓柱形筒倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)存。用該煤種時(shí)從筒倉(cāng)底部的放料口放出，再到配煤盤進(jìn)行配煤作業(yè)。

4．1 筒倉(cāng)的特點(diǎn)

筒倉(cāng)的主要優(yōu)點(diǎn)是占地少，配煤靈活，可實(shí)現(xiàn)精確混煤；智能化自動(dòng)運(yùn)行，減人增效，提升了管理水平；燃煤“先進(jìn)先出”，存煤時(shí)間短，減少筒倉(cāng)內(nèi)煤的自燃風(fēng)險(xiǎn)和熱值損失；完全封閉，環(huán)保性更高。缺點(diǎn)是對(duì)地基要求較高；不宜儲(chǔ)存大粒度燃煤，當(dāng)燃煤粒度200mm以上，底部給料口出料困難；筒倉(cāng)高度較高，帶式輸送機(jī)需一定距離爬升。

圖4 -1：采用筒倉(cāng)煤場(chǎng)廠區(qū)總平面布置圖

4．2 采用筒倉(cāng)煤場(chǎng)的廠區(qū)總平面布置方案

擬建場(chǎng)地地質(zhì)條件好，地基持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，地基承載力特征值為fak=500kPa～800kPa，具備建設(shè)大筒倉(cāng)的天然條件。

本期工程設(shè)置了6個(gè)筒倉(cāng)煤場(chǎng)，兩列布置，每列布置3個(gè)筒倉(cāng)，直徑45m，每個(gè)筒倉(cāng)存煤6萬(wàn)噸，筒倉(cāng)總儲(chǔ)煤量可供本期工程2×1000MW機(jī)組燃用約20天。筒倉(cāng)上部卸料設(shè)備擬采用固定式卸料小車，同時(shí)還配置監(jiān)測(cè)、惰化等輔助系統(tǒng)。該方案廠區(qū)圍墻內(nèi)用地面積22.1公頃，廠區(qū)總平面詳見圖4-1。

5. 貯煤方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

不同形式全封閉煤場(chǎng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較詳見下表5-1。

通過上表比較可以看出，條形封閉煤場(chǎng)貯煤量大、煤種適應(yīng)性強(qiáng)、投資最小，能夠滿足電廠環(huán)保要求，投資最低；圓形全封閉煤場(chǎng)在占地較小的前提下存煤量大，煤場(chǎng)設(shè)備自動(dòng)化程度高，環(huán)保指標(biāo)比條形煤場(chǎng)好，投資適中；而筒倉(cāng)自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、智能化運(yùn)行，同時(shí)通過不同煤質(zhì)的精確摻配，節(jié)省大量燃煤采購(gòu)費(fèi)用并具有占地小、環(huán)保優(yōu)、人性化等特點(diǎn)，但投資最高。

表5 -1： 不同形式全封閉煤場(chǎng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

表5 -1： 不同形式全封閉煤場(chǎng)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

6. 結(jié)論

從上面的分析可以看出，不同的貯煤設(shè)施直接影響了廠區(qū)總平面布置方案和廠區(qū)用地，從廠區(qū)用地及投資等綜合考慮，對(duì)于地處偏僻、環(huán)保要求低、資金有限、土地成本低、來煤差異性大的電廠，可以選擇條形煤場(chǎng)；對(duì)于環(huán)保要求較高、考慮廠區(qū)布局美觀、占地面積小、運(yùn)行管理便利的因素，在資金充足的條件下可以采用圓形煤場(chǎng)方案；對(duì)于建設(shè)場(chǎng)地緊張、環(huán)保要求較高、同時(shí)還需要精確混煤，可選擇筒倉(cāng)煤場(chǎng)方案。

隨著技術(shù)的日益成熟、設(shè)備的日益國(guó)產(chǎn)化、土建設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累及運(yùn)煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，圓形煤場(chǎng)和筒倉(cāng)的工程造價(jià)也在進(jìn)一步降低，在環(huán)保要求越來越高的今天，圓形煤場(chǎng)和筒倉(cāng)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。